磁共振-彌散加權(quán)成像技術(shù)聯(lián)合外周血IDO 活性對(duì)乳腺癌患者新輔助化療療效的預(yù)測(cè)價(jià)值

王萌，張穎，林華，駱成玉#

1北京市垂楊柳醫(yī)院乳腺外科，北京 100022

2首都醫(yī)科大學(xué)附屬?gòu)?fù)興醫(yī)院普外科，北京 100038

新輔助化療（neoadjuvant chemotherapy，NAC）已成為局部進(jìn)展期乳腺癌術(shù)前的常規(guī)選擇，旨在縮小腫塊、降低腫瘤分級(jí)，為后續(xù)手術(shù)治療創(chuàng)造有利條件，甚至有可能實(shí)現(xiàn)根治目的[1]。因此，NAC療效評(píng)估尤為重要，而尋找一種能夠評(píng)估乳腺癌NAC療效的敏感且準(zhǔn)確的方法成為臨床研究的熱點(diǎn)。近年來(lái)，彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）作為一種新的磁共振（magnetic resonance，MR）功能成像技術(shù)，在腫瘤放化療領(lǐng)域展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。已有研究顯示，MR-DWI通過反映細(xì)胞分子水平的生理改變而能夠較好地評(píng)價(jià)多種腫瘤的早期療效[2]。有學(xué)者指出，MR-DWI對(duì)乳腺癌的治療效果具有確切的預(yù)測(cè)價(jià)值[3]。吲哚胺2，3-雙加氧酶（indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO）是一種可在肝外介導(dǎo)色氨酸（tryptophan，Trp）代謝的限速酶，其在多種惡性腫瘤組織及外周血中呈高表達(dá)，與患者預(yù)后不良密切相關(guān)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者血液中的IDO活性高于健康體檢者，且與化療療效密切相關(guān)[5]。本研究探討了MRDWI聯(lián)合外周血IDO活性對(duì)乳腺癌NAC療效的預(yù)測(cè)價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2013年11月至2018年2月北京市垂楊柳醫(yī)院收治的216例乳腺癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)病理活檢證實(shí)為乳腺癌；②均為局部進(jìn)展期；③均為女性，年齡為20～70歲；④均接受手術(shù)治療，且術(shù)前行NAC；⑤NAC前后分別進(jìn)行MR-DWI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有腫瘤疾病史者；②合并其他部位轉(zhuǎn)移者；③具有MR檢查禁忌證者；④未完成治療者；⑤妊娠期或哺乳期女性；⑥臨床資料不全者。216例患者的年齡為27～70歲，平均年齡為（49.2±13.6）歲；腫瘤直徑為2.2～6.9 cm，平均腫瘤直徑為（4.1±1.3）cm；浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌184例，浸潤(rùn)性小葉癌29例，浸潤(rùn)性微乳頭狀癌3例。所有患者均采用紫杉醇聯(lián)合卡鉑方案化療，每周療法，持續(xù)4個(gè)周期。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過，所有患者均對(duì)本研究知情并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 MR-DWI檢查 采用GE Sigma Twinspeed 1.5T MR掃描儀及8通道乳腺專用相控陣線圈。檢查時(shí)，患者取俯臥位，雙側(cè)乳腺保持自然垂懸于乳腺線圈內(nèi)。掃描序列：①平掃，行軸位擾相梯度回波序列（spoiled gradient echo，SPGR）-T1加權(quán)成像（T1-weighted imaging，T1WI），重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）=180.0 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）=2.5 ms，層厚=4.0 mm，層間距=1.0 mm；行軸位快速恢復(fù)快速自旋回波序列（fast recovery fast spin echo，F(xiàn)RFSE）脂肪抑制-T2加權(quán)成像（T2-weighted imaging，T2WI），TR=2000.0 ms，TE=85.0 ms，層厚=4.0 mm，層間距=1.0 mm。②橫軸位DWI，采用單次激發(fā)自旋回波平面回波成像（single shotspin echo-echo planar imaging，SS-SE-EPI）序列，TR=5000.0 ms，TE=59.0 ms，層厚=4.0 mm，層間距=1.0 mm，b值取0、1000 s/mm2。③軸位三維容積T1WI脂肪抑制成像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，TR=6.0 ms，TE=2.6 ms，層厚=2.4 mm，層間距=1.2 mm，視野（field of vision，F(xiàn)OV）=360 mm×360 mm；對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺注射液，劑量為0.2 mmol/kg，推注速率為0.2 ml/s。

