乳腺癌常规超声特征和剪切波弹性参数与其分子亚型的关系

曹春莉，李军*，曹玉文，吴芳，马婷

1.石河子大学医学院第一附属医院超声科，新疆 石河子 832000；2.石河子大学医学院病理教研室，新疆 石河子 832000*通信作者 李军 lj035199@163.com

乳腺癌是一种具有不同形态、生物学行为和分子特征的异质性和复杂性疾病，即使组织学表达相同，但不同分子亚型的乳腺癌患者的治疗反应和预后也存在显著差异[1-2]。越来越多的学者致力于探讨乳腺癌的影像学特征与其分子亚型的相关性[3-4]，但是通过超声定性及定量特征无创性地预测乳腺癌分子亚型的研究鲜有报道。本研究拟探讨不同分子亚型乳腺癌的常规超声特征、声触诊组织量化（virtual touch tissue quantification，VTQ）和声触诊组织量化成像（virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ）技术的剪切波弹性定量特征，以寻找术前无创性预测乳腺癌分子亚型的超声特征。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2017年6月—2020年5月于石河子大学医学院第一附属医院行乳腺肿块手术切除并经病理证实的128例乳腺癌共132个肿块，均为女性，年龄27～75岁，平均（55.0±5.5）岁。纳入标准：肿块术前均行常规超声、VTQ及VTIQ检查；未接受放化疗、内分泌治疗等其他任何治疗；肿块切除术后标本行免疫组化检查。排除标准：肿块最大径≥45 mm或<5 mm；肿块同侧乳腺曾接受手术切除；行超声检查前曾接受放化疗、内分泌治疗等其他治疗；临床病理及超声资料不完整。本研究经石河子大学医学院第一附属医院伦理委员会批准（批号：KJ2020-121-01），所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Acuson S3000彩色多普勒超声诊断仪，L9-4线阵探头。患者取仰卧位，充分暴露双乳，使用编织法行常规超声检查，观察肿块大小、形态、边缘、纵横比、后方回声、钙化及血流情况，以Adler半定量法[5]进行血流分级；常规超声检查后启动VTQ剪切波弹性成像模式，将探头轻放在患者乳腺上，将ROI取样框（5 mm×6 mm）置于肿块中央，嘱患者屏住呼吸，图像稳定后按“update”键，记录ROI内组织的剪切波速度（shear wave velocity，SWV），记为SWVVTQ；随后启动VTIQ模式，有效取样范围4.0 cm×2.5 cm，当质量模式呈现为均匀绿色时进入速度模式，以病灶周围背景组织呈现均匀浅蓝色或淡绿色，病灶内部呈现红色或黄色为标准，获得最终的VTIQ剪切波弹性成像速度模式图像。根据速度模式颜色不同，将ROI（1 mm×1 mm）分别置于病灶SWV最高区域、同一深度周围腺体区域，记录剪切波速度最大值（SWVmax）及病灶最大值与同一深度周围正常组织的比值（SWVratio）。重复测量5次后取平均值。测量时保持探头与扫查部位垂直，注意避开钙化或液化坏死区域。

由2名从事乳腺常规超声诊断工作10年以上及乳腺剪切波弹性成像技术2年以上的副主任医师采用盲法共同观察超声图像，结论不一致时讨论后达成一致。

1.3 分子亚型诊断标准 根据雌激素受体（estrogen receptor，ER）、孕激素受体（progesterone receptor，PR）、人类表皮生长因子-2（human epidermal growth factor receptor 2，HER-2）及Ki-67表达情况将乳腺癌分为4种亚型，①Luminal A型：ER（+）和（或）PR（+），HER-2（-），Ki-67表达<14%；②Luminal B型：HER-2（-）型：ER（+）和（或）PR（+），HER-2（-），Ki-67表达≥14%；HER-2（+）型：ER（+）和（或）PR（+），HER-2（+）；③HER-2过表达型：ER、PR（-），HER-2（+）；④三阴型（triple negative breast cancer，TNBC）：ER、PR、HER-2均（-）[6-7]。1.4 统计学方法 应用SPSS 22.0软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，不同分子亚型间常规超声及临床病理特征整体比较采用χ2检验或Fisher确切概率法，两两比较采用χ2检验，根据比较次数调整检验水准，P<0.0083为差异有统计学意义；不同分子亚型间SWV值整体比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 乳腺癌不同分子亚型临床病理特征比较 132个乳腺癌肿块中：Luminal A型44个（33.33%），Luminal B中HER-2（-）型30个（22.73%），HER-2（+）型27个（20.45%），HER-2过表达型18个（13.64%），TNBC型13个（9.85%）。不同分子亚型乳腺癌临床病理特征中，患者年龄分布、组织学分级、腋窝淋巴结状态比较，差异有统计学意义（P<0.05）；病理类型差异无统计学意义（P>0.05）。组间两两比较显示，Luminal A型与Luminal B型的年龄分布、腋窝淋巴结状态、组织学分级差异无统计学意义（χ2＝3.047、10.935、3.496，P>0.0083）。Luminal A型和Luminal B型乳腺癌患者多为老年女性、低组织学分级、无腋窝淋巴结转移，HER-2过表达型和TNBC型乳腺癌患者年龄较小、组织学分级和腋窝淋巴结发生转移的几率较高（表1）。

