ADC值聯合18F-FDG PET/CT最大標準攝取值對乳腺癌新輔助化療療效的預測價值

張玉, 袁權, 湯增輝， 高春芳， 張雪原

乳腺癌在全球女性癌癥的發病率中居首位，新輔助化療是局部晚期乳腺癌的標準治療方式，可降低腫瘤負荷、提高手術及保乳治療的可能性、改善患者預后。乳腺癌新輔助化療后如果達到病理完全緩解(pathological complete response，pCR)，患者的無病生存期和總生存期也將會延長[1]，故pCR可作為乳腺癌患者長期生存的替代早期臨床終點。然而，新輔助化療并不能使所有患者都受益，部分不敏感的患者可能會錯過手術時機。因此，尋找早期預測新輔助化療后療效的方法具有重要意義。之前的研究表明[2-4]，一些乳腺癌組織的分子標志物表達水平可能對預測乳腺癌新輔助化療的療效具有一定預測價值，但目前檢測這些分子標志物，需穿刺獲取活體組織標本，并結合病理及免疫組化檢測而獲得，取材局限且有創，無法全面、動態評估腫瘤的生物學特征變化。通過擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)計算得出的表觀擴散系數(apparent diffusion coeffi-cient,ADC)值可以反映組織水分子擴散能力和腫瘤的生物學、細胞結構等微觀結構特征。多項研究顯示，ADC值不僅與乳腺癌的組織學分級、淋巴結轉移、雌激素受體表達狀態等因素存在聯系，而且與腫瘤的侵襲性和預后密切相關[5,6]。18F-脫氧葡萄糖 (18F-fluorodeoxy glucose，18F-FDG) 正電子發射計算機斷層掃描 (positron emission tomography/computed tomography，PET/CT) 可從形態學和功能學方面對腫瘤進行評估，其中的最大標準攝取值(maximum standard uptake value，SUVmax)在惡性腫瘤的診治、療效和預后評估中的作用也備受關注[7,8]。之前的研究表明，ADC值和SUVmax值在乳腺癌新輔助化療后的療效預測中具有一定價值[6,7]，然而預測效能較為一般，而目前還未有研究將這兩者結合起來預測乳腺癌新輔助化療后的效果。因此，本研究旨在探討ADC值聯合SUVmax值對乳腺癌新輔助化療療效的預測價值，以期為臨床實現個體化治療提供參考依據。

材料與方法

1.研究對象

納入2017年1月-2019年6月首次接受全程新輔助化療并進行手術切除評估的女性乳腺癌患者作為研究對象。病例納入標準：①年齡18～80周歲，且病灶為單側單發腫塊；②經組織病理學確診為乳腺癌；③TNM臨床分期為Ⅱ～Ⅲ期；④化療前行DWI和18F-FDG PET/CT檢查；⑤無乳腺放、化療史。病例排除標準：①合并其他部位腫瘤；②合并嚴重心血管、腦、肝、腎疾病；③臨床、病理或影像學資料不完整；④依從性不高或中途失訪。最終，共有132例患者被納入本研究，平均年齡為(55.29±7.39)歲。本研究所有程序均符合赫爾辛基宣言，得到了醫院倫理委員會的批準。所有研究對象均自愿參與本研究，并簽署了知情同意書。

2.研究方法

MRI檢查方法及圖像分析：化療前，采用飛利浦全數字Ingenia 3.0T MRI掃描儀進行MRI檢查，四通道表面專用乳腺線圈，患者取俯臥位，雙乳自然懸垂于線圈內。常規MRI掃描采用脂肪抑制T1WI、T2WI序列。DW-MRI檢查采用單次激發的EPI序列，掃描參數：TR 96 ms，TE 8000 ms，b值為0和1000 mm2/s，層厚4．0 mm，層間距2 mm，激勵次數3。由1位資深乳腺影像診斷醫師在不知病理結果的情況下單獨測量乳腺病灶的ADC值。采用Functool軟件生成表觀擴散系數ADC圖，在DWI(b值為=1000 mm2/s)圖像上選取病灶最大層面，手動繪制感興趣區(regions of interest，ROI)，勾畫范圍包含整個病灶層面，且避開明顯的出血、壞死、鈣化及血管區域；軟件自動復制ROI到ADC圖中對應病灶位置，記錄病灶的平均ADC值。每個病灶測量3次，取平均值并記錄為最終結果。

