剪切波彈性成像定量參數對乳腺腫塊良惡性鑒別及與生物學指標的相關性分析＊

王嘉圖，趙麗，尹世淩，田曉玲

（甘肅中醫藥大學附屬醫院超聲科，甘肅蘭州730000）

乳腺癌是起源于乳腺導管上皮的高度異質性疾病，發病率占惡性腫瘤的7%～10%[1-2]。早期無典型體征及癥狀，隨著病情進展，可在諸多器官（腦、肺、骨等）中發生轉移并使正常組織受損。分子基因的異常表達可影響腫瘤細胞諸多生物學行為，并改變腫瘤組織形態[3]。研究指出，腫瘤生物學特征所致的病理形態學改變是乳腺癌出現影像學異常的基礎[4]。因此，闡明乳腺癌影像學征象與生物學指標的關系尤為關鍵。已有研究證實，擴散加權成像（diffusion weighted imaging， DWI）定量參數、超聲彈性成像評分等與乳腺癌分子生物學指標有關[5-6]，但尚未明確剪切波彈性成像（shear wave elastography， SWE）定量參數與生物學指標的關系。SWE 屬于一種脈沖波觸診技術，具有可視化、實時、定量等優勢，其可通過聲輻射脈沖叩擊組織施加激勵，獲取彈性模量值，從而鑒別腫瘤性質，判斷組織硬度變化[7-8]。本文旨在分析SWE 定量參數鑒別乳腺腫塊良惡性的價值及與生物學指標的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年9月—2021年10月于甘肅中醫藥大學附屬醫院超聲科檢查的乳腺腫塊患者100例（共100個乳腺腫塊）。患者年齡35～65歲，平均（50.32±8.67）歲；病程1～5年，平均（3.12±0.84）年；體質量指數20.87～24.65 kg/m2，平均（22.16±1.42）kg/m2；腫塊直徑5～38 mm，平均（20.32±4.18）mm；腫塊位于左側58 例，右側42 例。惡性乳腺腫塊56例作為惡性組，其中浸潤性導管癌50 例，小葉原位癌2 例，導管原位癌2 例，黏液癌1 例，乳頭狀癌1 例；良性乳腺腫塊44 例作為良性組，其中纖維腺瘤17 例，腺病伴纖維腺瘤12 例，乳腺腺病8 例，導管內乳頭狀瘤3 例，慢性化膿性炎癥2 例，纖維腺瘤伴不典型增生1 例，腺病伴不典型增生1 例。納入標準：①女性；②單側乳腺單發腫塊；③腫塊直徑＜50 mm；④接受經空心針穿刺活檢或手術病理檢查；⑤術前無乳腺炎病史、隆胸史、放化療史及乳腺相關手術史；⑥自愿簽署知情同意書。排除標準：①復發性乳腺癌；②乳腺超聲檢查與病理檢查時間＞1 個月；③伴有嚴重肝腎疾病、心腦血管疾病；④妊娠期或哺乳期；⑤病灶緊鄰部位有瘢痕。

1.2 方法

1.2.1 SWE 檢查采用荷蘭Philips 公司的Epiq5型彩色多普勒超聲診斷儀，選擇eL18-4 高頻線陣探頭，超寬帶頻率3～22 MHz，乳腺模式。常規超聲檢查觀察腫塊聲像圖特征后轉為SWE 模式，默認量程為0～180 kPa，感興趣區（region of interest，ROI）2 mm×2 mm。打開質控圖，將探頭移至距腫塊邊緣＞3 mm 處，移動過程需緩慢輕柔。囑患者屏氣，不施壓，圖像穩定時間需＞3 s，定幀存儲。借助Q-Box 測量軟件測量SWE 定量參數。通過Shell功能及描跡法分別測量病灶1 mm、2 mm、3 mm區域內組織（Shell1、Shell2、Shell3）的最大彈性模量值（Emax），分別記錄為AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax。

1.2.2 免疫組織化學檢查取惡性組標本，甲醛固定，石蠟包埋，3μm厚切片處理，HE染色，觀察鏡下切片。通過免疫組織化學法測定乳腺腫塊細胞增殖抗原標志物表達情況，包括孕激素受體（progesterone receptor，PR）、人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2， HER-2）、雌激素受體（estrogen receptor， ER）、增殖細胞核抗原Ki-67。細胞核染棕色＞10%定義為PR、ER 陽性，并分為PR 陰性組19 例和PR 陽性組37 例、ER 陰性組16 例和ER 陽性組40 例；切片視野中陽性細胞比例＞10% 定義為HER-2 陽性，并分為HER-2 陰性組（21 例）和HER-2 陽性組（n35 例）；細胞核內著色顆粒為棕色定義為Ki-67 陽性，并分為Ki-67 陰性組（18 例）和Ki-67 陽性組（38 例）。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 23.0 統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較用χ2檢驗；相關性分析采用Kendall's tau-b 檢驗；繪制受試者工作特征（ROC）曲線，計算曲線下面積（AUC）。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組SWE定量參數比較

