酰胺質子轉移加權成像及脂肪定量測量技術評估子宮內膜癌Her-2基因表達

田士峰 ，劉愛連 *，任雪 ，陳麗華 ，王楠 ，林良杰 ，王家正 ，張祎 ，張婷

人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2，Her-2)基因是位于17號染色體長臂的原癌基因，編碼一種跨膜酪氨酸激酶受體，在乳腺癌、胃癌、卵巢癌、子宮內膜癌(endometrial carcinoma，EC)等惡性腫瘤中均存在過度表達，可引起細胞異常增殖進而導致惡性轉化，并與腫瘤血管生成、腫瘤轉移具有相關性[1-3]。對于Her-2基因陽性的EC患者，采用靶向藥物治療方式(如曲妥珠單抗、拉帕替尼等)有望提高無進展生存期[4-5]，因此在治療前評估EC Her-2基因表達情況具有重要意義。酰胺質子轉移加權(amide proton transferweighted，APTw)成像本質上屬于化學交換飽和轉移(chemical exchange saturation transfer，CEST)成像，其定量參數APT值反映了酰胺質子的濃度和交換速率[6-7]。脂肪定量測量(mDIXON-Quant)技術通過脂肪7峰值建模及磁場不均性校正，可獲橫向弛豫率(R2*)、脂肪分數(fat fraction，FF)等多個定量參數，反映組織內順磁性物質、脂肪含量[8-9]。本研究擬探討APTw和mDixon‐Quant技術多定量參數評估EC Her-2基因表達情況的價值，以期為EC患者實施精準個體化治療提供合理參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2020年1月至2021年5月符合以下入組標準的患者資料：(1)經手術病理證實為EC，術后免疫組織化學分析指標包含Her-2，Her-2表達定位于細胞膜，當腫瘤細胞的細胞膜出現清晰的棕黃色顆粒，且著色強度高于非特異染色背景時判定為陽性，未見棕黃色顆粒判定為陰性。(2)術前2周內于我院行MR檢查，掃描序列包括APTw和mDixon-Quant；(3)患者在MRI檢查前未接受放化療及活檢、刮宮等其他處置；(4)圖像質量良好，病灶顯示清晰，病灶直徑(厚度)在1.5 cm以上。分析時間段內共有58例EC患者，其中10例病灶較小顯示不清，剩余48例患者中22例術后免疫組織化學分析指標未包含Her-2，最終有26例患者納入研究，其中Her-2表達陽性組11例，Her-2表達陰性組15例。Her-2表達陽性組患者年齡36～75(58.5±10.9)歲；絕經前1例，絕經后10例；病理類型為子宮內膜樣腺癌9例(中分化5例，低分化4例)，未分化癌1例，癌肉瘤1例；分期為Ⅰa期7例，Ⅰb期1例，Ⅲ期2例，Ⅳ期1例。Her-2表達陰性組患者年齡39～70(54.5±8.1)歲，絕經前5例，絕經后10例；病理類型均為子宮內膜樣腺癌，其中高分化7例，中分化6例，低分化2例；分期為Ⅰa期12例，Ⅲ期3例。本研究經過大連醫科大學附屬第一醫院醫學倫理委員會批準(批準文號：PJ-KS-KY-2021-10)，免除受試者知情同意。

1.2 檢查方法

采用飛利浦3.0 T磁共振掃描儀(IngeniaCX，Philips Healthcare，Best，the Netherlands)，32 通道體部線圈。患者檢查前準備包括排尿、禁食4～6 h，對于放置節育環的患者于檢查前1 d取出。掃描序列及主要掃描參數見表1所示。