表1 乳腺癌不同分子亚型临床病理特征比较（例）

2.2 乳腺癌不同分子亚型常规超声特征比较 不同分子亚型乳腺癌常规超声特征中肿块大小、边缘、内部钙化和血流分级比较，差异有统计学意义（P<0.05）；肿块形态、后方回声和纵横比差异无统计学意义（P>0.05）。组间两两比较显示，Luminal A型仅有1个常规超声特征（血流分级）与Luminal B型差异有统计学意义（χ2＝20.794，P<0.0083）。Luminal A型、Luminal B[HER-2（-）]型肿瘤多表现为较小肿块、边缘毛刺、无钙化；Luminal B[HER-2（+）]型、HER-2过表达型肿瘤多表现为较大肿块、内部伴钙化、血流丰富；TNBC型肿瘤多表现为较大肿块、边缘清晰、内部钙化少见、血流不丰富，见表2及图1～4。

图1 女，65岁，乳腺浸润性导管癌，Luminal A型。肿块最大径8 mm，形态不规则，边缘毛刺状（箭），内部无钙化和血流

表2 乳腺癌不同分子亚型常规超声特征比较（例）

图2 女，58岁，乳腺浸润性导管癌，Luminal B[HER-2（+）]型。肿块最大径21 mm，形态不规则，边缘模糊，内部伴钙化（箭）

图3 女，38岁，乳腺浸润性导管癌，HER-2过表达型。肿块最大径25 mm，形态不规则，内部伴钙化，血流分级为3级（箭）

图4 女，42岁，乳腺浸润性导管癌，TNBC型。肿块最大径24 mm，形态规则，边缘清晰（箭），内部无血流

2.3 乳腺癌不同分子亚型SWV值比较 VTIQ技术获得不同分子亚型乳腺癌SWVmax及SWVratio比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；而VTQ技术获得的SWVVTQ值比较，差异无统计学意义（P>0.05）。Luminal B型中的HER-2（+）型及HER-2过表达型的SWVmax、SWVratio最高，其次为Luminal B型中的HER-2（-）型、TNBC型，Luminal A型最低，见表3及图5、6。

表3 乳腺癌不同分子亚型SWV比较（±s）

表3 乳腺癌不同分子亚型SWV比较（±s）

注：a与Luminal A型比较，P<0.05；b与Luminal B型中的HER-2（+）比较，P<0.05；c与Luminal B型中的HER-2（-）比较，P<0.05；d与HER-2过表达型比较，P<0.05；e与TNBC型比较，P<0.05

分子亚型例数VTQ VTIQ SWVVTQ（m/s）SWVmax（m/s）SWVratio总体 132 6.47±2.01 5.75±1.78 3.32±0.85 2.80±0.71bcde Luminal B型Luminal A型44 5.95±1.82 4.65±1.33bcde 3.21±0.61acd HER-2（+） 27 7.13±1.91 6.96±1.64abe 3.89±0.96abe HER-2（-）30 6.34±2.35 5.55±1.71acd 3.91±0.57abe TNBC 13 6.45±1.72 5.76±1.45acd 3.34±0.67acd HER-2过表达18 6.99±2.00 6.93±1.55abe F值1.843 12.620 12.727 P值 0.125 0.000 0.000

图5 女，58岁，乳腺浸润性导管癌，Luminal B[HER-2（+）]型。VTQ技术获得SWVVTQ值9 m/s（A）；VTIQ技术获得SWVmax值10 m/s（箭），SWVratio值8.26（B）

图6 女，46岁，乳腺浸润性导管癌，TNBC型。VTQ技术获得SWVVTQ值9 m/s（A）；VTIQ技术获得SWVmax值5.42 m/s（箭），SWVratio值4.17（B）

3 讨论

乳腺癌分为不同的亚型，每个亚型均有其基因组学和免疫组化特征，影响治疗的反应和预后生存[8]。通常Luminal A型是最常见的亚型，对内分泌治疗反应良好，而Luminal B型乳腺癌可从新辅助化疗中获益，HER-2曲妥珠单抗治疗效果良好，TNBC型临床疗效差，但对新辅助化疗完全有反应的可能性更大[9]。目前临床可通过术前穿刺活检或术后病理取材获得乳腺肿瘤分子亚型，前者为有创检查，且存在一定的取样误差；后者存在一定的滞后性。因此，术前预测乳腺癌分子亚型可为患者选择治疗方案和评估预后提供参考。

