乳腺癌DCE-MRI表现特征与生物因子表达及淋巴结转移的相关性研究

李凡, 汪瑞, 周军

乳腺癌是全球女性常见的恶性肿瘤,其发病率已位居我国女性癌症之首且发病年龄逐渐年轻化,严重威胁着女性的健康和生命[1-2]。近年来,随着成像技术的发展,磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)在乳腺癌诊疗方面的应用显现出新兴价值,其不仅能准确直观地显示肿瘤形态及其与其周围组织的关系,而且能够在分子水平上对病灶的血流灌注、组织成分及代谢变化等情况进行多元化、全方位分析。乳腺癌具有高度异质性,目前主要以雌激素受体(estrogen receptor,ER)、孕激素受体(progesterone receptor,PR)、人类表皮生长因子受体-2(human epidermal growth factor-2,Her-2)和Ki-67等生物因子的表达情况为依据对乳腺癌进行个体化治疗及预后评估[3]。分子生物学标记物的特异性表达是癌变组织病理学个体化表现的基础,决定了病灶影像学差异性显现[4]。本研究将乳腺癌动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging,DCE-MRI)特征与生物因子ER、PR、Her-2、Ki-67的表达情况进行关联分析,旨在探索乳腺癌生物因子表达的影像学标志,为乳腺癌的诊疗及预后评估提供更多依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2015年6月至2019年5月连云港市第一人民医院收治的乳腺癌女性患者80例,年龄28～73(49.3±10.3)岁。所有病灶均为单发,病理类型包括导管内癌11例,浸润性导管癌49例,浸润性乳头状癌1例,浸润性小叶癌2例,黏液癌2例,恶性腺肌上皮瘤1例,未分型浸润性癌8例,混合性癌6例(包括有导管原位癌成分的浸润性导管癌4例,浸润性导管癌伴浸润性微乳头状癌1例,浸润性小叶癌伴浸润性导管癌1例);其中30例存在淋巴结转移。所有患者均为首诊,术前行DCE-MRI检查后经病理确诊,MRI检查前及术前未行任何抗肿瘤治疗。

1.2 MRI设备及扫描方法 扫描仪器为飞利浦全数字Ingenia3.0T MRI,具有乳腺专用八通道相控线圈。患者取俯卧位,双乳自然悬垂于线圈内,扫描范围包含双侧乳腺组织及双侧腋窝。常规扫描序列:T1WI横断位TR519 ms,TE8 ms,层厚5 mm,层间距0.5 mm,FOV:280 mm×339 mm×176 mm,矩阵296 mm×297 mm×32 mm,重复扫描次数1次;T2WI横断位TR4217 ms,TE40 ms,层厚4 mm,层间距0 mm,FOV:280 mm×340 mm×160 mm,矩阵312 mm×255 mm×40 mm,重复扫描次数2次。动态增强扫描序列:T1WI横断位TR4.5 ms,TE2.1 ms,层厚1.2 mm,层间距0.2 mm,FOV:344 mm×344 mm×180 mm,矩阵288 mm×281 mm×180 mm,重复扫描次数1次。对比剂为钆喷酸葡胺(广州康臣药业有限公司,国药准字H10950270),静脉团注剂量为0.1 mmol/kg,速率为2.5 ml/s;对比剂团注结束后以相同速率注入20 ml生理盐水。增强前先行蒙片扫描,对比剂注入完成后立即行连续扫描7次,单次扫描时间约为60 s,总耗时约7 min。

1.3 DCE-MRI图像分析 所有DCE-MRI图像均由2名影像专业具有诊断资质的副主任医师以美国放射学会提出的乳腺影像报告和数据系统MRI部分[5]为依据对病灶进行独立诊断分析,如有争议,则交由另一位具有诊断资质的主任医师再次阅片,最终讨论得出一致意见。乳腺癌DCE-MRI特征:①以国际抗癌联盟(UICC)的TNM分期为依据将肿瘤大小分为3组：d≤2 cm、2 cm5 cm(d为肿瘤最大直径)。②肿瘤形态：类圆形、分叶状、不规则形。③肿瘤边缘：光滑、不规则、毛刺。④强化方式：均匀、不均匀、环形。⑤时间-信号强度曲线(time-signal intensity curve，TIC)：在ADW4.6图像后处理工作站用Functool软件将病灶与正常乳腺组织进行对比，避开病灶周围的脂肪、瘢痕组织及出血、坏死组织，挑选病灶中强化最明显的部位作为感兴趣区(ROI)，绘制TIC，ROI面积不小于2 mm2。将TIC分为3型：Ⅰ型(渐增型)、Ⅱ型(平台型)、Ⅲ型(廓清型)。⑥早期强化率(△SI)：以TIC为依据，按照公式△SI=[SIPost-SIPre]/SIPre×100%计算注入对比剂1 min时ROI信号的变化强度(SIPost为病灶增强1 min时的信号强度，SIPre为病灶增强前的信号强度)。△SI分为3组：△SI<50%、50%≤△SI≤100%、△SI>100%。

