多模態MRI聯合血清miR-125b對乳腺癌新輔助化療療效的預測價值

鄧勛偉,黃波,汪鵬,陶潔

乳腺癌是全球女性中發病率最高的癌癥[1]。新輔助化療(neoadjuvant chemotherapy,NAC)已被確定為局部晚期乳腺癌的標準治療方法[2]。NAC能夠降低腫瘤分期,并提高保乳治療的可能性[3]。理想情況下,當NAC后達到病理完全緩解時,可以顯著提升患者的無病和總生存期,但仍有約10%～35% 的患者對新輔助化療不敏感[4]。對于新輔助化療病理反應較差的患者,新輔助化療不但不能提升生存率,反而可能因為接受了化療的毒副作用,增加了潛在轉移風險,并且延誤了最佳手術治療時機[3]。根據中國抗癌協會乳腺癌診療指南和規范,建議患者于新輔助化療兩個周期后對其進行乳腺癌病灶的形態學評價[5],即通過RECIST標準測量腫瘤最大直徑的變化預測化療效果,但此時如果因新輔助化療治療效果不佳再更換治療放療方案會有一定滯后性。因此,治療前對乳腺癌患者新輔助化療的療效進行預測有助于制定治療決策及改善患者預后。隨著MRI技術的發展及高分辨表面線圈技術的改進,MRI已成為乳腺癌鑒別診斷及療效評估的重要手段[3]。此外,最近的研究表明血清miR-125b水平可作為乳腺癌新輔助化療反應的預測標志物[6]。本研究旨在探討多模態MRI聯合血清miR-125b預測乳腺癌新輔助化療后療效的價值。

材料與方法

1．病例資料

研究對象為2021年1月-2022年6月于本院首次接受全程新輔助化療并進行手術切除治療的女性乳腺癌患者。病例納入標準:①年齡≤80周歲;②經組織病理學確診為乳腺癌;③為單側單發腫塊;④接受新輔助化療前進行多模態MRI檢查和血清miR-125b水平檢測。病例排除標準:①有嚴重心、腦、肝、腎功能障礙;②合并其他部位惡性腫瘤;③有自身免疫性疾病、內分泌疾病或其他乳腺疾病;④既往有乳腺放、化療史;⑤影像學或臨床、病例資料不完善。本研究共納入90例患者,平均年齡(55.72±7.14)歲。本研究得到了醫院倫理委員會的批準,所有患者均自愿參與研究,并簽署了知情同意書。

2．研究方法

所有患者在治療前,采用GE 1.5T HDxt超導型磁共振成像系統和8通道乳腺檢查專用線圈進行乳腺MRI檢查。掃描序列及參數:①橫軸面T1快速自旋回波序列,層厚4 mm,層間距1 mm,TR 400 ms,TE 7.8 ms,矩陣320×192,視野34 cm×34 cm,采集2次;②橫軸面T2非對稱回波的最小二程估算法迭代水脂分離序列,層厚4 mm,層間距1 mm,TR 8200 ms,TE 35 ms,矩陣320×192,視野34 cm×34 cm,激勵4次;③橫軸面擴散加權成像(DWI),層厚4 mm,層間距1 mm,TR 6000 ms,TE 62.5 ms,矩陣128×128,視野34 cm×34 cm,采集2次,擴散敏感系數b值取1000 s/mm2;④體素內不相干運動擴散加權成像,層厚4 mm,層間距1 mm,TR 5700 ms,TE 66 ms,矩陣196×320,視野34 cm×34 cm,激勵3次,b值選擇 0、50、100、150、200、400、800、1000 s/mm2;⑤動態對比增強磁共振成像(DCE-MRI),掃描序列為Ax Vibrant+C動態增強序列,Sag Vibrant+C序列,使用高壓射器注射對比劑15 mL,流率2.5 mL/s,注射30 s后開始掃描8期約8 min,翻轉角10°,層厚3 mm,TE 1.25 ms,TR 3.42 ms,視野34 cm×34 cm。

圖像處理和分析:將原始數據傳輸至GE ADW4.6工作站,采用Functool軟件進行處理,在病灶上選取表現為明顯強化或DWI明顯高信號的感興趣區,避開壞死、囊變、病灶周圍正常組織。在GE工作站上進行圖像處理,繪制時間信號強度曲線(time-signal intensity curve,TIC);DWI時測量并自動計算出表觀擴散系數(ADC)值、單純擴散系數(D)、偽擴散系數(D*)、灌注分數(f)。由兩位經驗豐富的副主任及以上職稱影像學醫師分別進行測量,各測量3次,然后取兩人得到數據的平均值。此外,參照乳腺影像和數據報告系統(BI-RADS)標準[4],分析并記錄平掃圖像上病灶直徑、邊緣、形狀、平掃T2WI圖像上病灶內是否高信號(高于周圍組織)和TIC類型。由兩位影像學醫師共同分析所有影像學特征,當遇到分歧時由兩人共同商討后確定。

