乳腺癌多模態MRI成像與其分子分型的相關性

王振平 劉光洪 陳洋 羅是是 李建軍 趙應滿 李冠喬 陳集敏

海南省人民醫院1放射科，2乳腺外科，3病理科（?？?70311）

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，是一類分子水平上具有高度異質性的疾?。?］。乳腺癌分子分型，能夠較好地表達出腫瘤的生物學活性，對乳腺癌的個體化治療具有重要的臨床指導意義［2-3］。分子生物學因素決定腫瘤的生物學行為和組織病理學改變，進而決定腫瘤的影像學表現。目前，關于乳腺癌不同分子亞型的MRI研究還非常有限，尚無統一結論。本研究對比分析乳腺癌的多模態MRI表現與病理組織學特點，旨在分析乳腺癌MRI表現與其分子分型的相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象收集海南省人民醫院2014年1月至2017年2月間進行多模態乳腺MRI檢查并行手術病理證實的乳腺癌患者93例，女92例，男1例，年齡25～77歲，平均44歲。所有患者在MRI檢查前及術前均未行任何抗腫瘤治療。

1.2 儀器和方法采用Siemens公司Magnetom 3.0T超導型MR掃描儀，乳腺專用多通道相控陣表面線圈?；颊呷「┡P位。掃描序列包括：常規MRI平掃采用快速自旋回波TSE序列T2WI及脂肪抑制T2WI；動態增強采用三維快速小角度激發梯度回波（3D-FLASH）序列壓脂T1WI；共掃描6次，對比劑：Gd-DTPA 0.1 mmol/kg；注射速率2.5 mL/s。DWI用單次激發EPI序列，成像參數：擴散敏感梯度取b=0、b=500及b=1 000 s/mm2，彌散方向=3，軸位成像。MRS采用點分辨自旋回波波譜（PRESS），單體素置于腫瘤中心。

1.3 MRI影像表現分析分析乳腺癌病灶的形態學表現，包括病灶類型、病灶形態、邊緣、內部強化特征、動態增強曲線（緩升型、平臺型、流出型）；MRS的復合膽堿（Cho）濃度；DWI中的表觀擴散系數（ADC值）。具體標準參考ACR BI-RADS MRI圖譜（2013版）。

1.4 乳腺癌免疫組化與分子分型所有標本均石蠟包埋，SP法檢測雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）、人表皮生長因子受體2（HER-2）和Ki-67的表達。ER、PR判定：陽性細胞數≤10%為陰性，＞10%為陽性；HER-2判定：CerbB-2（-）或（+）為HER-2陰性，對CerbB-2（+++）為陽性，陽性（++）者需進一步熒光原位雜交技術（FISH）檢測HER-2基因的擴增狀態。根據免疫組化染色和FISH基因檢測結果確定分型（表1）。

表1 乳腺癌分子分型判定表Tab.1 The molecular classification of breast cancer

1.5 統計學方法采用SPSS 19.0統計軟件，應用χ2檢驗和Fisher確切概率法對4種分子分型間腫瘤的MR征象、強化特征、ADC值、復合膽堿濃度（Cho）和分子分型等指標進行分析，存在統計學差異的數據進行兩兩比較。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 84例乳腺癌患者的分子分型93例患者全部完成MRI檢查，其中2例患者因MRI圖像運動偽影明顯或病灶過小無法測量被排除，4例患者因轉院治療后失訪，未能獲得最終免疫組化和分子分型結果被排除，實際納入研究87例，其中86例為單側乳腺病變，1例雙側乳腺病變，其分子分型見表2。病理類型以浸潤性導管癌為主（77例，88.6%），浸潤性小葉癌5例（5.7%），其他類型乳腺癌5例（占5.7%，包括神經內分泌癌2例，導管內乳頭狀癌2例和浸潤性鱗狀細胞癌1例）。