1.3 圖像處理與數據測量

掃描完成后原始圖像自動上傳至飛利浦ISP 7.0工作站，經后處理生成APTw以及mDixon-Quant的R2*、FF偽彩圖。由2名盆腔MR診斷經驗6年和10年的放射科醫師(觀察者1，2)，在不知曉具體Her-2基因表達情況的前提下分別進行數據測量。選擇病灶最大徑所在層面進行感興趣區(region of interest，ROI)勾畫，以常規掃描及增強掃描圖像作為參考，避開囊變、出血及壞死區，采用多邊形工具在腫瘤實質區域內手動勾畫ROI(任意形狀，覆蓋范圍盡可能大，并適度避開病灶邊緣以避免容積效應的影響)，并自動算出APT值、R2*值以及FF值。為了與軸位mDixon-Quant圖像相對應，在測量APT值時，以軸位T2WI作為解剖參照圖像，將矢狀位APT偽彩圖融合到T2WI圖像上(圖1，2)，并盡量保證兩序列各圖像ROI勾畫時層面、位置接近。

圖1 57歲高分化子宮內膜樣腺癌患者，人表皮生長因子受體2(Her-2)基因表達陰性。A為T2WI；B為酰胺質子轉移(APT)偽彩圖與T2WI的融合圖像，APT值為2.400%；C、D分別為mDixon?Quant序列的橫向弛豫率(R2*)、脂肪分數(FF)偽彩圖，其定量值分別為15.225 Hz、0.420 圖2 為58歲子宮內膜未分化癌患者，Her-2基因表達陽性。A為T2WI；B為APT偽彩圖與T2WI的融合圖像，APT值為2.900%；C、D分別為mDixon?Quant序列的R2*、FF偽彩圖，其定量值分別為19.765 Hz、0.630

1.4 統計學分析

應用SPSS 26.0統計學軟件進行分析：首先采用Kolmogorov-Smirnov進行數據正態性檢驗，符合正態分布時用±s表示，符合偏態分布時用中位數(P25，P75)表示；之后采用同類相關系數(intra-class correlation coefficients，ICC)檢驗2名觀察者對兩組病例各參數值測量結果的一致性(ICC＜0.40為一致性差，0.40≤ICC＜0.75為一致性中等，ICC≥0.75為一致性良好)，取2名觀察者測量結果均值進行后續分析；之后采用獨立樣本t檢驗(正態分布)或Mann-WhitneyU檢驗(偏態分布)比較兩組各參數值之間的差異，P＜0.05為差異具有統計學意義；之后采用ROC曲線分析評估差異有統計學意義的參數評估EC Her-2基因表達的效能，計算曲線下面積(area under the curve，AUC)及其95%可信區間，以及相對應的截斷值、敏感度、特異度。

2 結果

2.1 觀察者各序列參數測量結果的一致性分析

2名觀察者對兩組病例各序列參數測量一致性檢驗結果見表2，各組數據測量的一致性良好(ICC＞0.75)。

表2 2名觀察者各參數測量結果的一致性(±s)

注：APT：酰胺質子轉移；R2*：橫向弛豫率；FF：脂肪分數。

參數Her-2表達陽性組(11例)APT(%)images/BZ_77_261_1479_292_1510.pngR2*()FF(%)Her-2表達陰性組(15例)APT(%)images/BZ_77_261_1702_292_1733.pngR2*()FF(%)觀察者1 2.655±0.398 17.567±2.860 1.487±1.088 2.273±0.417 14.784±2.070 1.466±1.130觀察者2 2.764±0.388 16.637±2.001 1.771±1.128 2.353±0.436 15.480(15.230，16.350)1.486±1.194 ICC 0.883 0.881 0.960 0.944 0.889 0.944

2.2 兩組病例各序列參數值比較結果

Her-2表達陽性組與Her-2表達陰性組組間各序列參數值及比較結果見表3，Her-2表達陽性組的APT、R2*值大于Her-2表達陰性組，差異具有統計學意義(P＜0.05)，兩組之間的FF值差異無統計學意義(P＞0.05)。

表3 組間各序列參數值及比較結果(±s)

表3 組間各序列參數值及比較結果(±s)

