多模态超声特征与乳腺癌分子亚型的关系研究

吴芳，成静，曹春丽，马婷，童彩霞，曹玉文

本文创新点与局限性:

创新点：（1）分析了二维超声、超声造影及声触诊组织量化技术（VTIQ）与不同分子亚型乳腺癌的关系，筛选出二维超声指标中肿块边界不清、边缘特征（肿块毛刺、肿块分叶），超声造影指标中肿块周围呈放射状，肿块边缘区VTIQ值是乳腺癌分子亚型为管腔上皮型的独立影响因素。（2）与既往研究比较，本研究将病灶划分为中央及边缘区域并分别进行了研究，发现病灶边缘区域对乳腺癌分子亚型的预测贡献要大于病灶中央区域，认为肿瘤边缘区域的影像特征能更好预测乳腺癌分子亚型，这为以后预测乳腺癌分子亚型的影像学研究方向提供了新思路。

局限性：三阴性乳腺癌和Luminal A型病例收集困难，可能影响了分子亚型的预测，需扩大样本量进一步研究。

乳腺癌的高度异质性决定了其生物学行为、预后及个体化治疗方案的不同。不同分子亚型的乳腺癌治疗方式存在明显差异，针对不同分子亚型采用个体化治疗在临床上尤为重要。本研究分析了乳腺癌的二维超声、超声造影及声触诊组织量化技术（VTIQ）特征与其分子亚型的关系，以期通过典型超声特征预测乳腺癌分子亚型，为术前判断预后和个体化治疗方案的制定提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 前瞻性选取2017年1月—2019年2月在石河子大学医学院第一附属医院就诊的经病理检查确诊的女性乳腺癌患者91例为研究对象。患者年龄26～81岁，平均（53.3±9.8）岁；乳腺肿块直径 0.9～5.5 cm，平均（2.9±1.1） cm；术前均接受二维超声、超声造影及VTIQ检查。本研究经石河子大学医学院第一附属医院医学伦理委员会批准，患者超声造影前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用西门子S3000彩色多普勒超声诊断仪。选用L9-3线阵探头，探头频率9 MHz，同时配有VTIQ成像软件及脉冲反相谐波造影条件，机械指数0.07～0.09，超声造影剂为Sonovue。二维超声观察指标：肿块直径、肿块纵横比、肿块形态、肿块边界、肿块边缘（规则、毛刺、分叶、角状）、微小钙化、Alder血流分级、腋窝淋巴结。VTIQ重点观察病灶的速度模式图，在质量模式合格的条件下进入速度模式图，分别选取肿瘤边缘区（包块病灶边缘及周围1 cm内组织）、中央区及周围正常组织为感兴趣区（ROI），每个ROI取多点测量，取VTIQ最大值［1-2］，存贮图像，记录测量数值。在此基础上选取二维图像清晰且血流最丰富的切面，进入超声造影模式，经肘静脉团注5 ml超声造影剂，主要观察病灶增强强度、灌注缺损、增强顺序、增强模式，增强边界、增强范围、周围是否放射状增强，同时记录结果，存贮动态图像，以备后续分析。

1.3 免疫组化学分析 术中切除标本均行病理检查，采用常规SP法检测雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）、人表皮生长因子受体2（HER2）、Ki-67增殖指数。根据上述指标表达情况将乳腺癌患者分为两组：管腔上皮型组和非管腔上皮型组。管腔上皮型组包括Luminal A型〔ER（+）和 /或 PR（+），HER2（-），Ki-67低 表 达（＜14%=）〕和Luminal B型〔HER2阴性，即ER（+）和/或PR（+），HER2（-），Ki-67高表达≥14%；HER2阳性，即ER（+）和/或PR（+），HER2过表达，Ki-67为任何表达水平〕；非管腔上皮型组包括HER2过表达型〔ER（-）和PR（-），HER2（+）或增殖〕和三阴型〔ER（-）、PR（-）、HER2（-）〕。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，呈正态分布的计量资料以（±s）表示，两组间比较采用两独立样本t检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。采用多因素Logistic回归分析探讨乳腺癌分子亚型的影响因素。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理及免疫组化检查结果 管腔上皮型组含Luminal A型11例、Luminal B型49例，非管腔上皮型组含HER2过表达型18例、三阴型13例。不同分子亚型乳腺癌患者病理检查结果见表1。