PET/CT檢查方法及圖形分析:化療前，采用飛利浦GEMINI型PET/CT顯像儀進行檢測，18F-FDG由中國原子能科學研究院廣州市同位素中心提供，放化純度>95%。檢查前，患者禁食不少于6 h，將18F-FDG從肘靜脈中注射進入，劑量為4.44～5.18 MBq/kg，靜息60 min后行PET/CT顯像，數據經Ramla 3D方法獲得衰減校正圖像。由1位經驗豐富的核醫學醫師獨立閱片，根據 PET/CT 融合圖像沿乳腺病灶最大層面勾畫ROI，由工作站自動計算出SUVmax并記錄。每個病灶測量3次，取平均值并記錄為最終結果。

臨床病理特征的收集:在醫院信息管理系統中查閱患者的臨床、病理資料，收集患者的年齡、身體質量指數(body mass index,BMI)、月經狀態、家族史、腫塊直徑、臨床分期、病理類型、化療方案、有無淋巴結轉移、雌激素受體(estrogen receptor,ER)、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)、Ki-67表達狀態(≥14%為高增殖活性，<14%為低增殖活性)及分子亞型。

新輔助化療治療方案及療效評價標準:所有患者均接受4～6個周期的新輔助化療。所采取的化療方案包括：①TEC方案：多西他賽+表阿霉素+環磷酰胺；②AT方案：紫杉醇+多柔比星；③CMF方案：環磷酰胺+甲氨蝶呤+5-氟尿嘧啶。新輔助化療結束后2周內行腫塊切除術，由兩位資深病理學醫師依據Miller and Payne分級標準對病理學反應進行分級，共分為5級:1級,浸潤癌細胞數量總體未減少或僅有個別減少；2級,浸潤癌細胞數量減少比例<30%；3級,浸潤癌細胞數量減少比例為30%～90%；4級,浸潤癌細胞數量減少比例>90%；5級,無浸潤癌細胞殘存，僅有纖維化間質存在(可含有原位癌)。將5級判定為pCR組，而1～4級判定為非pCR組。

3.統計學處理

采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析。符合正態分布的定量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗。定性資料以頻數表示，組間比較采用χ2檢驗。應用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估ADC、SUVmax值在新輔助化療后療效預測中的效能。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.研究對象的基本情況

本研究共納入132例患者，平均年齡為(55.29±7.39)歲，平均BMI為24.79 kg/m2，53例(40.15%)患者處于絕經前，79例(59.85%)患者處于絕經后；108例(81.82%)患者有乳腺癌家族史，24例(18.18%)患者無乳腺癌家族史；腫塊直徑≤2 cm者60例(45.5%)，>2 cm者72例(54.5%)；臨床分期為Ⅱ期患者70例(53.03%)，Ⅲ期患者62例(46.97%)；54例(40.91%)患者無淋巴結轉移，78例(59.09%)患者有淋巴結轉移；浸潤性癌113例(85.61%)，導管原位癌19例(14.39%)；采用TEC方案治療的有47例(35.61%)，AT方案治療的有52例(39.39%)，CMF方案治療的有33例(25.00%)；73例(55.30%)患者ER表達陰性，59例(44.70)患者ER表達陽性；64例(48.48%)患者PR表達陰性，68例(51.52%)患者PR表達陽性；62例(46.97%)患者HER2表達陰性，70例(53.03%)患者HER2表達陽性；44例(33.33%)患者Ki-67表達陰性，88例(66.67%)患者Ki67表達陽性；Luminal A型患者60例(45.45%)，Luminal B型患者36例(27.27%)，Basal-like型患者19例(14.39%)，HER2+型患者17例(12.88%)。

2.新輔助化療后不同療效患者的臨床病理特征比較

新輔助化療后，共有40例(30.30%)患者達到PCR(圖1)，92例(69.70%)患者為非PCR(圖2)。非PCR組與PCR組患者的年齡、BMI、月經狀態、家族史、腫塊直徑、臨床分期、病理類型、化療方案及ER、PR、HER2表達狀態間差異均無統計學意義(P值均>0.05)，而有無淋巴結轉移、Ki-67表達狀態、分子亞型在兩組間差異均有統計學意義(P值均<0.05,表1)。

圖1 pCR患者,女,62歲,PET-CT示左乳結節影(紅圈)，放射性攝取增加，SUVmax=6，左側腋窩淋巴結未見放射性核素異常攝取。 圖2 非pCR患者,女,49歲,PET-CT示左乳結節影(紅圈)，放射性攝取增加，SUVmax=9.8，左側腋窩淋巴結放射性核素異常攝取。

表1 新輔助化療后不同療效患者的臨床病理特征比較 (n,%)