注：APT：酰胺質子轉移；R2*：橫向弛豫率；FF：脂肪分數；Her-2表達陽性組APT值不符合正態分布。

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2.3 診斷效能評估

APT值、R2*值評估EC Her-2基因表達陽性與陰性的AUC、截斷值、敏感度、特異度及曲線下面積見表4。

表4 診斷效能分析

3 討論

3.1 APTw評估EC Her-2基因表達的價值

APTw通過APT值定量反映酰胺質子與水的交換率以及酰胺質子總量(通過對水質子與酰胺質子互換后產生的信號下降進行探測這一途徑)，APT值與組織細胞中游離蛋白質與多肽的含量呈正相關[10]。本研究探討了APTw半定量評估ECHer-2基因表達的可行性，結果表明Her-2表達陽性組的APT值大于Her-2表達陰性組。Her-2基因編碼分子量為185kD的跨膜糖蛋白[11]，并通過誘導細胞周期蛋白D1過度表達、活化下游P13K/AKT通路等多種方式促進腫瘤細胞增殖[12-13]，因此Her-2基因表達陽性EC細胞生長更為活躍，可產生相對多量的蛋白質、多肽類物質，導致APT值增高。此外，Her-2可通過激活血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)蛋白過度表達而促進腫瘤血管生成[14]，而腫瘤內微血管密度增加而生成的不成熟毛細血管網和隨之引起的血流灌注增高也可能是APT值升高的原因[15]。目前APTw技術已經初步應用于子宮惡性腫瘤病變中，主要集中在病理特征的評估方面，取得了一系列研究成果，包括術前預估子宮內膜樣腺癌和宮頸鱗癌病理分級(高、中、低分化)、術前鑒別宮頸癌病理亞型(鱗癌與腺癌)等[16-19]。本研究將APTw技術在子宮腫瘤的應用范疇拓展到評估免疫組化指標方面，即利用APTw定量參數評估EC Her-2基因表達。

3.2 mDIXON-Quant評估EC Her-2基因表達的價值

mDIXON-Quant技術的R2*值是組織氧合水平的定量體現，與組織內順磁性物質濃度呈正比[20]。本研究結果證實Her-2表達陽性EC的R2*值大于Her-2表達陰性者，這是由于Her-2基因表達陽性可促進腫瘤細胞增殖，進而引起單位體積內腫瘤細胞數量的增加和代謝水平的提升，增加耗氧而加重EC腫瘤組織乏氧，脫氧血紅蛋白濃度相應增高，表現為R2*值的增高。此外，如前所述，Her-2陽性EC腫瘤組織中的新生血管數量增加，引起腫瘤組織微出血、血流淤積，造成脫氧血紅蛋白、含鐵血黃素等順磁性物質濃度增高，也會引起R2*值增高。既往研究者報道了R2*值可評估EC增殖抗原Ki-67表達以及微衛星不穩定狀態[21-22]，提示R2*值在術前評價EC免疫組化指標方面具有重要潛在價值。同時，兩組病例間的FF值無差異，提示兩組病例含脂量相似。APTw和mDixon-Quant均為分子層面的成像技術，本研究首先應用此兩種技術，從不同角度反映Her-2基因引起的EC細胞增殖差異信息，診斷效能中等，AUC分別為0.755、0.739。

3.3 局限性

首先，本研究包含病例數有限，且為單中心研究，有待于今后持續擴充病例并進行多中心外部驗證；其次，APTw與mDIXON-Quant序列的掃描層厚不同，勾畫ROI時不同序列圖像之間未能做到完全匹配，可能會對部分結果造成偏差；再次，ROI的勾畫采用常規方法，即僅限于EC實質區而非腫瘤全域，可能會丟失部分腫瘤異質性信息。

綜上所述，APTw與mDIXON-Quant技術可以半定量評估EC Her-2基因表達情況，具有一定臨床應用前景。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。