3.0 T磁共振不同b值表觀擴散系數值與乳腺癌預后因子及分子分型相關性對比研究

張悅，劉萬花，王瑞，葉媛媛

作者單位：1.東南大學，南京 210009 2.東南大學附屬中大醫院放射科，南京 210009

乳腺癌是世界范圍內女性最常見的惡性腫瘤之一，在我國，乳腺癌的發病率也逐年上升，并在一些大城市已居女性惡性腫瘤首位。目前，根據雌激素受體(estrogen receptor，ER)、孕激素受體(progesterone receptor，PR)及人類表皮生長因子受體-2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)表達狀態對乳腺癌進行分類的方法在國際上已受到廣泛認可，不同的分子亞型表現出不同的生物學特點，預后也不盡相同，Luminal型最常見，組織學級別較其他兩種亞型組低，但相對于Luminal A型，Luminal B型腫瘤細胞具有更高的增殖能力，因此預后較差[1]；而HER2過表達型和三陰性型則比 Luminal型的預后更差[2]。Luminal A型對化療不敏感，但對內分泌治療敏感，而對于HER2過表達型患者，靶向藥物與化療藥物聯合使用已成為主要的治療手段；同時相比其他型乳腺癌，三陰性型乳腺癌被認為具有良好的化療敏感性[3]。相較于傳統影像檢查方法，磁共振擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)在臨床實踐和研究中，已成為一種檢測乳腺腫瘤的很有用的工具[4]，它可以利用表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值反映人體組織內水分子的擴散程度，從而間接反映組織的微觀變化。本文旨在對比分析不同b值下ADC值與乳腺癌各預后因子及分子分型的相關性，為個體化診療方案實施提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 研究資料

所有病例均為東南大學附屬中大醫院2012至2017年期間經病理證實為乳腺癌的患者。所有患者均于術前行3.0 T磁共振擴散加權成像掃描。排除標準：圖像采集失敗；病灶過小而無法進行ADC值測量者；行放療、化療或激素替代治療后；乳腺穿刺活檢后。

最終入組81例女性患者，共82個病灶，1例為雙乳單灶；其中導管原位癌10例，浸潤性導管癌66例，浸潤性小葉癌4例，黏液癌1例，分泌基質的癌1例。患者年齡23～77歲，中位年齡50歲；由于部分患者免疫組織化學檢測指標不全，共有71例患者(71個病灶)納入分子分型研究。

1.2 儀器及檢查方法

采用德國Siemens Magnetom Verio 3.0 T超導磁共振掃描儀，8通道相控陣乳腺表面線圈。于患者手背靜脈放置留置針，囑患者取俯臥位，將雙乳自然置于乳腺線圈內，必要時可放置托架以減少運動。

常規掃描序列包括：橫斷位SE、T1WI、T2WI及橫斷位T2WI壓脂快速反轉恢復序列(turbo inversion recovery magnitude，TIRM)。DWI序列采用平面回波序列(echo planar imaging，EPI)橫斷面掃描，掃描參數：TR/TE=7200/88 ms；b值分別取0、400、800及1000 s/mm2；層厚4.0 mm；層間距6 mm；激勵次數2；FOV 340 mm×340 mm；矩陣 192 mm×192 mm，帶寬1184 Hz/Px。動態增強掃描序列采用橫斷面TIWI 3D脂肪抑制快速擾相梯度回波序列(fast spoiled graent-echo，FSPGE)：TR/TE=4.67/1.66 ms；帶寬 320 Hz/Px；矩陣296 mm×384 mm；FOV 360 mm×360 mm；層厚1.20 mm；共分6個時相。單個動態時相采集時間為60 s，總采集時間為6 min 25 s。釓對比劑(商品名：歐乃影)用量為0.1 mmol/kg，團注對比劑速率2.0 ml/s，隨即以相同的速率團注20 ml生理鹽水。

1.3 圖像后處理

將圖像傳至Siemens Magnetom Verio后處理工作站進行ADC值測量。參考MRI動態增強圖像定位病灶，在病灶最大層面，病變實質部分強化明顯區域，避開液化、囊變、壞死區選取3個感興趣區(region of interest，ROI)進行測量，并計算其平均值作為結果。