3.新輔助化療后不同療效患者的ADC、SUVmax值比較

pCR組的ADC值為(0.82±0.11)×10-3mm2/s，顯著低于非pCR組的(0.94±0.12)×10-3mm2/s，差異有統計學意義(t=-5.580，P<0.001)。pCR組的SUVmax值為(8.54±0.86) g/mL，顯著高于非pCR組的(6.94±1.32) g/mL，差異有統計學意義(t=8.325，P<0.001)。對于Luminal A型乳腺癌，pCR組化療前的ADC值顯著低于非pCR組，SUVmax值顯著高于非pCR組，差異有統計學意義(P<0.05)；對于Luminal B型乳腺癌，pCR組化療前的ADC值顯著低于非pCR組(P<0.05)，而SUVmax值在兩組間差異無統計學意義(P>0.05)；對于Basal-like和HER2+型乳腺癌，pCR組與非pCR組化療前的ADC值和SUVmax值比較差異均無統計學意義(P值均>0.05，表2、3)。

表2 基于分子分型分組的不同療效患者的ADC值比較 (×10-3mm2/s)

表3 基于分子分型分組的不同療效患者的SUVmax值比較 (g/mL)

4.ADC值、SUVmax值預測乳腺癌新輔助化療療效的效能

分別以ADC值、SUVmax值及兩者聯合對乳腺癌新輔助化療的療效預測效能進行ROC曲線分析，結果顯示ADC值預測化療后非pCR的曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.731(0.641～0.821)，截斷值為0.95×10-3mm2/s，敏感度和特異度分別為57.5%和80.4%；SUVmax值預測化療后非pCR的AUC為0.880(0.817～0.944)，截斷值為7.63 g/mL，敏感度和特異度分別為85.0%和77.2%；ADC值聯合SUVmax值預測化療后非pCR的AUC為0.921(0.870～0.972)，截斷值為ADC值取0.88×10-3mm2/s，SUVmax值取7.79 g/mL，敏感度和特異度分別為87.5%和89.1%(圖3)。

圖3 ADC值、SUVmax值及兩者聯合預測乳腺癌新輔助化療療效的ROC曲線。 圖4 ADC值、SUVmax值及兩者聯合預測Luminal A型乳腺癌新輔助化療療效的ROC曲線。 圖5 ADC值預測Luminal B型乳腺癌新輔助化療療效的ROC曲線。

在Luminal A型乳腺癌中，ADC值預測化療后非pCR的AUC為0.866(0.774～0.959)，截斷值為0.88×10-3mm2/s，敏感度和特異度分別為84.8%和78.6%；SUVmax值預測化療后非pCR的AUC為0.814(0.689～0.938)，截斷值為7.41 g/mL，敏感度和特異度分別為60.9%和85.7%；ADC值聯合SUVmax值預測化療后非pCR的AUC為0.921(0.828～1.000)，截斷值為ADC值取0.87×10-3mm2/s，SUVmax值取7.50 g/mL，敏感度和特異度分別為87.0%和85.7%(圖4)。在Luminal B型乳腺癌中，ADC值預測化療后非pCR的AUC為0.729(0.456～1.000)，P=0.063，因此無統計學意義 (圖5)。

討 論

近年來，乳腺癌在中國女性人群的發生率呈逐年上升趨勢，新輔助化療是局部進展期乳腺癌的標準治療方式，對于腫瘤降期具有重要意義。因此，早期預測乳腺癌患者新輔助化療后的病理反應程度對選擇個體化治療方案具有重要作用。已有研究表明，一些分子生物標志物對于乳腺癌新輔助化療效果具有較高的預測價值，如ER、PR及Ki-67的表達狀態等[2,4]。然而，這些乳腺癌組織中分子標志物的檢測均需獲取活體組織標本，結合病理學診斷才能完成，因而都是有創性的。MRI和PEC/CT在乳腺病變的鑒別診斷、分期及治療效果中的評估價值已被患者和臨床醫生廣泛接受和認可[9,10]。本研究探討了MRI聯合PEC/CT預測乳腺癌新輔助化療后的效果，旨在為早期選擇治療方法及改善患者預后提供參考依據。