表2 84例乳腺癌病例的分子分型Tab.2 The molecular typing of 84 cases of breast cancer

2.2 乳腺癌MRI形態與增強特征病灶表現為非腫塊型32例（36.8%，圖1A），腫塊型55例（63.2%，圖2）；病灶形態：類圓形34例（39.1%，圖2）、分葉狀21例（24.1%，圖3）及不規則形32例（36.8%，圖 1）；病灶邊緣清楚 16例（18.4%，圖2A），病灶邊緣不清71例（81.6%，圖1A）；增強掃描均勻強化35例（40.2%），不均勻強化42例（48.3%，圖1C、3D），環形強化10例（11.5%，圖2C、4A）。動態增強曲線（TIC）為平臺型42例（48.3%，圖1D），流出型45例（51.7%，圖4C），無緩升型曲線。見表3、4。

2.3 不同分子分型與MRI圖像特點之間的關系不同分子分型在病灶形態、病灶邊緣是否清楚無統計學差異，而在病灶類型及強化方式、TIC曲線上差異存在顯著性（P＜0.05）。將病灶強化方式和TIC曲線進行組間比較分析，三陰性乳腺癌環狀強化者比例為25%，對比Luminal A型、Luminal B型和HER-2過表達型，差異存在顯著性（P＜0.05）。4種分子分型中流出型TIC曲線的比例差異存在統計學意義（P＜0.05），三陰性型最高（66.7%），Luminal A型最低（38.5%），Luminal B型和HER-2過表達型中流出型曲線所占比例差異無統計學意義（P＞0.05），其余各組間比較，差異均存在顯著性（P＜0.05）。

圖1 患者女，34歲。左乳中高級別導管內癌，Luminal A型Fig.1 female，34 years old.High grade intraductal carcinoma in left breast，Luminal A type

圖2 患者女，45歲。右乳浸潤性導管癌Ⅲ級，Luminal B型Fig.2 female，45 years old.The right breast invasive ductal carcinoma was gradeⅢ and Luminal B

圖3 患者女，48歲。左乳浸潤性導管癌，HER-2過表達型Fig.3 female，48 years old.The left breast invasive ductal carcinoma，HER-2 over-expressed

圖4 患者女，42歲。右乳浸潤性導管癌Ⅱ級，三陰性型Fig.4 female，42 years old.Right breast invasive ductal carcinoma gradeⅡ，triple-negative

2.4 擴散加權成像（DWI）所有病灶在b值為1 000的DWI圖上均為高信號（圖2B、3B），ADC圖呈低信號（圖3C）。本組87例乳腺癌平均ADC值為0.97×10-3mm2/s，各分子分型乳腺癌ADC平均值比較差異有統計學意義（P＜0.01），其中三陰性型ADC值最高（1.07×10-3mm2/s），Luminal A型最低（0.89×10-3mm2/s），兩組間比較差異有統計學意義，Luminal B型（0.97×10-3mm2/s）與HER-2過表達型（0.99×10-3mm2/s），其余各組間比較差異無明顯統計學意義。

2.5 MRS檢查本組乳腺癌中僅22例成功完成1H-MRS檢查，成功率為25.3%（22/87），其余病例因患者不能配合或病灶過小，或非腫塊型病變定位困難，而致MRS檢查失敗。22例乳腺癌病例中，MRS均發現3.2 ppm處明顯可測量的膽堿峰（Cho）（圖2E）。因MRS病例數較少，本研究中未對比分析不同分子分型乳腺MRS差異。

表3 不同分子分型乳腺癌MR形態特征比較Tab.3 The comparison of MR morphological features in different molecular types of breast cancer 例（%）

表4 不同分子分型乳腺癌增強特征及TIC曲線對比Tab.4 The MR enhancement features and comparison of TIC curves in different molecular types of breast cancer 例（%）

3 討論

3.1 乳腺癌分子分型與臨床2000年PEROU等［2］最先將乳腺癌分為4個亞型，包括管腔型（luminal subtype）、基底細胞樣型（basal-like subtype）、人表皮生長因子受體2過表達型（HER-2 over-expression subtype）和正常乳腺樣型（normal breastlike subtype）。2003年，SORLIE等［3］又將管腔型分為A型和B型。本研究利用ER、PR和HER-2 3種分子標志物在乳腺癌患者組織中的檢測結果，以及Ki-67的表達水平將其簡易分成4種亞型。雖然三陰性乳腺癌并不完全等于同基底細胞樣型，只是有近80%的重合，由于本研究中采用免疫組化方法行分子分型，故采用三陰性型。