2.2 不同分子亚型乳腺癌超声特征 管腔上皮型组超声表现：二维超声形态不规整，边缘毛刺、高回声晕，后方回声衰减；超声造影表现以速升缓降向心性高增强为主，增强后范围扩大，周围呈放射状汇聚；VTIQ肿块硬度依次为边缘区＞中央区＞周围正常组织，边缘区优势（见图1）。

非管腔上皮型组超声表现：（1）HER2过表达型典型超声表现：肿块直径＞2.0 cm，肿块纵横比＜0.7，肿块边缘欠规整，常见微小钙化和坏死液化；超声造影速升缓降高增强，灌注缺损多见；VTIQ肿块硬度部分相对均匀，部分表现为中央区优势（见图2）。（2）三阴型典型超声表现：部分呈良性肿瘤表现，肿块直径＞2.0 cm，部分呈类圆形，边缘清晰，内部回声均匀；超声造影呈弥漫性高增强，增强后边界清晰，范围扩大；VTIQ肿块硬度中央区与边缘区相对均匀，边缘区和中央区硬度在四型中最软（见图3）。

2.3 二维超声指标、超声造影及VTIQ指标比较 管腔上皮型组和非管腔上皮型组二维超声指标中肿块边界、边缘特征，超声造影指标中增强边界、增强范围及周围放射状增强特征，VTIQ中病灶边缘区硬度特征比较，差异有统计学意义（P＜0.05，见表 2～4）。

表1 不同分子亚型乳腺癌患者病理检查结果Table 1 Pathological findings of breast cancer patients with different molecular subtypes

图1 管腔上皮型乳腺癌超声图像Figure 1 Ultrasound images of luminal breast cancer

图2 HER2过表达型乳腺癌超声图像Figure 2 Ultrasound images of HER2-enriched breast cancer

图3 三阴型乳腺癌超声图像Figure 3 Ultrasound images of triple-negative breast cancer

2.4 多因素Logistic分析结果 以超声征象为自变量（变量赋值见表5），以乳腺癌分子亚型为因变量（赋值：管腔上皮型=0，非管腔上皮型=1）对乳腺癌分子亚型的影响因素进行二分类Logistic回归分析，结果显示，二维超声指标中肿块边界、边缘特征（肿块毛刺、肿块分叶），超声造影指标中肿块周围放射状增强，肿块边缘区VTIQ值是乳腺癌分子亚型为管腔上皮型的独立影响因素（P＜0.05，见表6）。

表2 管腔上皮型组和非管腔上皮型组二维超声指标比较〔n（%）〕Table 2 Comparison of two-dimensional ultrasound indices between Luminal and non-Luminal breast cancer groups

表3 管腔上皮型组和非管腔上皮型组超声造影指标比较〔n（%）〕Table 3 Contrast-enhanced ultrasonography parameters between Luminal and non-Luminal breast cancer groups

表4 管腔上皮型组和非管腔上皮型组VTIQ最大值比较（m/s）Table 4 Comparison of VTIQ max between Luminal and non-Luminal breast cancer groups

3 讨论

2011年，St.Gallen乳腺癌专家共识根据ER、PR、HRE-2及Ki-67的表达将乳腺癌分为管腔上皮型和非管腔上皮型［3］，二者的内分泌治疗和术后放疗、化疗等治疗效果不同，预后也不同。随着超声造影和弹性超声的运用，乳腺癌超声诊断已进入多模态联合诊断模式，不同分子亚型的乳腺癌多模态超声指标是否存在差异是目前研究的热点。本研究通过二维超声、超声造影和VTIQ分析超声特征与乳腺癌分子亚型的关系，旨在分析多模态超声特征对乳腺癌分子亚型的判断价值。

本研究纳入的二维超声指标包括肿块直径、肿块纵横比、肿块形态、肿块边界、肿块边缘、微小钙化、Alder血流分级、腋窝淋巴结。多因素Logistic回归分析结果肿块边界不清、肿块边缘毛刺征是乳腺癌分子亚型为管腔上皮型的影响因素，与既往影像学研究结果一致［4-5］。乳腺癌细胞在肿块边缘区沿结缔组织间隙向外浸润蔓延，起支架作用的结缔组织先向外伸延，形成瘤周毛刺［6］。有研究认为毛刺征常见于组织学分级较低的乳腺癌［5］，是机体对抗肿瘤转移的一种自我保护［7］。本研究中非管腔上皮型HER2过表达型患者肿块边缘呈角状和分叶所占比例较多。有研究显示，三阴型患者中近50%边缘规整，边界清晰，多呈良性肿瘤的表现，这与其易感基因、ER或PR阴性表达、病理类型、肿瘤生长迅速等因素有关［8-9］。肿块纵横比和微小钙化是诊断乳腺癌的经典超声征象，但这些征象均不是乳腺癌分子亚型的独立影响因素。由此可见，肿瘤边缘区域超声特征更能反映肿瘤生物学行为。