本研究結果表明，新輔助化療后達到pCR的患者比例為30.30%，這與之前的研究報道結果類似[9]。本研究結果顯示，乳腺癌新輔助化療后的療效與淋巴結轉移、Ki-67表達狀態和分子亞型有關，有淋巴結轉移及Ki-67表達陽性的患者新輔助化療后的療效顯著優于無淋巴結轉移及Ki-67表達陰性者，這與之前的研究報道結果具有一致性[9,11]。出現淋巴結轉移的患者，其腫瘤惡性程度增加，而相對于惡性程度低的腫瘤，惡性程度較高的腫瘤組織對化療更為敏感[12,13]。韋曉霞等[11]的研究顯示，Ki-67在預測乳腺癌新輔助化療后的療效中具有一定價值，大多數的化療藥物都是在DNA復制環節中或以細胞周期調節基因為目標靶點而發揮作用，Ki-67蛋白在細胞從G2期進入M期的過程中發揮著重要調控作用，此外，Ki-67的表達水平與細胞周期調節基因及其產物呈顯著正相關，因此擁有高增殖活性的乳腺癌對化療更為敏感。體外實驗表明，ER、PR與Ki-67的表達水平呈負相關[14]，這也可能是ER、PR高表達者在新輔助化療后獲得較好效果的原因。此外，我們的研究結果顯示，Basal-like型和HER2+型乳腺癌患者經新輔助化療后的療效顯著優于Luminal A型和Luminal B型，這與之前的研究報道結果一致[15]。Luminal A型乳腺癌ER和PR均陽性表達，因而對內分泌治療較為敏感，但對化療不敏感。Luminal B型乳腺癌ER和/或PR陽性，因此也對內分泌治療的效果較好。HER2+型乳腺癌可行分子靶向治療，且恩環類化療藥物對其治療效果較好。Basal-like型乳腺癌的ER、PR和HER2表達均為陰性，因此不適合內分泌治療和靶向治療，但與其他亞型相比，Basal-like型的血管內皮生長因子水平較高，而血管內皮生長因子可促進腫瘤新生血管生成，增加血管通透性，因此有助于化療藥物的吸收[15]。

本研究結果顯示，pCR組的ADC值顯著低于非pCR組，而SUVmax值顯著高于非pCR組，這一結果提示，ADC值和SUVmax值可能在乳腺癌新輔助化療效果的預測中具有一定價值，因此筆者繼續進行了ROC曲線分析。結果顯示，ADC值預測化療后非pCR的敏感度和特異度分別為57.5%和80.4%，SUVmax值預測化療后非pCR的敏感度和特異度分別為85.0%和77.2%，而ADC值聯合SUVmax值預測化療后非pCR的敏感度和特異度分別為87.5%和89.1%。因此，ADC值聯合SUVmax值在乳腺癌新輔助化療效果的預測中具有較高的效能，可能具有一定的臨床應用價值。此外，本研究在不同分子亞型乳腺癌患者中探討了化療前ADC值、SUVmax值與化療后效果的關系，結果顯示，Luminal A型乳腺癌pCR組的ADC值顯著低于非pCR組，SUVmax值顯著高于非pCR組；Luminal B型乳腺癌pCR組化療前的ADC值顯著低于非pCR組；而Basal-like和HER2+型乳腺癌pCR組與非pCR組的ADC值和SUVmax值比較差異均無統計學意義。之前的研究顯示，Basal-like型和HER2過表達型的ADC值顯著低于Luminal A和Luminal B型乳腺癌，而SUVmax值均高于Luminal A和Luminal B型乳腺癌[9,15]。HER2表達陽性常提示腫瘤的惡性程度增高、侵襲能力增強，從而水分子的擴散度降低，因此ADC值降低[9]。張月明等[16]的研究顯示HER2陽性表達乳腺癌患者的SUVmax值顯著增加，這可能與HER2促進細胞分裂、蛋白水解酶分泌增多，從而導致癌細胞生長加快有關。此外，筆者分別在Luminal A和Luminal B型乳腺癌患者中對化療前ADC值和/或SUVmax值預測新輔助化療療效的效能進行了ROC曲線分析，結果顯示，ADC值聯合SUVmax值預測Luminal A型患者化療后非pCR的敏感度和特異度分別為87.0%和85.9%，效果較好。劉洋等[15]的研究顯示，基線ADC值在預測Luminal A型乳腺癌患者新輔助化療療效中具有較好的效能，敏感度和特異度分別為80.0%和85.7%，稍低于本研究采用ADC值聯合SUVmax值的預測效能。李雯等[17]的研究結果顯示，在三陰性乳腺癌中，化療前SUVmax值不能有效預測新輔助化療的療效。在本研究中，雖然我們在Basal-like型也取得了類似的結果，但是對于所有乳腺癌患者及Luminal A型乳腺癌患者而言，化療前SUVmax值對化療后的療效仍存在一定預測價值。

本研究存在以下局限性：①本研究所有研究對象均來自同一家醫院，且樣本量不大，這可能會造成選擇偏倚；②本研究未探討MRI其他序列或參數對乳腺癌新輔助化療后療效的預測價值，在未來有條件的情況下會進一步對此進行研究。

綜上所述，ADC值和SUVmax值在乳腺癌新輔助化療效果的預測中具有一定價值，ADC值聯合SUVmax值對乳腺癌新輔助化療后的療效具有較高的預測效能。