將掃描圖像上傳至MR后處理工作站AW4.2上，并采用系統(tǒng)軟件Function tool行DWI圖像后處理，獲取表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖。由2名高年資影像科醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行分析，意見不一致時(shí)，經(jīng)討論取得一致結(jié)果。感興趣區(qū)（region of interest，ROI）的選擇：依據(jù)T2WI圖像中顯示的病變部位和形態(tài)，在DWI圖像上不規(guī)則劃線圈入全部高信號(hào)病變區(qū)，盡可能避開不均質(zhì)低信號(hào)。對(duì)腫瘤所有層面測(cè)量ADC值，并計(jì)算平均ADC值。ADC變化率指NAC前后腫瘤平均ADC的差值占NAC前腫瘤平均ADC值的比率，即ADC變化率=（ADCNAC后-ADCNAC前）/ADCNAC前×100%。

1.2.2 外周血IDO活性檢測(cè) NAC前采集患者的外周靜脈血3 ml，采用高效液相色譜法檢測(cè)Trp和犬尿氨酸（kynurenine，Kyn）的含量，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析[6]。以血清Kyn/Trp比值表示外周血IDO活性。

1.3 療效評(píng)價(jià)

參照Miller&Payne改良病理反應(yīng)性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]，對(duì)比NAC前穿刺活檢組織切片與NAC后手術(shù)病理切片。根據(jù)腫瘤退縮情況進(jìn)行病理反應(yīng)性分級(jí)：G1級(jí)，NAC前后腫瘤細(xì)胞密度無(wú)明顯變化；G2級(jí)，NAC后腫瘤細(xì)胞密度較NAC前減少＜30%；G3級(jí)，NAC后腫瘤細(xì)胞密度較NAC前減少30%～90%；G4級(jí)，NAC后腫瘤細(xì)胞密度減少＞90%；G5級(jí)，鏡下未見殘留腫瘤細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞基本完全消失。將病理反應(yīng)性分級(jí)為G4、G5級(jí)的患者納入組織學(xué)顯著反應(yīng)（major histological response，MHR）組，G1、G2、G3級(jí)的患者納入非組織學(xué)顯著反應(yīng)（non-major histological response，NMHR）組。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；采用受試者工作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲線分析ADC變化率、外周血IDO活性對(duì)乳腺癌NAC療效的預(yù)測(cè)價(jià)值，曲線下面積的比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 療效評(píng)價(jià)結(jié)果

病理反應(yīng)性分級(jí)結(jié)果顯示，216例患者中，MHR組72例（G4級(jí)46例，G5級(jí)26例），NMHR組144例（G1級(jí)29例，G2級(jí)44例，G3級(jí)71例）。

2.2 ADC 參數(shù)的比較

NAC前，MHR組和NMHR組患者的ADC值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；NAC后，MHR組患者的ADC值明顯高于NMHR組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（表1）。NAC前和NAC后，MHR組患者的ADC變化率為（58.0±14.2）%，明顯高于NMHR組患者的（36.1±11.2）%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=12.619，P＜0.01）。

表1 NAC前后兩組患者ADC值的比較（×10-3mm2/s，±s）

表1 NAC前后兩組患者ADC值的比較（×10-3mm2/s，±s）

組別NAC前NAC后MHR組（n=72）0.81±0.131.28±0.15 NMHR組（n=144）0.84±0.141.14±0.12 t值1.5207.420 P值0.1300.000

2.3 外周血Kyn和Trp含量及IDO 活性的比較

MHR組患者的外周血Kyn含量明顯低于NMHR組患者，Trp含量明顯高于NMHR組患者，IDO活性（Kyn/Trp）明顯低于NMHR組患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。（表2）

表2 兩組患者外周血Kyn和Trp含量及IDO活性的比較（±s）

表2 兩組患者外周血Kyn和Trp含量及IDO活性的比較（±s）

注：Kyn/Trp表示外周血IDO活性

組別Kyn（μmol/L）Trp（μmol/L）Kyn/Trp（%）MHR組（n=72）1.34±0.3136.02±5.683.72±1.11 NMHR組（n=144）1.65±0.4230.90±5.435.34±1.37 t值5.5506.4338.703 P值0.0000.0000.000

2.4 ADC變化率、外周血IDO 活性預(yù)測(cè)乳腺癌NAC療效的ROC 曲線分析

以術(shù)后病理分級(jí)為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制ADC變化率、外周血IDO活性預(yù)測(cè)NAC療效的ROC曲線，結(jié)果顯示，ADC變化率聯(lián)合外周血IDO活性預(yù)測(cè)NAC療效的曲線下面積為0.909（95%CI：0.791～1.019），高于ADC變化率單獨(dú)預(yù)測(cè)的0.878（95%CI：0.754～1.001）和外周血IDO活性單獨(dú)預(yù)測(cè)的0.802（95%CI：0.651～0.949），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。ADC變化率或外周血IDO活性單獨(dú)預(yù)測(cè)的曲線下面積比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。（圖1、表3）

圖1 ADC變化率、外周血IDO 活性單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)乳腺癌NAC療效的ROC曲線

