超聲彈性成像對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷價(jià)值

徐丹鳳 王志利 劉洋 祝小英 楊漪

哈勵遜國際和平醫(yī)院1超聲科，2核磁共振室（河北衡水053000）

隨著診療技術(shù)發(fā)展，甲狀腺結(jié)節(jié)檢出率逐年增高［1］，不同性質(zhì)甲狀腺結(jié)節(jié)治療和預(yù)后差異較大，因此早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷對治療方案選擇、患者生存率和生存質(zhì)量有重要意義［2］。選擇一種非手術(shù)即可有效鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的診斷方法，可減少不必要的診斷性甲狀腺結(jié)節(jié)切除術(shù)，從而減少患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及軀體痛苦。超聲操作方便、輻射小，經(jīng)濟(jì)，具有CT、MRI、鉬靶X線等檢查手段不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，是甲狀腺癌篩查的主要手段，彈性成像技術(shù)（ultrasonic elastography，UE）作為一種新技術(shù)，可對腫瘤組織彈性或硬度屬性進(jìn)行有效評價(jià)，為腫瘤鑒別提供常規(guī)超聲檢查之外的診斷信息［3-4］。UE相關(guān)參數(shù)如應(yīng)變率比值（strain ratio，SR）［5］、彈性評分［6］對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷均具有較高價(jià)值，但少有其與甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病理特征的相關(guān)性研究。本研究探討了彈性評分、SR在良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的差異，分析其甲狀腺癌相關(guān)增殖基因的關(guān)系，以明確UE對甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)的診斷價(jià)值，皆在為臨床診治提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）首次診斷甲狀腺結(jié)節(jié)；（2）有完整臨床資料；（3）有完整本院超聲中心的超聲影像；（4）有明確的病理診斷。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）單純囊性甲狀腺結(jié)節(jié)患者；（2）臨床資料缺失；（3）超聲彈性圖像質(zhì)量較差不能滿足診斷者。本研究已經(jīng)獲得我院倫理會批準(zhǔn)，選擇2015年1月至2017年1月我院收治的184例甲狀腺結(jié)節(jié)患者為研究對象，男101例，女83例，年齡31～69歲，平均（49.15±6.28）歲，結(jié)節(jié)直徑3～19 mm，平均（10.52±3.16）mm，所有患者均行B超檢查、經(jīng)超聲引導(dǎo)下經(jīng)空芯針穿刺活檢或術(shù)后病理檢查。

1.2 方法儀器采用意大利西門子Acson S2000型超聲診斷設(shè)備，具備彈性成像技術(shù)及定量分析軟件，探頭頻率4～15 MHZ，患者平躺頭后仰，暴露頸部檢查區(qū)域，采用橫向、縱向、斜向多平面結(jié)合方式先進(jìn)行二維灰階、彩色多普勒掃查，然后囑患者屏氣3～5 s，開啟SWE掃查模式，待圖像穩(wěn)定后凍結(jié)，選擇感興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI范圍調(diào)至病灶區(qū)域的1～3倍，手持探頭在病灶部位施加一定的壓力，控制儀器顯示屏上壓力指標(biāo)在3～4為宜。雙幅實(shí)時(shí)顯示功能觀察二維圖與彈性圖，保持探頭穩(wěn)定以獲得穩(wěn)定彈性圖并保存。取彈性成像模式，根據(jù)病灶和周圍組織藍(lán)綠分布特征判斷結(jié)節(jié)硬度，并啟動儀器自帶彈性應(yīng)變率比值測量儀，選取病灶區(qū)及周圍同一大小、深度，形狀相似的正常甲狀腺組織為ROI，計(jì)算兩者SR值。

由2名主治醫(yī)師職稱以上并在甲狀腺影像學(xué)檢查工作年限超過10年的超聲醫(yī)師在不知病理結(jié)果的情況下對掃描圖像進(jìn)行觀察、描述，共同進(jìn)行診斷。依據(jù)彈性模量顏色對病灶軟硬度進(jìn)行評分并鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)：紅色代表組織硬度較小，綠色代表組織硬度中等，藍(lán)色代表組織硬度較大，結(jié)節(jié)紅綠相間，計(jì)0分；結(jié)節(jié)呈均勻綠色，計(jì)1分：結(jié)節(jié)以藍(lán)綠色相間，以綠主，計(jì)2分；結(jié)節(jié)以藍(lán)綠色相間，以藍(lán)為主，計(jì)3分；結(jié)節(jié)呈均勻藍(lán)色，計(jì)4分。0～2分傾向于良性，3～4分傾向于惡性。

