CDT-VIBE序列DCE-MRI：血流動力學參數與乳腺癌預后因子的相關性

武峰， 李亞光， 胡益祺， 艾濤， 夏黎明

相對于傳統的乳腺癌預后指標，雌激素受體(estrogen receptor，ER)、孕激素受體(progesterone receptor，PR)、人類表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor 2，HER-2)和細胞增殖抗原標記物(Ki-67)等預后因子越來越多的應用于患者治療方案的制訂和療效的評估[1]。ER、PR和HER-2等預后因子與乳腺腫瘤生長方式、生長速度、惡性程度等生物學行為密切相關，其存在和表達可以進一步引起組織病理學改變。因此，準確獲取腫瘤細胞的分子標記物的特征對乳腺癌的臨床決策起著重要作用。目前，臨床上通常采用空心針穿刺活檢術或手術后多點取材的方法獲得乳腺腫瘤的生物學標記或分子分型特征。但是，由于取樣數量和部位的限制及腫瘤異質性的存在，對最具進展性、高度侵襲性的區域有可能漏檢[2]。

動態增強磁共振成像借助血管內對比劑和磁共振快速采集技術，通過適當的藥代動力學模型，可獲得反映病灶血流灌注和血管通透性的定量參數(Ktrans、Kep、Ve)，從而能全面、無創地反映腫瘤內不同區域組織細胞的生物學行為。本研究擬采用高時間和空間分辨率的DCE-MRI技術，初步探討血流動力學定量參數與乳腺癌預后因子之間的關系。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2014年12月-2016年7月在本院行DCE-MRI檢查且經手術病理證實的96例浸潤性乳腺癌患者的病例資料。所有病灶經手術切除并進行組織病理及免疫組化檢查。將病灶壞死范圍較大(3例)、直徑小于1 cm(5例)和呈非腫塊樣強化(7例)及MR圖像上運動偽影嚴重(2例)病例剔除，最終71例患者(71個病灶)被納入本研究。

患者年齡19～65歲，中位年齡48歲；病灶最大徑10～92 mm，中位值41 mm。病理結果顯示，ER陽性44例(63.8%)，陰性25例(36.2%)；PR陽性42例(60.9%)，陰性27例(39.1%)；Her-2陽性25例(36.2%)，陰性45例(63.8%)；Ki-67陽性48例(69.6%)，陰性22例(30.4%)。

2.檢查方法

使用Siemens Skyra 3.0T MR掃描儀和4通道乳腺專用相控陣線圈。患者取俯臥位，雙乳自然懸垂于線圈內。掃描方案如下。①常規三平面定位像；②橫軸面脂肪抑制FSE T2WI：TR 3700 ms，TE 101 ms，視野320 mm×320 mm，層厚4.0 mm，掃描時間2 min 6 s；③多反轉角T1-mapping：TR 5.40 ms，TE 2.46/3.69 ms，TA 1 min 5 s，視野320 mm×320 mm，層厚1.5 mm，反轉角2°/14°；④基于CDT-VIBE的DCE-MRI：TR 5.4 ms，TE 2.46/3.69 ms，視野320 mm×320 mm，反轉角9°，層厚1.5 mm，空間分辨率1.0 mm×1.0 mm×1.5 mm， 11.2 s/期，共掃描35期，總掃描時間為7 min 20 s。掃描3期后，由高壓注射器經肘靜脈注入釓雙胺注射液(歐乃影，Gd-DTPA-BMA)，劑量0.1 mmol/kg，注射流率2.5 mL/s，隨后以相同流率注射20 mL生理鹽水沖管。