不同分子亞型乳腺癌的發病率，各家報道不一，曹華等［4］研究顯示，乳腺癌患者中Luminal A型占56.86%（290/510），Luminal B型占9.02%，HER-2型占3.53%，basal cell-1ike型占30.59%。本組病例中Luminal A型占29.9%，Luminal B型占36.8%，HER-2型占19.5%，三陰性型占13.8%，以管腔型比例最高。文獻［5］報道Luminal A型乳腺癌是最常見的分子亞型，復發風險較低，對內分泌治療敏感，對化療不敏感，預后較好；Luminal B型多見于高齡乳腺癌患者，對內分泌治療敏感，但其化療敏感性易變；HER-2（+）型乳腺癌多為晚期，有腋窩淋巴結轉移傾向，惡性程度高，對化療敏感，預后差；basal cell-1ike型乳腺癌常見于晚期、年輕和絕經前女性患者，具有對化療敏感及易復發轉移等特點［4-5］。因此，如果術前影像學特征能夠反映乳腺癌的分子分型，對臨床治療方案的選擇有很大的幫助。

3.2 乳腺MRI與生物學因子的相關性乳腺是激素依賴性器官，乳腺癌中，ER、PR陽性表達說明腫瘤對內分泌治療的敏感性高，且預后較好。DCE-MRI形態學表現可以在一定程度上預測ER、PR的表達情況，ER高表達的腫塊MRI表現為不規則腫塊；環形強化是惡性腫瘤的重要形態學特征，與乳腺癌腫瘤血管生成和病理特征有關，提示預后不良，是較高的組織分級、ER陰性、PR陰性的獨立預測因素［6］。DCE-MRI除了可以得到腫瘤的形態學特征，還可以反映血流動力學特點，DCEMRI的TIC曲線中的流出型多見于ER陰性者［7］。ADC值是直接反映水分子在組織內彌散快慢的指標，細胞增殖越旺盛，密度越高，生物膜結構對水分子擴散的限制越明顯，導致DWI上信號值增加，ADC值下降。本組資料中乳腺癌ADC值均減低，平均ADC值為0.97 × 10-3mm2/s。研究［6-7］表明中位ADC值越低，ER、PR更容易表達為陰性，這與ER表達陽性的患者細胞密度較高有關。本研究顯示Luminal型ADC值低于三陰性型，二者間存在統計學差異。

HER-2是人表皮生長因子受體之一，可作為評估乳腺癌患者預后的獨立性指標［8］。龔水根等［9］報道腫瘤內有壞死者中HER-2陽性率為46.34%，無壞死者中HER-2陽性率為20.51%，乳腺癌內部壞死與癌細胞HER-2陽性表達之間呈正相關。理論上講，HER-2表達率越高，細胞密度越大，ADC值越低。研究發現HER-2與ADC值無明顯相關性（P＞0.05）［10］。但JEH等［11］發現ADC值與HER-2具有相關性。這種差異可能是因為ADC值受多種因素的影響，除了細胞密度，還有其他因素如腫瘤血管的高灌注，新生血管通透性的增加及血管源性水腫等都可以導致細胞外間隙的增大，使ADC值增高。

3.3 乳腺癌MRI與不同分子亞型相關性由于不同分子亞型的分子生物學不同，乳腺癌組織學類型和分級、淋巴結狀態、ER、PR狀態以及C-erbB-2、Ki67表達、從不同角度反映了乳腺癌的生物學行為及患者的預后［8］。因此，乳腺癌的MRI表現與組織病理學、分子生物學之間存在一定關系。

Luminal型較其他亞型組織學級別較低，與HER-2過表達型和三陰性型相比，在MRI上更常表現為不規則或邊緣毛刺狀腫塊［11］。而三陰性型乳腺癌作為一種獨立的臨床病理類型，具有獨特的臨床病理特點和生物學行為，研究證實其在影像學上也具有獨特的表現。三陰性型乳腺癌多表現為邊緣光滑、邊界清晰，環形強化，且中心非強化區在T2WI上表現為高信號［12］，ER陽性和HER-2過表達型表現為等或低信號。因三陰性型乳腺癌邊緣的微血管密度高、中心壞死或纖維化程度高，所以在乳腺癌的各分子亞型中，環形強化多見于三陰性型，很少見于其他三種亞型。LI等［12］應用DCE-MRI探討三陰性型乳腺癌的血供特征，結果表明三陰型乳腺癌更易表現為快進快出的強化模式。本研究結果與其相似，雖然4種分子分型乳腺癌的形態學特征無明顯差異，但三陰性型乳腺癌出現環形強化的比率高于其他類型。