1.3 甲狀腺癌相關(guān)增殖基因檢測RNA提取：100 mg組織加1 mL TRIzol試劑（美國Invitrogen公司）將組織標(biāo)本經(jīng)勻漿處理，室溫放置5 min，待核酸蛋白復(fù)合物完全分離后，2～8℃10 000×g離心10 min取上清，加入0.2 mL氯仿振蕩15 s，室溫放置3 min，2～ 8℃ 10 000×g離心15 min，取無色水相層，異丙醇沉淀水相中RNA，2～8℃10 000×g離心10 min取沉淀物，75%乙醇洗滌RNA沉淀，2～8℃7 500×g離心5 min棄上清，室溫放置RNA沉淀物至干燥，紫外分光光度法鑒定RNA純度和完整性。RNA反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)（RT-PCR）：Reverse Transcription Kit（美國GIBICOL公司）將RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，利用實(shí)時(shí)定量PCR系統(tǒng)（定量7500 PCR儀，美國ABI）進(jìn)行RT-PCR反應(yīng)，RT-PCR反應(yīng)條件：95 ℃ 30 s，95 ℃ 15 s，72 ℃ 15 s，共40個(gè)循環(huán)，引物設(shè)計(jì)軟件為Primer Premier 5.0，引物合成由金斯瑞生物科技有限公司完成。行瓊脂糖凝膠電泳，以β-actin作為mRNA的內(nèi)參作為對照，紫外燈下觀察結(jié)果，PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算叉頭盒蛋白A1（forkhead box protein A1，F(xiàn)OXA1）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、程序性細(xì)胞死亡基因4（programmed cell death gene 4，PDCD4）、Yes相關(guān)蛋白（yes-associated protein，YAP）、TPX2相對表達(dá)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法SPSS 25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，年齡、彈性評分、SR值等計(jì)量資料經(jīng)K-S法檢驗(yàn)具備正態(tài)性，以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。Pearson相關(guān)系數(shù)描述彈性評分、SR值與FOXA1、EGCG、PDCD4、YAP、TPX2之間的相關(guān)性，ROC分析彈性評分、SR值對甲狀腺癌的診斷價(jià)值，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果和良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)彈性評分和SR值對比結(jié)果病理結(jié)果證實(shí)184例患者中例為72惡性甲狀腺結(jié)節(jié)，歸為惡性組，112例為良性甲狀腺結(jié)節(jié)，歸為良性組，良性結(jié)節(jié)中63例結(jié)節(jié)性甲狀腺腫，49例甲狀腺腺瘤，惡性結(jié)節(jié)中24例乳頭狀癌，25例濾泡狀腺癌，23例髓樣癌。良性組甲狀腺結(jié)節(jié)彈性評分、SR值均低于惡性組（P＜0.05），見表1。

表1 良惡性狀腺結(jié)節(jié)彈性評分、SR值的差異Tab.1 Differences in elasticity score and sr value of benign and malignant adenoid nodules x±s

表1 良惡性狀腺結(jié)節(jié)彈性評分、SR值的差異Tab.1 Differences in elasticity score and sr value of benign and malignant adenoid nodules x±s

組別良性組惡性組t值P值例數(shù)112 72彈性評分（分）2.01±0.22 3.62±0.51 29.450＜0.001 SR值1.52±0.73 4.85±1.95 16.393＜0.001

2.2 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因表達(dá)對比惡性組甲狀腺結(jié)節(jié)FOXA1、YAP、TPX2 mRNA表達(dá)高于良性組（P＜0.05），EGCG、PDCD4 mRNA表達(dá)低于良性組（P＜0.05），見表2。

表2 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因表達(dá)差異Tab.2 Differential expression of proliferation-related genes in benign and malignant thyroid nodules x±s