臨床病理特征的收集:查閱患者病歷,收集并記錄所有乳腺癌患者的年齡、臨床分期、病理類型、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,HER2)及Ki-67表達狀態(>14%為高增殖活性,≤14%為低增殖活性)。

血清miR-125b檢測:術前抽取患者的空腹外周血2 mL,離心后取上清,放置于-18℃條件下待測。血清樣本總 RNA采用Trizol reagent RNA提取試劑盒(美國Invitrogen公司)提取,血清miR-125b的相對表達量應用實時聚合酶鏈式反應(RT-PCR)法測定,以U6作為內參,擴增引物序列如下:miR-125b:正向:5'-UCCCUGAGACCCUAACUUGUGA-3';反向:5'-AGACCGACCAGGCAAGCCGGA-3';U6:正向:5'-GACCCAAGGACGCTTCGTCATT-3';反向:5'-CCGACGCGGACACUAACAG-3'。反應條件為:50℃ 5 min,95℃ 30 s,95℃ 5 s,60℃ 40 s,共進行40個循環反應。擴增產物采用熔解曲線和瓊脂糖凝膠電泳來分析,采用2-△△Ct法計算相對表達量。

NAC治療方案和療效評估:HER-2陽性患者,應用多西他賽(75 mg/m2)+曲妥單抗(負荷劑量8 mg/kg,每3周1次,然后6 mg/kg),共治療6個療程。HER-2陰性患者,應用阿霉素(60 mg/m2)+環磷酰胺(600 mg/m2)治療4個療程,然后應用紫杉醇(175 mg/m2)再治療4個療程。于新輔助化療結束后2周內進行乳腺癌切除術,依據Miller-Payne(MP)分級標準,由兩位副主任及以上職稱的病理醫師評估患者的病理學反應,共分為5個等級: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小于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大于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)。MP 1～2級表示病理反應不佳(NR),而MP 3～5級提示病理反應良好(R)。

3．統計學分析

所有數據的統計學處理采用SPSS 22.0軟件進行。以均數±標準差表示符合正態分布的連續性資料,組間比較采用t檢驗進行。以中位數和上、下四分位數表示不符合正態分布的連續性資料,組間比較采用秩和檢驗進行。以頻數和構成比表示定性資料,組間比較采用卡方檢驗。乳腺癌新輔助化療后療效的獨立影響因素采用二元Logistic回歸分析進行評估。MRI特征和血清miR-125b對乳腺癌新輔助化療后療效的預測價值采用受試者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線進行分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1．乳腺癌新輔助化療后不同療效患者的一般資料比較

乳腺癌患者新輔助化療后病理反應良好(R)組52例(57.78%),病理反應不佳(NR)組38例(42.22%)。兩組患者的年齡、臨床分期、病理類型、ER、PR和HER2表達水平差異無統計學意義(P>0.05,表1);R組中Ki-67>14%的比例顯著高于NR組,差異有統計學意義(P<0.05,表1)。

表1 乳腺癌新輔助化療后不同療效患者的一般資料比較 [例(%)]

2．乳腺癌新輔助化療后不同療效患者的多參數MRI特征比較

R組與NR組的腫瘤直徑、邊緣、形狀、T2WI信號、D值和D*值比較差異均無統計學意義(P>0.05)。R組TIC類型為III型的比例均顯著高于NR組,ADC值顯著低于NR組,f值顯著高于NR組,差異均有統計學意義(P均<0.05,表2,圖1～2)。

圖1 女,54歲,乳腺癌新輔助化療后病理反應良好。a)治療前T2WI示病灶呈高信號;b)TIC類型為Ⅲ型;c)ADC圖。

表2 乳腺癌新輔助化療后不同療效患者的多模態MRI參數比較

3．乳腺癌新輔助化療后不同療效患者的基線血清miR-125b水平比較

R組的治療前血清miR-125b相對表達量為3.61±0.43,顯著低于NR組的表達量(5.29±0.87),兩組差異有統計學意義(t=-11.007,P<0.001)。

4．乳腺癌新輔助化療后療效的多因素Logistic回歸分析

以乳腺癌新輔助化療后療效作為因變量(R=0;NR=1),以單變量分析中差異有統計學意義的變量作為自變量,進行二元Logistic回歸分析,結果顯示,較高的ADC值、血清miR-125b水平和較低的f值是乳腺癌新輔助化療后療效NR的獨立危險因素(P<0.05,表3)。