DWI可通過量化參數ADC值反映病變組織內水分子的運動狀態。三陰性型具有侵襲性的臨床特點，應該表現為更高的ADC值。大多數研究表明較高的ADC值對診斷三陰型乳腺癌有提示作用，而相對較低的ADC值對HER-2過表達型乳腺癌的診斷有意義。本研究結果與其相似。

MRS是目前唯一能夠無創性檢測活體內生化代謝的技術，惡性乳腺病變的1H-MRS中經常會出現Cho峰，而在正常組織和良性病變中卻很少出現［14］。1H-MRS在乳腺病變中以3.2 ppm處是否有異常升高的Cho峰作為鑒別良惡性病變的依據。本組病例中22例MRS檢查均發現在3.2 ppm處可見升高的Cho峰。

綜上所述，本研究表明不同分子分型乳腺癌的MRI動態增強的形態學和血流動力學特點及ADC值具有一定特征，通過乳腺癌的MRI表現可初步預測分析其分子分型。但由于本研究樣本量不夠大，且為單中心研究，可能會使結果產生偏倚，尚需擴大樣本量進行研究。

［1］侯凈，郭小，毛馮炎.乳腺癌的分子分型與腫瘤治療的相關性［J］.中國癌癥雜志，2011，21（11）：882-888.

［2］PEROU C M，SOFTIE T，EISEN M B，et al.Molecular portraits of human breast Tumors［J］.Nature，2000，406（6797）：747-752.

［3］SORLIE T，TIBSHIRANI R，PARKER J，et al.Repeated observation of breast tumor subtypes in independent gene expression data sets［J］.Proc Natl Aead Sei USA，2003，100（14）：8418-8423.

［4］曹華，閆茂生，鄭濤，等.乳腺癌分子分型的臨床意義［J］.中華乳腺病雜志（電子版），2011，5（6）：670-680.

［5］CAREY L A，PEROU C M，LIVASY C A，et al.Race，breast cancer subtypes，and survival in the Carolina Breast Cancer Study［J］.J Am Med Assoc，2006，295（21）：2492-2502.

［6］CHOI S Y，CHANG Y W，PARK H J，et al.Correlation of the apparent diffusion coefficiency values on diffusion-weighted imaging with prognosticfactors for breast cancer［J］.Br J Radiol，2012，85（1016）：474-479.

［7］BALTZER P A，VAG T，DIETZEL M，et al.Computer-aided interpretation of dynamic magnetic resonance imaging reflects histopathology of invasive breast cancer［J］.Eur Radiol，2010，20（7）：1563-1571.

［8］BAE M S，SEO M，KIM K G，et al.Quantitative MRI morphology of invasive breast cancer：correlation with immunohistochemical biomarkers and subtypes［J］.Acta Radiol，2015，56（3）：269-275.

［9］龔水根，陳蓉，張偉國.乳腺癌MRI形態學表現與C-erbB-2表達的相關性研究［J］.第三軍醫大學學報，2003，12：1109-1112.

［10］TRIHIA H，MURRAY S，PRICE K，et al.Ki-67 expression in breast carcinoma：its association with grading systems，clinical parameters，and other prognostic factors-a surrogate marker？［J］.Cancer，2003，97（5）：1321-1331.

［11］JEH S K，KIM S H，KIM H S，et al.Correlation of the apparent diffusion coefficient value and dynamic magnetic resonance imaging findings with prognostic factors in invasive ductal carcinoma［J］.J Magn Reson Imaging，2011，33（1）：102-109.

［12］LI S P，PADHAN A R，TAYLOR N J，et al.Vascular characterisation of triple negative breast carcinomas using dynamic MRI［J］.Eur Radiol，2011，21（7）：1364-1373.

［13］趙樂勇，任曉平，馬捷，等.1H-MRS在乳腺BI-RADS 3病變的應用價值［J］. 醫學影像學雜志，2015，25（3）：455-458.