兩組AE-max、 Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax比較，差異有統計學意義（P＜0.05），惡性組較良性組大。見表1。

表1 兩組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

表1 兩組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

組別良性組惡性組t 值P 值n 44 56 AE-max 97.77±15.36 117.12±11.37 7.239 0.000 Shell1 Emax 104.71±13.90 150.95±22.22 12.064 0.000 Shell2 Emax 114.88±23.74 149.79±23.65 7.315 0.000 Shell3 Emax 124.28±23.46 155.09±23.98 6.438 0.000

2.2 SWE定量參數預測乳腺癌的ROC曲線分析

將SWE 定量參數AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax及4 者聯合檢測作為因變量，將乳腺腫塊性質作為自變量（惡性=0，良性=1），進行ROC 分析。結果發現，AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax及4 者聯合檢測預測乳腺癌發生的AUC 分別為0.830、0.906、0.844、0.833 和0.978。見表2和圖1。

表2 SWE定量參數預測乳腺癌的價值分析

圖1 SWE定量參數預測乳腺癌的ROC曲線

2.3 PR、ER、HER-2、Ki-67 乳腺癌患者陽性、陰性表達的SWE定量參數比較

PR、ER、HER-2、Ki-67 的陽性組與對應陰性組的AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax和Shell3 Emax比較， 差異有統計學意義（P＜0.05）。 見表3～6。

表3 PR陰性組與PR陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

表3 PR陰性組與PR陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

組別PR陰性組PR陽性組t 值P 值n 19 37 AE-max 103.62±16.98 121.65±20.18 3.332 0.002 Shell1 Emax 126.74±18.64 167.95±24.74 6.379 0.000 Shell2 Emax 136.95±24.75 162.75±23.65 3.805 0.001 Shell3 Emax 141.96±25.51 159.86±26.07 2.450 0.017

表4 ER陰性組與ER陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

表4 ER陰性組與ER陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

組別ER陰性組ER陽性組t 值P 值n 16 40 AE-max 109.63±13.24 123.89±16.73 3.044 0.004 Shell1 Emax 140.38±16.75 159.67±20.09 3.393 0.001 Shell2 Emax 138.85±25.64 159.73±30.49 2.415 0.019 Shell3 Emax 141.83±26.84 161.72±30.82 2.259 0.028

表5 HER-2陰性組與HER-2陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

表5 HER-2陰性組與HER-2陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

組別HER-2陰性組HER-2陽性組t 值P 值n 21 35 AE-max 106.95±20.37 126.84±23.37 3.23 0.002 Shell1 Emax 146.93±20.74 166.96±23.37 3.235 0.002 Shell2 Emax 138.55±20.71 156.39±25.55 2.707 0.009 Shell3 Emax 139.72±24.03 163.96±28.74 3.242 0.002

表6 Ki-67陰性組與Ki-67陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

表6 Ki-67陰性組與Ki-67陽性組SWE定量參數比較 （kPa，±s）

組別Ki-67陰性組Ki-67陽性組t 值P 值n 18 38 AE-max 105.36±16.72 124.96±20.08 3.589 0.001 Shell1 Emax 141.72±16.39 160.09±22.74 3.065 0.003 Shell2 Emax 140.52±23.65 157.35±30.41 2.067 0.043 Shell3 Emax 140.85±26.67 160.11±25.74 2.585 0.012

2.4 乳腺癌病灶的SWE定量參數與生物學指標的相關性

Kendall's tau-b 相關性分析顯示，乳腺癌病灶的AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax與PR、ER、HER-2、Ki-67 表達均呈正相關（P＜0.05）。見表7。

表7 乳腺癌病灶的SWE定量參數與生物學指標的相關性

2.5 不同臨床病理特征患者的PR、ER、HER-2及Ki-67陽性率比較

良性與惡性乳腺腫塊患者PR、ER、HER-2 及Ki-67 陽性率比較，差異有統計學意義（P＜0.05），惡性高于良性。有無淋巴結轉移患者HER-2 陽性率比較，差異有統計學意義（P＜0.05），有淋巴結轉移高于無淋巴結轉移。其余指標比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表8。