表3 乳腺癌新輔助化療后療效的多因素Logistic回歸分析

5．多模態MRI聯合血清miR-125b水平預測乳腺癌新輔助化療后療效的價值

ADC值預測乳腺癌新輔助化療后療效的ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.863(95%CI:0.799～0.927,P<0.001),截斷值為0.92×10-3mm2/s,敏感度為81.7%,特異度為76.9%。f值預測乳腺癌新輔助化療后療效的AUC為0.819(95%CI:0.744～0.893,P<0.001),截斷值為64.44%,敏感度為80.3%,特異度為73.1%。血清miR-125b水平預測乳腺癌新輔助化療后療效的AUC為0.832(95%CI:0.755～0.908,P<0.001),截斷值為4.55,敏感度為84.5%,特異度為78.8%。三者聯合預測乳腺癌新輔助化療后療效的AUC為0.958(95%CI:0.929～0.988),敏感度為90.1%,特異度為88.5%,見圖3。

圖3 多參數MRI聯合血清miR-125b水平預測乳腺癌新輔助化療后療效的ROC曲線。

討 論

病理完全緩解是乳腺癌新輔助化療的最佳結果,也是提升患者無病生存期和總生存期的重要因素,但是也有部分患者新輔助化療后病理反應不佳[7]。本研究對多模態MRI聯合血清miR-125b在乳腺癌新輔助化療后療效預測中的價值進行了探討,旨在為早期制定治療決策及提升患者預后提供參考。

本研究結果表明,新輔助化療后病理反應良好組中Ki-67>14%的比例顯著高于病理反應不佳組,這與張玉等[8]報道的結果一致。Ki-67水平越高意味著腫瘤的增殖活性越強。多數化療藥物是在DNA復制環節中或以細胞周期調節基因為靶標而發揮作用,Ki-67蛋白可在細胞從G2期進入M期的過程中發揮調控作用,且與細胞周期調節基因及其產物呈顯著正相關,因此擁有高Ki-67表達水平的乳腺癌對新輔助化療更為敏感。多模態MRI檢查結果顯示,病理反應良好組TIC類型為Ⅲ型的比例均顯著高于病理反應不佳組,ADC值顯著低于NR組,f值顯著高于NR組。TIC是DCE-MRI半定量藥代動力學參數之一,能夠反映局部微血管密度及血管通透性的變化,TIC的類型包括流入型(Ⅰ型)、平臺型(Ⅱ型)和流出型(Ⅲ型)。當血流灌注發生變化時,對 NAC 敏感的乳腺癌的TIC也會隨之變化[9]。Sun等[3]的研究也顯示,乳腺癌新輔助化療后獲得病理完全緩解的患者在治療前TIC主要為流出型,并于治療早期由流出型向平臺型或流入型轉變,這一結果提示化療前新生血管豐富,血管通透性高的患者較容易吸收化療藥物,達到較好療效。ADC值是表示水分子擴散能力的指標,還能夠反映腫瘤生物學、細胞結構等微觀結構的特征,惡性腫瘤組織的ADC值顯著低于良性腫瘤組織。之前的研究顯示,乳腺癌新輔助化療后獲得病理完全緩解的患者ADC值顯著低于非病理完全緩解者[8]。f值表示體素內微循環灌注效應占總體擴散效應的容積率。乳腺癌中不成熟血管內皮細胞多、血管通透性高,因此癌組織的f 值高于正常組織,化療藥物可對乳腺癌細胞的增殖過程進行抑制,減少腫瘤組織新生血管的生成,使腫瘤的微血管密度降低,從而反映為病灶的f值減小[5]。此外,本研究結果表明,新輔助化療后病理反應良好組的血清miR-125b水平顯著低于病理反應不佳組,這與之前的研究結果一致[6]。有研究顯示,miR-125b在乳腺癌中起抑癌作用,其表達在乳腺癌組織和細胞中降低,并與耐藥相關[6]。Wu等[10]的研究也表明,新輔助化療有效的乳腺癌患者化療前的血清miR-125b表達水平顯著低于無效組,這可能是由于化療耐藥乳腺癌組織中干細胞樣旁系細胞的比例增高所致。

進一步的多因素Logistic回歸分析結果顯示,較高的ADC值、血清miR-125b水平和較低的f值是乳腺癌新輔助化療后療效不佳的獨立危險因素。本研究進行了ROC曲線分析,結果顯示ADC值、f值和血清miR-125b水平單獨預測乳腺癌新輔助化療后療效的敏感度和特異度分別為81.7%和76.9%、80.3%和73.1%、84.5%和78.8%,而三者聯合預測的敏感度為90.1%,特異度為88.5%。由此可見,三者聯合預測的效能優于單獨預測,效果較好。

然而,本研究還存在一些不足之處。首先,本研究的樣本量不夠大,且所有患者均來自同一家醫院,因此不可避免得具有選擇偏倚,在未來有條件的情況下,筆者會進一步增大樣本量,以獲得更為準確的結果。其次,DCE-MRI對于質量控制的要求很高,雖然筆者采取了一定方式減小信息偏倚,但未能完全消除。

綜上所述,多模態MRI聯合血清miR-125b水平在乳腺癌新輔助化療后的療效預測中具有一定價值。