3.圖像后處理

將T1-mapping及35期DCE-MRI圖像傳到系統工作站，選擇Tissue 4D軟件進行數據后處理。采用Tofts雙室藥代動力學模型，并選取人群平均動脈輸入函數(population arterial input function)進行計算，獲得以下血流動力學參數：①容量轉移常數(inflow transfer constant，Ktrans)，代表對比劑從血漿(中央室)滲漏到外周室的轉運系數，單位為min-1；②再分布常數(outflow rate constant，Kep)，代表對比劑從外周室返回中央室的速率常數；③血管外細胞外間隙容積比(the extravascular space volume per unit volume of tissue，Ve)，每單位體積組織內血管外細胞外間隙的大小。Ktrans、Kep和Ve三者關系滿足下式：Ve=Ktrans/Kep。ROI的選取及基本要求：選擇每個病灶的最大層面及其相鄰層面，共三個層面，手動沿病灶邊緣勾劃感興趣區，避開病灶內明顯壞死區及血管、鈣化灶，盡可能地包含整個病灶。取三個層面的平均值作為最后參數值。

圖1 左乳浸潤性乳腺癌(PR-)。a) 乳腺動態增強圖像； b) 定量參數圖(Ktrans=0.651min-1,Kep=1.413min-1,Ve=0.452；c) 偽彩圖。 圖2 左乳浸潤性乳腺癌(PR+)。 a) 乳腺動態增強圖像； b) 定量參數圖(Ktrans=0.344min-1,Kep=0.638min-1,Ve=0.534； c) 偽彩圖。

4.免疫組化分析

采用常規免疫組化SP法對ER、PR、Her-2和Ki-67進行檢測。參照2010年《ASCO/CAP乳腺癌激素受體IHC檢測指南》[3]， ER和PR評估方法：腫瘤細胞核≥1%為陽性，<1%為陰性；Her-2的評判標準：(-)和(+)為Her-2陰性，()為Her-2陽性，()為Her-2可疑陽性，需進一步行FISH檢測，FISH結果顯示基因擴增則為Her-2陽性，反之則為陰性[4]。參照2011年St.Gallen國際乳腺會議確定標準，在高倍鏡下，計算任意10個視野的陽性細胞數所占比例的平均值：陽性細胞百分比<14%為低表達，≥14%為高表達[5]。

5.統計學方法

使用SPSS 19.0軟件進行統計分析。對計量資料進行正態性檢驗。采用獨立樣本t檢驗比較ER、PR和Her-2陰性和陽性組間及Ki-67高、低表達組間定量參數的差異。以P<0.05為差異具有統計學意義。

結 果

統計分析結果顯示，Ktrans、Kep和Ve測量值均符合正態分布。各項預后因子的不同表達情況下血流動力學參數值及統計分析結果見表1～4。

表1 不同表達狀態ER組的血流動力學參數分析

表2 不同表達狀態PR組的血流動力學參數分析

表3 不同表達狀態Her-2組的血流動力學參數分析

表4 不同表達狀態Ki-67組的血流動力學參數分析

PR陰性組中乳腺癌病灶的Ktrans、Kep值顯著高于PR陽性組(圖1～2)，差異有統計學意義(P<0.05)；而兩組之間Ve值的差異無統計學意義(P>0.05)。Ki-67低表達組的Ktrans、Kep和Ve值均顯著低于Ki-67高表達組，組間差異均具有統計學意義(P<0.05)。ER及Her-2不同表達狀態組間Ktrans、Kep和Ve值的差異均無統計學意義(P>0.05)。

討 論

DCE-MRI是一種反映組織微循環血流灌注情況的成像技術，其信號的變化可用藥代動力學模型轉化為對比劑濃度，計算后可獲得反映血流動力學特征的定量參數，從而能夠無創、準確地反映病灶內不同組織細胞的生物學行為[6-7]。

臨床上通常采用ER和PR作為指導乳腺癌的內分泌治療及評估預后的指標。ER和PR陽性的患者可以接受內分泌治療，療效和預后較好，生存率高[8]。本研究結果顯示，ER陰性組與陽性組之間各項血流動力學參數的差異無統計學意義，而PR陰性組的Ktrans和Kep明顯高于PR陽性組(P<0.05)，提示PR陰性的乳腺癌，腫瘤微血管生長快，血管內皮細胞發育不完善，微血管通透性增加，對比劑在中央室和周圍室之間交換速度增加。臨床上，PR表達狀況通常作為輔助ER預測乳腺癌內分泌治療療效的指標。但也有研究結果顯示PR的表達狀態不僅僅接受ER的激活，還受cAMP介導的其它通路的調節[9]。本研究結果顯示，與PR陽性組相比，PR陰性組中腫瘤新生血管更豐富，其Ktrans和Kep值較高。