1.4 免疫组织化学染色及分析 80例乳腺癌组织标本于我院病理科用SP免疫组织化学法染色。参照美国临床肿瘤学会/美国病理学家协会(ASCO/CAP)病理诊断指南及乳腺癌国际工作组推荐指南对ER、PR及Ki-67阳性表达水平进行分级[6-7]。ER、PR、Ki-67阳性表达为癌细胞核内可见棕黄色颗粒。①ER分级:ER阳性表达细胞<1%判为阴性表达,计为“0”;≥1%判为阳性表达,其中1%～10%为低度表达,计为“1+”;>10%为高度表达,计为“2+”。②PR分级:PR阳性表达细胞<1%判为阴性表达,计为“0”;≥1%判为阳性表达,其中1%～20%为低度表达,计为“1+”;>20%为高度表达,计为“2+”。③采用Bauer等[8]研究中的标准对Her-2阳性表达进行分级:Her-2阳性表达在细胞膜上,呈棕色。癌细胞膜无染色或染色癌细胞≤10%判为欠表达,计为“0”;>10%的癌细胞膜出现淡染、勉强可见的不完全染色判为低度表达,计为“1+”;10%～30%的癌细胞膜呈现弱-中度完整染色判为中度表达,计为“2+”,对“2+”者进一步行Fish检测,明确基因是否扩增;>30%的癌细胞膜呈现强的完整染色判为高度表达,计为“3+”。本研究中将“2+”Fish检测有扩增者及“3+”者判为阳性表达,余表达水平判为阴性表达。④Ki-67分级:Ki-67阳性表达细胞<14%判为阴性表达,计为“0”;≥14%判为阳性表达,其中14%～20%为低度表达,计为“1+”;>20%为高度表达,计为“2+”。

2 结果

2.1 乳腺癌患者DCE-MRI表现特征及ER、PR、Her-2、Ki-67表达情况 在本组80例乳腺癌患者中,肿块直径≤2 cm 36例(45%)，2～5 cm 37例(46.25%)，>5 cm 7例(8.75%);肿块形态为类圆形13例(16.25%)，分叶状9例(11.25%)，不规则形58例(72.5%)；肿瘤边缘光滑10例(12.5%)，不规则38例(47.5%)，毛刺32例(40.0%)；TIC为Ⅰ型5例(6.25%)，Ⅱ型35例(43.75%)，Ⅲ型40例(50.0%)；ΔSI<50%组12例(15.0%)，ΔSI 50%～100%组11例(13.75%)，ΔSI >100%组57例(71.25%)。ER阳性表达者56例(70%),包括1+者7例(8.75%),2+者49例(61.25%);PR阳性表达者49例(61.25%),包括1+者9例(11.25%),2+者40例(50%);Her-2阳性表达者20例(25%),包括3+者16例(20%),2+进一步Fish检测明确基因有扩增者4例(5%);Ki-67阳性表达者59例(73.75%),包括1+者6例(7.5%),2+者53例(66.25%)。典型的乳腺癌及乳腺纤维腺瘤DCE-MRI相应表现分别见图1、2。

1A:横断位T1WI增强示左乳上部结节伴毛刺影,边缘不清,强化均匀(箭头所示);1B:TIC曲线呈廓清型图1 68岁女性左侧乳腺浸润性导管癌患者的MRI图像

2A:横断位T1WI增强示左乳内上象限类圆形肿块,边缘光滑,强化均匀(箭头所示);2B:TIC曲线呈渐增型图2 44岁女性左侧乳腺纤维腺瘤患者的MRI图像

2.2 乳腺癌患者DCE-MRI表现与ER、PR、Her-2、Ki-67阳性表达及淋巴结转移的关系 直径≤2 cm、2 cm<直径≤5 cm及直径>5 cm肿瘤的PR阳性表达率组间差异具有统计学意义(P=0.024)；形态为类圆形、分叶状及不规则形肿瘤的PR阳性表达率组间差异具有统计学意义(P=0.040)；直径≤2 cm、2 cm<直径≤ 5 cm及直径>5 cm肿瘤的淋巴结阳性转移率组间差异具有统计学意义(P<0.001)，其余DCE-MRI表现特征组间ER、PR、Her-2、Ki-67阳性表达及淋巴结转移状态无明显差异(均P>0.05)。对组间生物因子ER、PR、Her-2、Ki-67阳性表达及淋巴结转移状态具有差异性的肿瘤采用Bonferroni校正法进一步行χ2检验两两比较，结果显示直径>5 cm肿瘤发生淋巴结转移的概率较直径≤2 cm肿瘤及2 cm<直径≤5 cm肿瘤高(均P<0.05/3=0.0167)，不同直径及不同形态肿瘤的PR阳性表达率χ2检验两两比较组间均无统计学差异，均P>0.05，见表1。