1.4 免疫組化指標及分子分型

根據2010年美國臨床腫瘤學會和美國病理醫師學院聯合發布的免疫組化檢測指南[5]，當有≥1%的細胞核染色呈陽性，則認為ER、PR為陽性，＜1%則為陰性。HER2表達“+”或“-”時，認為HER2為陰性；表達“+++”時為陽性；而表達“++”患者，需通過進一步免疫熒光原位雜交法判斷是否有基因擴增，基因擴增者為陽性，反之為陰性。

根據2013年St.Gallen國際乳腺癌會議上提出的分子分型方法(表1)，將乳腺癌分為4型：Luminal A型、Luminal B型、HER2過表達型及三陰性型，其中Luminal B型又分為HER2陰性型(B1)和HER2陽性型(B2)[6]。

本組82個病灶中ER陽性病灶有61個，陰性病灶有21個；PR陽性病灶有48個，陰性病灶有34個；HER2陽性病灶有26個，陰性病灶有47個。最終確定分子分型患者71例(71個病灶)，Luminal A型16個；Luminal B型37個，其中HER2陰性型(B1型)24個，HER2陽性型(B2型)13個；HER2過表達型13個；三陰性型(TNBC型)5個。

1.5 統計方法

本研究采用SPSS 22.0軟件對數據進行統計學分析。運用獨立樣本t檢驗對在不同b值下，ER、PR及HER2陰性與陽性組的ADC值進行比較，并采用皮爾森相關系數對ADC值與各預后因子的相關性進行評價。利用單因素方差分析以及Kruskal-Wallis檢驗對同一受體、同一分子亞型在不同b值下的ADC值以及不同b值下，各分子亞型間的ADC值進行組間比較，兩兩比較采用TUKEY檢驗。部分統計數據P＜0.05為差異有統計學意義，部分數據P＜0.01為差異有統計學意義。

表1 乳腺癌分子分型判定方法Tab.1 Immunohistochemical subtypes of breast cancers

表2 不同b值下各預后因子表達狀態的ADC值比較Tab.2 Comparison of ADC values of the different expression status of prognostic factors for different b values

2 結果

2.1 不同b值下各預后因子不同表達狀態的ADC值對比分析

除b=400 s/mm2，ER分別表達陰陽性時，ADC值差異無統計學意義外，余各預后因子不同b值下其不同表達狀態ADC值差異均具有統計學意義，且ER、PR陽性患者的ADC值均低于陰性患者，HER2陽性患者的ADC值均高于陰性患者；各預后因子同一表達狀態下不同b值間ADC值差異均具有統計學意義(P＜0.05)，但兩兩比較b=800、1000 s/mm2間差異均無統計學意義(P＞0.05)，余各組差異具有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

2.2 不同b值下ADC值與各預后因子表達狀態相關性

除b=400 s/mm2，ADC值與ER陽性表達無相關性外，其余不同b值下ADC值與ER、PR陽性表達均呈負相關，與HER2陽性表達均呈正相關。且b=800、1000 s/mm2的相關系數均明顯高于400 s/mm2。Ki-67的表達程度與各b值下的ADC值均無明顯相關性，見表3。

2.3 不同b值下ADC值與分子分型相關性

不同b值下，各分子亞型間ADC值差異均具有統計學意義(P＜0.05)。Luminal A型、Luminal B1型及B2型的患者分別在不同b值下的ADC值差異均具有統計學意義(P＜0.05)，而HER2過表達型及三陰性型患者則差異無統計學意義(P＞0.05)。兩兩比較時b=800、1000 s/mm2時的ADC值差異無統計學意義(P＞0.05)，見表4。

表3 不同b值下ADC值與各預后因子陽性表達的相關性Tab.3 Correlation between ADC values and positive expression of prognostic factors for different b values

表4 不同b值各分子分型病灶的ADC值Tab.4 ADC values of immunohistochemical subtype lesions for different b values