HER-2是評估乳腺癌預后的獨立性因素之一，屬于表皮生長因子受體，與乳腺癌進展及預后有著密切關系[10]。因此，HER-2陽性者易發生腫瘤轉移，患者的預后較差。另外。臨床上常根據HER-2的表達狀況選擇用藥方案，對HER-2陽性患者進行曲妥珠單抗藥物靶向治療。本研究顯示HER-2陰性和陽性組間血流動力學參數的差異均無統計學意義，而這可能是因為HER-2的作用途徑與腫瘤進展過程中微血管的生成無明顯相關性[11]。

Ki-67抗原為細胞核內增殖相關蛋白，是判斷腫瘤細胞活性增殖活性及預后的指標。有研究表明，Ki-67高表達者發生腫瘤復發的可能性大，患者預后不佳[12]。本研究結果顯示，Ki-67高表達者的Ktrans、Kep和Ve值明顯高于Ki-67低表達者。這可能提示Ki-67高表達者乳腺癌病灶內微血管密度高，血管壁通透性增加，局部血供豐富。

雖然DCE-MRI定量參數在一定程度上與乳腺癌預后因子具有良好的相關性，但是其結果受掃描技術的影響較大，不同研究者之間的結論存在較大的差異[13]。其中，時間分辨率是影響動態增強MRI定量參數及其診斷效能的重要因素[14]；高時間分辨力序列采樣頻率增高，因此所獲得的定量參數能更真實地反映組織血流動力學特征。目前臨床實踐中，DCE-MRI常采用3D GRE序列，其優勢在于具有較高的空間分辨力，有利于乳腺病灶內部細微結構的觀察和小病灶的檢出；然而，其時間分辨力一般較低(60～90 s/期)，無法真實描述病灶內血流動力學的流入曲線，顯著降低DCE-MRI定量分析的準確性[15]。而此項技術的局限性是時間分辨率的提高會導致掃描序列的空間分辨率降低。郝雯等[16]的研究顯示，時間分辨力的降低會引起部分組織的信號數據失真，時間分辨率在24s以上基本上能獲取穩定的血流動力學參數值。本研究中采用基于并行采集技術(controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration，CAIPIRINHA)、水脂分離技術(Dixon)及隨機軌跡時間分辨成像技術(time-resolved imaging with interleaved stochastic trajectories，TWIST)結合的容積插入法屏氣掃描(volumetric interpolated breath-hold examination，VIBE)技術(簡稱CDT-VIBE)，從而實現了超快速(11.2 s/期)、高空間分辨力(1.0 mm×1.0 mm×1.5 mm)掃描[17]。這樣所獲取的DCE-MRI定量參數更能反映病灶的血流動力學特征，提高定量分析的準確性和可靠性。

本研究仍存在不足之處：①僅采用了經典的Tofts兩室模型，而與采用其它模型得出的結論是否有差異還需要進一步證實；②受限于空間分辨力的影響，本研究采用Population AIF進行定量分析，在一定程度上降低了研究結果的準確性和敏感性；③本研究僅采用均值分析對不同樣本之間的差異進行比較，缺乏相關關系或回歸分析，不能真實反映定量參數與乳腺癌預后因子之間相關性的大小。鑒于本研究中采用的序列是一項DCE-MRI新技術，對其測量的血流動力學參數與預后因子的相關性進行了初步探討，在后面的工作中我們將進一步完善實驗設計和方法，爭取更準確地評估DCE-MRI與乳腺癌預后因子之間的相關性。

綜上所述，采用超快速、同步水脂分離的高空間分辨力掃描技術(CDT-VIBE)DCE-MRI獲得的血流動力學定量參數能在一定程度上反映乳腺癌腫瘤細胞分子標記物的表達水平，將有可能為進一步完善乳腺癌的分子分型以及療效預測、評估提供了新的方法。