表5 乳腺肿块超声征象赋值Table 5 Assignment for ultrasound characteristics of breast masses

表6 乳腺癌分子亚型影响因素的多因素Logistic回归分析Table 6 Multivariate Logistic regression analysis of ultrasound characteristics associated with molecular subtypes of breast cancer

超声造影通过造影剂微气泡而增强病灶与周围组织对比度，能更深入观察肿瘤微小血管分布、血管形态及血流灌注的特点［10］。造影后增强边界不清晰、增强范围扩大及周围放射性增强是诊断乳腺癌的经典超声造影特征［11］，本研究结果显示，这些经典特征在两组间差异有统计学意义，分析其原因与乳腺癌临床病理特点和生物学行为有关［4，12-13］。有研究认为Luminal型肿瘤造影模式多表现为放射性汇聚［14］，本研究多因素Logistic回归分析显示，肿块周围放射状增强是乳腺癌分子亚型的独立影响因素，与上述研究结果一致，推测其原因为肿瘤边缘区域血管较中央区密集［6］，血管粗大迂曲，相互融合成片状、胚窦状，其为肿瘤细胞沿导管浸润性生长提供了营养环境，因此二维超声肿块边缘毛刺征与超声造影肿块周围放射状增强从不同角度诠释了Luminal型乳腺癌向周围浸润性生长特征。有研究认为HER2过表达型乳腺癌可上调血管内皮生长因子，较易出现灌注缺损［15］，但在本研究结果显示并无统计学差异，可能与Luminal B型易出现灌注缺损有关，同时也受到病灶大小、病理类型等因素的影响。此外，增强强度、增强模式、增强边界、增强范围均未进入多因素Logistic回归方程，表明超声造影所显示的肿块边缘区血管分布特点更能体现不同分子亚型乳腺癌的血管异质性。

VTIQ是基于剪切波的第三代ARFI弹性成像技术，其通过聚集超声波束产生声辐射脉冲，作用于肿块引起纵向微小位移和横向剪切波，并通过速度模式图依据图像色彩的分布直观获取肿块整体硬度定性特征，同时进行多点多次测量获取肿块局部硬度剪切波速度。本研究结果显示两组肿块边缘区VTIQ最大值间有明显差异，但肿块中央区VTIQ最大值间无明显差异，分析其原因与肿块大小、钙化、纤维化、液化坏死等因素干扰有关。Luminal型边缘区最硬，多表现为乳腺癌典型弹性特征——硬环征，其与边缘区间质反应有关；HER2过表达型乳腺癌硬度居中；三阴性乳腺癌边缘区最软，其与周围增殖浸润的方式、细胞结构、微血管密度有关［16］。本研究多因素Logistic回归分析结果显示，肿块边缘区VTIQ最大值是乳腺癌分子亚型的独立影响因素。

综上所述，本研究筛选出乳腺癌肿块边缘毛刺征、肿块周围放射状增强以及肿块边缘VTIQ最大值是乳腺癌分子亚型的独立影响因素，优选这3个指标可以在临床工作中快捷准确地判断管腔上皮型乳腺癌，为术前个体化治疗方案的制定及预后预测提供较为可靠的影像学依据。同时本研究还发现肿块边缘区超声形态特征、血管分布及弹性特征更能反映肿瘤生物学行为，且与分子亚型关系密切，这为以后预测乳腺癌分子亚型的影像学研究提供了新的思路。

作者贡献：吴芳进行文章的构思与设计、资料整理、论文撰写；成静负责文献、资料收集整理与数据统计；曹春丽负责资料收集整理；马婷负责论文和英文修订；童彩霞负责文章的可行性分析，英文撰写；吴芳、曹玉文负责文章质量控制，对文章整体负责。

本文无利益冲突。