表8 不同臨床特征患者的PR、ER、HER-2及Ki-67陽性率比較 例（%）

3 討論

原發性乳腺癌的形態結構復雜，細胞增生異常，膠原纖維組織大量增加，并構成癌細胞外基質，大量纖維與周圍組織黏連，活動度降低。在乳腺癌進展過程中，腫瘤內血管不斷生長，且周圍結締組織持續增生，可導致病變組織硬度增加、腫瘤直徑擴大[9-10]。胡小麗等[11]研究發現，彈性模量可有效鑒別乳腺癌病理類型，病變組織的彈性模型值由大至小依次為浸潤性導管癌、腺病、導管內乳頭狀瘤、纖維腺瘤。FORTE 等[12]研究報道，乳腺惡性病灶的硬度與膠原纖維含量呈正相關，且與乳腺腫瘤細胞生長期間細胞外基質膠原過度沉積、交聯及線性化的病理特征相符。由上述國內外研究不難看出，乳腺惡性腫塊病變程度與組織硬度有關。基于這一理論，SWE 通過測量不同病變組織的彈性模量值，以定量鑒別乳腺腫塊的性質。

SWE 掃查時利用快速聲輻射力激勵產生線性振源，根據位移時空分布圖獲得組織的剪切波傳播速度或楊氏模量，形成組織彈性圖，從而評估病灶硬度，達到實時量化分析組織彈性特征的目的[13-14]。林武輝等[15]研究發現，惡性乳腺腫瘤SWE 檢查時顏色分布紊亂，顏色多為紅色，而良性腫瘤的顏色呈均勻分布，且以藍色為主。BIONDIC ?POLJAR 等[16]研究發現，SWE 診斷乳腺癌準確率、敏感性為82%、83%。SEO 等[17]以BIRADS 結果為最終評估標準，結果發現，SWE 鑒別乳腺癌惡性的AUC 為0.940。本研究中，惡性組AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax較良性組大，分析原因可能在于腫瘤硬度受間質水腫、血管形成、內部細胞構成等因素影響，而惡性腫瘤會侵襲周邊組織，導致腫瘤內部及周邊促結締組織增生性反應，降低組織彈性，加重腫瘤內部血管生成、細胞結構及間質水腫，增加病變組織硬度[18]。進一步繪制ROC 曲線發現，4 項定量參數聯合預測乳腺癌發生的AUC 為0.978，與上述研究結論相似，再次證實SWE 定量參數可有效鑒別乳腺腫塊良惡性，可為臨床防治提供影像學依據。

隨著分子生物學及藥理學的進步，PR、HER-2等生物標志物的合理使用為乳腺癌的診治提供實質性價值。ER、PR 在靶器官細胞的生長、增殖、分化中發揮重要的調控作用，當上皮細胞出現異型增生時，ER、PR 表達異常，影響患者預后及對內分泌治療的反應[19]。HER-2 通過信號傳導參與調控細胞分化及分裂過程中，在該信號傳導過程中，外部生長因子經細胞內信號因子或跨膜蛋白的磷酸化及去磷酸化來發揮影響基因轉錄的作用。張喚雨等[20]研究發現，乳腺癌組織中HER-2、ER、PR 均呈高表達，經新輔助化療后上述表達降低。Ki-67 可用于評估腫瘤細胞增殖活性。王文云等[21]研究報道，超聲造影定性資料與乳腺癌患者Ki-67表達有關。本研究結果發現，乳腺腫塊惡性患者的PR、ER、HER-2 及Ki-67 的陽性率高于良性患者，且經Kendall's tau-b 相關性分析，乳腺癌病灶的AE-max、Shell1 Emax、Shell2 Emax、Shell3 Emax均與PR、ER、HER-2、Ki-67 表達呈正相關，表明乳腺癌的PR、ER、HER-2 及Ki-67 呈高表達，且SWE定量參數與其生物學指標有關，可指導臨床乳腺癌不同亞型的個體化治療。其原因為ER、PR、HER-2 過表達型乳腺癌病理表現以淋巴細胞浸潤、微血管密度大等為主，且腫瘤局部侵襲度高，腫瘤生長速度快，故該類型的病變組織硬度較大；HER-2 過表達會導致細胞外基質中的蛋白質大量聚集，而細胞外基質可通過膠原交聯導致腫瘤細胞遷移、周圍組織粘黏，增加組織硬度；Ki-67 表達與腫瘤惡性程度、侵襲能力、增殖速度及與周圍組織黏連程度有關，且Ki-67 表達上升可促進微血管增殖，導致組織硬度增加。

綜上所述，SWE 定量參數可有效鑒別乳腺腫塊良惡性，且與乳腺癌生物學指標密切相關，在臨床診斷中有一定的參考價值。