表3 ADC變化率、外周血IDO活性單獨(dú)及聯(lián)合檢測(cè)對(duì)乳腺癌NAC療效的預(yù)測(cè)價(jià)值

3 討論

NAC是治療局部晚期乳腺癌的重要手段，尋找有效方法預(yù)測(cè)乳腺癌NAC療效對(duì)及時(shí)調(diào)整治療方案、改善患者預(yù)后具有重要意義。病理學(xué)檢查雖然是評(píng)價(jià)NAC療效的金標(biāo)準(zhǔn)，但其結(jié)果獲取是在手術(shù)切除腫瘤之后，不能為NAC后的治療提供指導(dǎo)。因此，采用影像學(xué)方法對(duì)乳腺癌NAC的療效進(jìn)行評(píng)價(jià)引起了廣泛關(guān)注。

MR檢查是常見的影像學(xué)檢查方法之一，在多種惡性腫瘤的診斷及療效評(píng)價(jià)中廣泛應(yīng)用。MRDWI能夠從分子水平描述組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的分子生物學(xué)特征，并以ADC值對(duì)擴(kuò)散程度進(jìn)行量化，從而呈現(xiàn)與組織含水量相關(guān)的形態(tài)和病理改變[8]。ADC值與腫瘤組織密度呈負(fù)相關(guān)，且對(duì)于腫瘤殘余和壞死或炎性的區(qū)分特異度較高，使其適用于NAC療效預(yù)測(cè)。研究表明，化療后腫瘤組織的ADC值會(huì)升高，且與治療后腫瘤組織密度減小有關(guān)[9]。化療前，食管癌細(xì)胞大量增殖，導(dǎo)致食管癌組織密度較高，細(xì)胞外隙空間較小，加之細(xì)胞生物膜限制等多種因素，限制了水分子擴(kuò)散，從而使ADC值較低；而化療后，腫瘤細(xì)胞膜遭到破壞，細(xì)胞大量死亡，細(xì)胞外隙空間擴(kuò)大，易于水分子擴(kuò)散，因此ADC值升高[10]。本研究結(jié)果顯示，NAC前，MHR組和NMHR組患者的ADC值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），與姜原等[11]報(bào)道的結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示，NAC后，MHR組患者的ADC值明顯高于NMHR組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；NAC前和NAC后，MHR組患者的ADC變化率明顯高于NMHR組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），與相關(guān)文獻(xiàn)[12-13]報(bào)道的結(jié)果一致。提示腫瘤ADC值變化可能與NAC療效有關(guān)，可用于療效預(yù)測(cè)。

IDO是一種能夠催化Trp降解的酶類物質(zhì)，在各類惡性腫瘤組織中呈高表達(dá)，并被證實(shí)與腫瘤分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)[14]。既往研究提示，腫瘤組織中IDO的表達(dá)情況與機(jī)體Trp代謝具有密切聯(lián)系，腫瘤組織中IDO表達(dá)水平升高往往伴隨著外周血Trp水平下降和Kyn水平上升[15]。研究表明，乳腺癌組織中IDO的表達(dá)水平與外周血Kyn/Trp比值呈正相關(guān)，且在某種程度上決定著預(yù)后[16]。故臨床常采用Kyn/Trp比值反映乳腺癌患者的外周血IDO活性。研究發(fā)現(xiàn)，NAC可影響腫瘤組織中IDO的表達(dá)情況及外周血IDO活性，而IDO亦與化療耐藥密切相關(guān)[17]。本研究結(jié)果顯示，MHR組患者的外周血IDO活性（Kyn/Trp）明顯低于NMHR組患者，與趙楊等[18]的研究結(jié)果一致，提示乳腺癌患者的外周血IDO活性可能與NAC療效有關(guān)，可為臨床預(yù)測(cè)NAC的療效提供指導(dǎo)。

本研究采用ROC曲線評(píng)價(jià)ADC變化率及外周血IDO活性對(duì)乳腺癌NAC療效的預(yù)測(cè)價(jià)值。結(jié)果顯示，ADC變化率及外周血IDO活性單獨(dú)預(yù)測(cè)乳腺癌NAC療效的曲線下面積分別為0.878（95%CI：0.754～1.001）和 0.802（95%CI：0.651～0.949），表明ADC變化率及外周血IDO活性對(duì)乳腺癌NAC療效具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值；而二者聯(lián)合時(shí)，曲線下面積為0.909（95%CI：0.791～1.019），大于ADC變化率或外周血IDO活性單獨(dú)預(yù)測(cè)的結(jié)果，表明MR-DWI聯(lián)合外周血IDO活性檢測(cè)可提高對(duì)乳腺癌NAC療效的預(yù)測(cè)價(jià)值。

綜上所述，MR-DWI聯(lián)合外周血IDO活性對(duì)乳腺癌NAC療效具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值，可為臨床治療提供可靠指導(dǎo)。