2.3 乳腺癌患者DCE-MRI表现特征与ER、PR、Her-2、Ki-67表达水平的相关性 肿瘤边缘与Her-2表达水平呈正相关(r=0.276,P=0.013),早期强化率与Ki-67表达水平呈正相关(r=0.254,P=0.023),其余指标之间无明显相关性(表2)。

3 讨论

乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤,早期乳腺癌的治愈率超过90%,一旦发生复发或者远处转移,患者的平均生存期不足36个月[9]。淋巴结转移是乳腺癌发生远处转移的常见途径之一,是目前评估乳腺癌预后最有价值的因素,准确判断淋巴结转移与否对乳腺癌患者的临床诊疗有着极重要的指导意义[10]。ER、PR是具有经典意义的甾体类激素受体,其在乳腺癌变组织中的表达水平与患者是否接受内分泌治疗密切相关。研究显示,内分泌治疗ER、PR阳性表达的乳腺癌患者的有效率为55%～70%[11]。CerbB-2是一种原癌基因,其编码产物跨膜蛋白Her-2是目前公认的参与调控细胞增殖分化及促进肿瘤血管和淋巴管新生的重要肿瘤分子标志物,其对乳腺癌的预后评估价值仅次于淋巴转移状态,Her-2在乳腺癌组织中过表达预示着肿瘤预后差、易复发[12-13]。Ki-67是一种核抗原,由Gerdes于1983年首次提出,其表达水平与肿瘤细胞的增殖程度密切相关,阳性表达率越高,肿瘤的增殖活性越强,复发风险越高[14]。

表1 乳腺癌DCE-MRI表现特征与ER、PR、Her-2、Ki-67阳性表达及淋巴结转移的关系

表2 80例乳腺癌DCE-MRI表现特征与生物因子表达水平的相关性

本研究中,3组不同直径及不同形态肿瘤的PR阳性表达率组间存在差异性(均P>0.05)，采用Bonferroni校正法进一步行χ2检验两两比较，结果显示不同直径及不同形态肿瘤的PR阳性表达率两组间差异均无统计学意义(均P>0.05)，考虑Bonferroni校正法检验水准的苛刻性造成了此种研究结果的出现，另外研究样本量过少及3组间差异性比较及两两组间比较的检验方法存在不同亦是影响结果的考虑因素。韩仁峻等[15]研究表明,肿瘤大小与乳腺癌患者的预后呈正相关,肿瘤越大,患者预后越差。Munzone等[16]研究发现直径越大肿瘤的Ki-67阳性表达率越高,患者的生存期越短。本研究显示肿瘤大小与ER、PR、Her-2、Ki-67的表达水平无关。

肿瘤边界毛刺征的出现是由于癌细胞沿乳腺导管浸润扩展及间质反应引起的癌周小梁结构对肿瘤的牵拉作用所致。本研究中乳腺癌的边缘多不规则(47.5%),部分出现毛刺(40.0%),相关分析显示毛刺征与Her-2表达水平呈正相关(r=0.276,P=0.013),与当前国内外研究一致[17-18],说明肿瘤边缘呈毛刺状是乳腺癌DCE-MRI的特异征象,毛刺征的出现提示肿瘤血运丰富、增殖侵袭性强、恶性程度高,患者预后差。

不均匀强化提示肿瘤血管具有高渗透性及高血液灌注性,癌细胞侵袭力强;环形强化提示肿瘤边缘血运丰富,中心出现坏死及纤维化。有研究认为环形强化可作为诊断乳腺癌的影像学依据,环形强化征象的出现提示肿瘤的侵袭力更强,患者的预后更差[19]。本研究显示肿瘤形态、强化方式、TIC与ER、PR、Her-2、Ki-67表达水平无相关性,与Szabó等[20]、安丽华等[17]研究结果差异较大,原因可能是安丽华等[17]对Ki-67表达情况仅以14%为临界点将患者分为阴性表达组和阳性表达组,而未对Ki-67表达水平进行分级研究。

早期强化率是对病灶早期强化阶段血液灌注情况的间接反映,其值越高提示肿瘤血供越丰富。本研究显示，早期强化率与ER、PR、Her-2表达水平无关,而与Ki-67表达水平呈正相关(r=0.254),提示早期强化率越高肿瘤的增殖程度越高,患者预后越差。

另外，本研究结果显示直径>5 cm肿瘤发生淋巴结转移的概率较直径≤2 cm肿瘤及2 cm<直径≤5 cm肿瘤高(均P<0.05/3=0.0167)，提示直径较大的肿瘤出现淋巴结转移的概率较高，发生复发转移风险较大。

综上所述,乳腺癌DCE-MRI肿瘤直径、肿瘤形态、肿瘤边缘、早期强化率与生物因子ER、PR、HER-2、Ki-67的表达及淋巴结转移状态存在一定关联性。乳腺癌DCE-MRI表现特征在一定程度上可以为初步评估乳腺癌细胞的生物学行为,指导临床综合治疗及评估患者预后提供客观依据。但本研究入组患者例数较少,且未对乳腺癌患者进行密切随访,研究结论有待大样本资料研究进一步证实。