表2 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因表達(dá)差異Tab.2 Differential expression of proliferation-related genes in benign and malignant thyroid nodules x±s

組別良性組惡性組t值P值例數(shù)112 72 FOXA1 91.23±6.35 130.24±15.06 24.505＜0.001 EGCG 84.35±10.02 60.52±7.35 21.792＜0.001 PDCD4 103.25±13.68 82.01±8.25 15.400＜0.001 YAP 92.36±8.34 128.34±12.64 25.108＜0.001 TPX2 70.25±8.05 98.32±12.04 20.503＜0.001

2.3 UE彈性評分、SR值與甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因的相關(guān)性彈性評分、SR值均與FOXA1、YAP、TPX2 mRNA表達(dá)量呈正相關(guān)（r=0.437～0.695，P＜0.05），與EGCG、PDCD4 mRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)（r=-0.357～-0.664，P＜0.05），見表3。

表3 FOXA1、EGCG、PDCD4、YAP、TPX2與彈性評分、SR值的相關(guān)性Tab.3 The correlation of FOXA1，EGCG，PDCD4，YAP，TPX2 with elasticity score and SR value

2.4 彈性評分、SR值診斷甲狀腺癌價(jià)值分析ROC分析彈性評分、SR值診斷甲狀腺癌的曲線下面積（area under the curve，AUC）分別為0.808（95%CI：0.699 ～ 0.917，P＜ 0.001）、0.869（95%CI：0.765～0.973，P＜0.001），見圖1。約登指數(shù)最大值對應(yīng)的彈性評分、SR值為診斷甲狀腺癌的最佳截?cái)嘀担╟ut-off），分別為2.59、3.02，當(dāng)彈性評分＞2.59分時(shí)，彈性評分診斷甲狀腺癌的靈敏度和特異度分別為88.89%、88.52%，當(dāng)SR值＞3.02時(shí)，SR值診斷甲狀腺癌的靈敏度和特異度分別為90.28%、90.16%，見表4。

表4 彈性評分、SR值診斷甲狀腺癌效能分析Tab.4 Effectiveness of elasticity score and sr value in diagnosis of thyroid cancer

3 討論

甲狀腺位置表淺，超聲檢查過程中可直接對其施加壓力獲得彈性圖像，UE利用不同組織彈性系統(tǒng)的差異以及對外力作用應(yīng)變差異，將病灶組織應(yīng)變分布形成彈性圖，通過彈性圖像分析對病灶軟硬度，進(jìn)而鑒別良惡性腫瘤，目前在乳腺癌［7］、前列腺癌［8］等已有廣泛應(yīng)用。本研究結(jié)果顯示惡性甲狀腺結(jié)節(jié)彈性評分高于良性甲狀腺結(jié)節(jié)，與JIN等研究［9］結(jié)果一致，分析原因?yàn)榱夹约谞钕俳Y(jié)節(jié)一般由腺體增生與炎癥導(dǎo)致，而惡性甲狀腺結(jié)節(jié)多由甲狀腺癌變導(dǎo)致，因此硬度越大代表甲狀腺結(jié)節(jié)惡性風(fēng)險(xiǎn)越大［10］。ROC分析彈性評分診斷甲狀腺癌的AUC分別為0.808，靈敏度和特異度為88.89%、88.52%，說明彈性評分對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)診斷具有較高價(jià)值。

圖1 彈性評分、SR值診斷甲狀腺癌的ROC圖Fig.1 ROC chart for diagnosis of thyroid cancer with elastic score and SR value

圖2 良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)超聲彈性成像圖Figure 2 Ultrasound elastography of benign and malignant thyroid nodules

本研究結(jié)果顯示惡性甲狀腺結(jié)節(jié)SR值高于良性甲狀腺結(jié)節(jié)，說明惡性甲狀腺結(jié)節(jié)硬度大于良性結(jié)節(jié)，ROC分析SR診斷甲狀腺癌的AUC為0.869，靈敏度和特異度達(dá)90.28%、90.16%，明顯高于彈性評分，CANTISANI等［5］在研究中得出SR診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的靈敏度達(dá)95.59%，特異度達(dá)88.63%，也證實(shí)了SR對甲狀腺癌的診斷價(jià)值。SR是彈性超聲定量參數(shù)分析技術(shù)的產(chǎn)物，通過計(jì)算病灶區(qū)、正常組織區(qū)硬度比值（SR）客觀、量化評價(jià)病灶區(qū)組織硬度，從而克服了彈性評分法主觀性較強(qiáng)的弊端，在一定程度上減少了個(gè)體差異導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，具有更高的科學(xué)價(jià)值。