3 討論

乳腺癌是一種具有高度異質性的疾病，在個性化醫療時代，腫瘤異質性是對于獲得更好的治療反應和預后的重大挑戰[7]。隨著分子診斷技術的不斷發展，根據生物標記物的表達狀態將乳腺癌分為不同亞型。不同的分子亞型表現出不同的生物學行為特點，選擇的治療方法及預后也相應不同，而分子分型是乳腺癌個體化治療，尤其是內分泌治療及靶向治療的重要依據。擴散加權成像作為一種功能成像方法，能夠通過測量組織內水分子的流動性，從而于分子水平反映病變的病理信息改變。探討擴散加權成像ADC值與乳腺癌預后因子及分子分型的相關性，有助于乳腺癌預后的預測及滿足乳腺癌個體化內分泌及靶向治療的影像檢測。

3.1 不同b值下的ADC值與預后因子表達狀態的關系

關于ADC值與乳腺癌預后因子及分子分型的相關性研究已有文獻報道，但均是針對單一b值的研究。對同一患者不同b值與預后因子及分子分型的相關性對比研究報道較少。多數單b值研究文獻[8-9]顯示，ER、PR陽性患者的ADC值低于ER、PR陰性患者，且Ki-67表達程度與ADC值無相關性，這與本組多b值的研究結果一致。而HER2不同表達狀態下的ADC值研究結果不盡相同，Su等[9]認為HER2不同表達狀態下ADC值差異無統計學意義，而本研究結果顯示所有b值HER2陽性患者的ADC值均高于陰性患者，且差異具有統計學意義。磁共振場強的高低、不同b值、研究樣本的數量及擴散加權掃描技術等因素都可能是導致研究結果差異的原因[10]。本組多b值的研究顯示，低b值=400 s/mm2時，ER不同表達狀態ADC值差異不明顯，而b值=800、1000 s/mm2時均顯示出差異具有統計學意義，從而提示高b值較低b值具有更高的診斷敏感性。

本組關于ADC值與各預后因子相關性的研究結果顯示，除b值=400 s/mm2時，ADC值與ER陽性表達無相關性外，余b值的ADC值與ER、PR陽性表達均呈負相關，與HER2陽性表達均呈正相關。分析原因考慮為ER受體表達會抑制血管通路，導致灌注減低[11]，且ER陽性腫瘤細胞密度較高，呈高細胞性[12]，因此導致ADC值下降。而HER2過表達可誘導生成血管內皮生長因子，導致腫瘤新生血管增加，致使HER2陽性者較陰性者病灶灌注增加，ADC值升高[13]。研究還顯示b值=800、1000 s/mm2時相關系數均明顯高于400 s/mm2，提示高b值下ADC值能更好地反映與預后因子的相關性，原因為低b值時血流灌注效應對ADC值的影響較大所致。

3.2 不同b值下的ADC值與不同分子分型間的關系

本研究顯示不同分子分型病灶的ADC值差異均具有統計學意義(P＜0.05)，這與Molinari等[14]研究結果一致；但謝宗玉等[15]研究顯示4種亞型的ADC值差異無統計學意義(P＞0.05)，分析導致其結果不同的原因可能由該研究僅納入浸潤性導管癌病灶，而本研究納入病灶包含各病理類型。本研究對不同b值進行對比分析，顯示不同b值下，各分子分型間ADC值差異均具有統計學意義(P＜0.05)，同時對同一分子亞型在不同b值下的ADC值對比分析后發現，b=800、1000 s/mm2時的ADC值差異不具有統計學意義，而其余兩兩組間差異均具有統計學意義，此結果考慮是由于b值越高，圖像信噪比降低，ADC值測量誤差同時相對增加，因此對于DWI序列b值選擇以800 s/mm2為佳。

3.3 本研究的局限性

本研究仍有局限性，首先樣本量相對較小，其中一些腫瘤亞型包含的樣本數較少，因此使得ADC值統計數據估計精度有所降低。今后仍有待擴大樣本量并排除其他混雜因素，以獲得更為準確的結論。

綜上所述，不同b值的ADC值與乳腺癌部分預后因素及各分子分型間存在相關性，且行乳腺DWI檢查時b值選擇800 s/mm2為佳。