3.1 乳腺癌的临床病理特征与其分子亚型的关系本研究132个乳腺癌肿块中，Luminal型（Luminal A型和Luminal B型）最常见，占乳腺癌分子亚型的76.50%（101/132）；TNBC型数量最少，仅占乳腺癌分子亚型的9.85%（13/132）。Luminal A型和Luminal B型乳腺癌患者多为老年女性、低组织学分级、腋窝淋巴结转移少见，HER-2过表达型和TNBC型乳腺癌患者年龄较小、组织学分级和腋窝淋巴结发生转移的几率高。HER-2过表达型和TNBC型乳腺癌的ER、PR均呈阴性，ER、PR的表达程度与组织学分级呈负相关[10]，ER、PR阴性表达的乳腺癌组织学分级较高，细胞分化能力较差，对肿瘤增殖调控能力降低，因此细胞呈现无序的恶性增殖，导致细胞生长迅速，易发生远处淋巴结转移。此外，HER-2过表达时，肿瘤细胞增生比较活跃，肿瘤生长快速，而腋窝淋巴结发生转移的几率与原发肿瘤的大小有关，原发肿瘤越大，腋窝淋巴结越容易发生转移[11]。

3.2 乳腺癌常规超声特征与其分子亚型的关系 本研究不同分子亚型乳腺癌的7个常规超声特征中，肿瘤大小、边缘、内部钙化及血流分级比较有显著差异。Luminal B[HER-2（+）]型、HER-2过表达型乳腺癌多表现为较大肿块、内部伴钙化、血流丰富，与Rashmi等[12]的研究结果一致。HER-2过表达的乳腺癌肿瘤细胞增生比较活跃，肿瘤细胞代谢所需要的氧气及能量供应相对不足，导致内部钙质分泌[13-14]。此外，HER-2与具有诱导肿瘤血管生成的重要调控因子——血管内皮生长因子（vascular endothelial growth，VEGF）具有显著相关性，当HER-2过表达时，肿瘤内部的VEGF活性表达增加，促进肿瘤内部新生血管的生成[15-16]。因此，此类型乳腺癌超声表现多为较大肿块、内部伴钙化、血流丰富。不同分子亚型中，TNBC型作为一种特殊的乳腺癌，尽管具有恶性肿瘤生长的特征，但常规超声声像图多表现为肿块大、边缘清晰、内部钙化少见、血流不丰富等非典型乳腺癌特征，与多数研究[17-18]结果一致。Luminal A型和Luminal B型乳腺癌均多表现为肿块小、边缘毛刺征。ER、PR表达阴性的肿瘤常提示肿瘤分化差、恶性程度高、内分泌治疗差。结合本研究结果，常规超声特征出现边缘毛刺征者较无此类征象者的恶性程度低，适合内分泌治疗，总体预后较好。然而两者常规超声特征无明显差异，鉴别存在一定的困难，与郭玉萍等[19]的研究结果相符。

3.3 乳腺癌的剪切波弹性参数与其分子亚型的相关性 本研究结果显示，VTIQ技术获得的SWVmax及SWVratio在不同分子亚型间有显著差异，而VTQ技术获得的SWVVTQ无显著差异，其原因可能为乳腺癌不同分子亚型的弹性硬度值变化有限，不足以改变整个肿块，VTQ技术的取样框较大，对于直径较小的结节，测量所得结果代表整个肿块的硬度；而VTIQ技术取样框小，且可以测量任意感兴趣区的SWV值[20-21]，因此对于反映乳腺癌不同分子亚型的硬度信息，VTIQ技术更有优势。不同分子亚型中，Luminal B[HER-2（+）]型和HER-2过表达型乳腺癌SWVmax和SWVratio值最高，其次是Luminal B[HER-2（-）]型和TNBC型，Luminal A型最低。HER-2过表达时，原癌基因被激活，肿瘤周边胶原结缔组织不断增生，协助肿瘤细胞锚定于细胞外基质，细胞外基质硬度增加可导致由细胞施加的牵引力增加，支撑肿块维持一定的形态和稳定，增加细胞内硬度和对细胞外基质硬度的细胞内机械敏感性[15]。此外，HER-2过表达时肿瘤内部钙质分泌、新生血管生成均在一定程度上导致肿瘤硬度增加。本研究中Luminal A型和Luminal B型乳腺癌的常规超声特征无显著差异，仅通过常规超声特征以此区分存在一定的困难，但是对于VTIQ技术获得的SWV，Luminal B型乳腺癌的SWVmax及SWVratio值明显大于Luminal A型，因此VTIQ可以为两者的鉴别诊断提供更多的帮助。

3.4 本研究的局限性 本研究纳入样本量相对较少，分子亚型分类有限，且TNBC型乳腺癌发病率低，后续尚需扩大样本量进一步研究证实。

总之，乳腺癌不同分子亚型与常规超声特征和剪切波弹性参数存在一定的相关性，对于Luminal A型和Luminal B型乳腺癌常规超声特征无明显差异，而VTIQ技术可通过获得的剪切波弹性参数对两者进行鉴别。因此，术前常规超声联合剪切波弹性成像可以在一定程度上无创性地预测乳腺癌分子亚型，从而为乳腺癌治疗策略的选择及预后判断提供一定的参考依据。