标化ADC值在预测膀胱癌患者人表皮生长因子受体2表达状态中的应用价值

余瑞喜,蔡令凯,李 凯,庄俊涛,吴启开,刘沛坤,曹 强,李鹏超,杨 潇,吕 强

(南京医科大学第一附属医院江苏省人民医院泌尿外科,江苏南京 210029)

人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor,HER2)基因在尿路上皮癌的发生发展中起重要作用[1]。HER2在膀胱尿路上皮癌患者中高表达,抗HER2 抗体-偶联类药物在HER2过表达的膀胱尿路上皮癌治疗中展现了显著的临床疗效[2-4]。因此,筛选出抗HER2 抗体-偶联类药物治疗潜在获益人群是诊疗的关键。然而目前HER2蛋白在组织细胞中的表达情况主要通过对有创性操作获取的组织行免疫组化染色检查(immunohistochemistry,IHC)[5],缺乏早期、无创识别HER2表达状态的手段。

磁共振弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)能反映人体不同组织细胞中水分子的布朗运动,DWI信号的高低与水分子扩散速度呈负相关,进而可显示肿瘤与正常组织的高对比度[6]。表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)是DWI最常用的指标之一,能够量化水分子的扩散程度,其信号高低与DWI信号相反。与正常膀胱组织相比,膀胱尿路上皮癌的DWI信号高,ADC值低[7]。目前在乳腺癌、胃癌中,已有研究发现ADC值可以预测HER2表达状态[8-9],但在膀胱尿路上皮癌中缺乏相关研究。因此,本研究旨在探索ADC值在预测膀胱尿路上皮癌中HER2 表达状态的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象纳入标准:①在南京医科大学第一附属医院于2017年4月-2022年3月经术后病理初诊为膀胱尿路上皮癌;②未接受任何新辅助治疗;③均经免疫组织化学法检测膀胱癌组织中HER2表达。排除标准:①临床病理资料不完整;②合并上尿路尿路上皮癌或既往确诊上尿路尿路上皮癌;③伴尿路上皮癌病理亚型或合并其他膀胱癌病理类型;④标本存放时间超过3年。最终纳入患者127例,其中男性110例,女性17例,中位年龄69(47～90)岁。手术方式包括经尿道膀胱肿瘤切除术、根治性膀胱全切除术。

1.2 术前磁共振检查使用GE 公司Signa 3.0T 超导磁共振扫描仪,检查前嘱咐患者禁食6 h,在无相关禁忌证(青光眼、前列腺增生、严重心脏病等)的情况下,于检查前5～10 min给予盐酸山莨菪碱20 mg肌肉注射以减少肠蠕动。检查前30 min饮温水500～1 000 mL,使膀胱充盈。常规扫描序列:快速自旋回波序列轴位非压脂T2序列(重复时间/回波时间4 690/119 ms),层厚/层间距3.0 mm/0.3 mm;视场240 mm;DWI序列采用单次激发平面回波序列轴位以及矢状位扫描,b值为2 000 s/mm2,层厚/层间距 3.0 mm/0.6 mm;重复时间/回波时间4 000/61 ms;视场240 mm。

1.3 影像图像分析所有扫描图像由3位资深诊断医师评估图像质量是否达到研究要求。图像上传至影像归档和通信系统(pictures archiving and communication system),所测病灶的直径均大于5 mm,取b=2 000 s/mm2的DWI序列生成ADC图像。由1位5年以上工作经验的影像科医生进行ADC值测量。为减少误差,本研究中定义“标化ADC值”=病灶ADC值/腰大肌ADC值。

1.4 IHC结果判读所有患者术后病理组织均选取形态学最具代表性的切片。IHC使用全自动IHC染色仪(ventana bechmark XT,ROCHE)进行。结果由2位5年以上工作经验的病理医生判读。根据2021年中国尿路上皮癌人表皮生长因子受体2检测临床病理专家共识[10],HER2结果判读依据2018年版ASCO/CAP HER2检测指南:无着色或<10%浸润性癌细胞膜不完全且微弱染色为0;≥10%浸润性癌细胞膜不完全且微弱染色为1+;≥10%浸润性癌细胞膜弱-中等强度的完整细胞膜染色或<10%浸润性癌细胞完整细胞膜强染色为2+;≥10%浸润性癌完整细胞膜强染色为3+[11]。以IHC 3+为界,将HER2状态分为强阳性(IHC 3+)和非强阳性(IHC 0、1+、2+)。以IHC 2+为界,分为过表达(IHC 2+、3+)和阴性(IHC 0、1+)。以IHC 1+为界,分为表达(IHC 1+、2+、3+)和零表达(IHC 0)。

图1显示了一组本研究观察到的膀胱肿瘤的标化ADC值及对应的HER2表达状态。

1.5 统计学分析采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。连续性变量以(均值±标准差)表示,分类变量用频率和百分比表示。所用检验均采用双侧检验,P<0.05为差异具有统计学意义。连续性变量分析使用t检验,分类变量比较使用卡方检验和Fisher精确检验。在HER2各表达状态间、在HER2过表达组和阴性组间、在HER2表达组和零表达组间、HER2强阳性和非强阳性组间应用独立样本Kruskal-Wallis检验分析标化ADC值的差异。标化ADC值与HER2表达水平的相关性分析采用肯德尔(Kendall’s tau-b)分析。应用受试者操作特性(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析区分HER2强阳性和HER2非强阳性的最佳诊断阈值,计算相应的曲线下面积(area under curve,AUC)、敏感度、特异度及准确度。ROC曲线分析区分HER2过表达和HER2阴性的最佳诊断阈值,计算敏感度、特异度及准确度。