目前，甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病理特征與超聲表現(xiàn)與的相關(guān)性研究較多，但是少有UE相關(guān)參數(shù)與其相關(guān)性研究，考慮彈性評分、SR對甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)具有較高診斷價(jià)值以及在臨床具有較大實(shí)用性和推廣可能，本研究分析彈性評分、SR與甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因的相關(guān)性，皆在為臨床診療提供一定參考，這也是本研究創(chuàng)新之處。無限增殖是惡性腫瘤的病理特征之一，本研究以FOXA1、EGCG、PDCD4、YAP、TPX2作為甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因的代表，分析其與UE參數(shù)的關(guān)系。FOXA1是參與細(xì)胞周期調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子，可減少G1期細(xì)胞、增加S期細(xì)胞，加速細(xì)胞增殖，與多種腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為有關(guān)［11］。甲狀腺癌FOXA1高度表達(dá)是促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲的主要原因［12］。EGCG是抗凋亡基因家族成員之一，可特異性表達(dá)于甲狀腺癌組織，通過抑制Survivin蛋白表達(dá)抑制K1細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)凋亡［13］，有顯著抗癌作用，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)EGCG在胃癌、前列腺等癌組織中低表達(dá)或不表達(dá)［14-15］。PDCD4是近年來新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制蛋白，可抑制甲狀腺癌SW579細(xì)胞G1期增殖，參與癌細(xì)胞凋亡［16］。YAP是轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，對細(xì)胞增殖有異常促進(jìn)作用，被認(rèn)為是一種重要的促癌基因，在人類多種惡性腫瘤中有異常表達(dá)［17］，YAP在甲狀腺癌表達(dá)水平與甲狀腺癌TNM分期、腫瘤體積呈正相關(guān)［18］。TPX2作為一種微管相關(guān)蛋白，其異常表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞中心體異常擴(kuò)增、惡性轉(zhuǎn)化，并促進(jìn)細(xì)胞增殖，影響細(xì)胞周期和凋亡，與腫瘤發(fā)生、分化、侵襲、轉(zhuǎn)移均有關(guān)，有極強(qiáng)效促癌作用［19］。TPX2在甲狀腺癌中呈高度表達(dá)，抑制其表達(dá)后甲狀腺癌細(xì)胞增殖能力明顯降低，凋亡率增加［20］。本研究惡性組甲狀腺結(jié)節(jié)FOXA1、YAP、TPX2 mRNA表達(dá)高于良性組，EGCG、PDCD4 mRNA表達(dá)低于良性組，驗(yàn)證了上述基因的生物學(xué)作用。相關(guān)性分析彈性評分、SR值與FOXA1、YAP、TPX2 mRNA表達(dá)量呈正相關(guān)，與EGCG、PDCD4 mRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)，說明UE參數(shù)可以有效反映良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的增殖活性，進(jìn)一步驗(yàn)證了UE在鑒別診斷良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的價(jià)值。

綜上所述，本研究采用UE彈性分級法和定量參數(shù)評分技術(shù)鑒別診斷良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)，結(jié)果證明UE在診斷甲狀腺癌方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。UE參數(shù)與甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因之間存在明顯相關(guān)性，驗(yàn)證了UE對甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)判斷的準(zhǔn)確性，UE是提高甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)診斷率的可靠方法。本研究也存在局限之處，甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病理特征相關(guān)指標(biāo)較多，而受時(shí)間等因素限制本研究僅選擇了甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)相關(guān)增殖基因，因此結(jié)論尚不能完全代表UE參數(shù)與甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)病理特征的關(guān)系，望在以后研究中增加其他指標(biāo)，進(jìn)一步擴(kuò)大樣本例數(shù)來證實(shí)。