2 结 果

2.1 标化ADC值与HER2表达状态呈负相关HER2 IHC 0、1+、2+、3+分别为22例(17.3%)、42例(33.1%)、52例(40.9%)、11例(8.7%),标化ADC值分别为(1.029±0.281)、(0.911±0.173)、(0.907±0.210)、(0.802±0.090)。应用独立样本Kruskal-Wallis检验比较HER2各表达水平的标化ADC值(图2A)。进一步应用Kendall’s tau-b相关系数分析,结果表明标化ADC值与HER2表达状态呈负相关(tau-b=-0.180,P=0.008)。

A:不同HER2表达水平的标化ADC值比较。其中在IHC 3+、IHC 2+组中的标化ADC值分别显著低于IHC 0组(P=0.003、P=0.048);B:标化ADC值区分HER2强阳性和非强阳性的ROC曲线;C:标化ADC值区分HER2过表达和阴性的ROC曲线。

2.2 不同HER2表达水平间的标化ADC值比较应用独立样本Kruskal-Wallis检验分别比较不同HER2表达(非强阳性与强阳性、阴性与过表达、零表达与非零表达)的标化ADC值,结果显示HER2强阳性显著低于HER2非强阳性,HER2表达显著低于HER2零表达(表1)。

表1 不同HER2表达水平(非强阳性与强阳性、阴性与过表达、零表达与非零表达)的标化ADC值比较

2.3 标化ADC值区分不同HER2表达水平(非强阳性与强阳性、阴性与过表达)的ROC曲线分析以标化ADC值作为诊断指标,进行区分HER2强阳性(IHC 3+)和HER2非强阳性(IHC 0、1+、2+)的ROC曲线分析,根据约登指数确定最佳诊断阈值为0.849,AUC为0.706(95%CI:0.600～0.804),此时敏感度为0.621,特异度为0.909,准确度为0.765(图2B)。

以标化ADC值作为诊断指标,进行区分HER2过表达(IHC 2+、3+)和HER2阴性(IHC 0、1+)的ROC曲线分析,根据约登指数确定最佳诊断阈值为0.909,AUC为0.590(95%CI:0.490～0.689),此时敏感度为0.547,特异度为0.667,准确度为0.607(图2C)。

3 讨 论

HER2是一类原癌基因表达的酪氨酸激酶类受体。通常在胎儿时期有表达,成人体内几乎不表达。在人类多种肿瘤中可检测到HER2高表达,表现为HER2表达水平越高,肿瘤的恶性程度越高[1]。此外,一方面由于HER2促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡,使细胞数量增多、排列紧密,细胞间水分子布朗运动受限[12-13];另一方面,HER2可诱导肿瘤血管新生影响水分子扩散[14],二者形成协同效应,可导致癌组织的ADC值降低。研究表明在乳腺癌、胃癌中,病灶ADC值与HER2表达状态呈负相关[8,15-19]。本研究首次发现膀胱尿路上皮癌的标化ADC值与HER2表达状态呈负相关(tau-b=-0.180,P=0.008),我们认为标化ADC值有预测膀胱癌HER2表达的研究前景。

目前,抗HER2 抗体-偶联药物现获批应用于HER2过表达(IHC 2+、3+)的晚期膀胱癌患者[20]。在本研究中,IHC 2+、3+的标化ADC值分别低于IHC 0(P=0.003、P=0.048)。进一步分析发现,虽然无统计学差异(P=0.081),但本研究中观察到HER2过表达(IHC 2+、3+)标化ADC值低于HER2阴性(IHC 0、1+),在标化ADC值为0.909时,区分HER2过表达和HER2阴性的准确度为0.607。

不同于IHC 2+的患者需要在进行FISH检测后存在HER2基因扩增的才考虑予以抗HER2 抗体-偶联药物治疗,IHC 3+的患者无需进行FISH检测即可直接进行给药治疗[21,22]。据此,本研究除将人群按HER2表达水平逐级划分,也增加了HER2强阳性(IHC 3+)和HER2非强阳性(IHC 0、1+、2+)的组别划分。HER2 IHC强阳性的病灶标化ADC值低于HER2非强阳性(P=0.024)。在标化ADC值为0.849时,区分HER2强阳性和HER2非强阳性的准确度为0.765。

近期,新型抗HER2 抗体-偶联药物T-DXd临床试验的数据显示,其对HER2低表达(IHC 1+、IHC2+/ISH-)乳腺癌也有可观的治疗收益[23]。未来,相应抗HER2 抗体-偶联药物也可能使HER2低表达的膀胱尿路上皮癌患者获益。本研究中,HER2表达组的标化ADC值低于HER2零表达组(P=0.020),提示标化ADC值在鉴别HER2表达(包括低表达)患者中也有一定价值。

作为一线治疗后进展的二线治疗之一,抗HER2 抗体-偶联药物在局部晚期或转移性尿路上皮癌治疗中具有良好的有效性和安全性[24]。但筛选抗HER2 抗体-偶联药物的潜在获益人群依赖HER2表达状态的检出,鉴于此,本研究发现标化ADC值与HER2表达状态呈负相关,ROC曲线分析表明标化ADC值还能用于区分不同的HER2表达状态(强阳性组和非强阳性组)。因此,标化 ADC值可应用于无创筛选抗HER2 抗体-偶联药物的膀胱尿路上皮癌患者中的潜在获益人群。