剪切波彈性成像對(duì)乳腺癌新輔助化療后殘存癌的評(píng)估

馬玉峰，張 昕，張 微，劉洪姝

（遼寧省阜新礦業(yè)集團(tuán)總醫(yī)院功能檢查科，遼寧 阜新 123000）

新輔助化療 （Neoadjuvant chemotherapy，NAC）是局部晚期乳腺癌標(biāo)準(zhǔn)治療方案之一，NAC可提高手術(shù)治療成功率，增加保乳機(jī)會(huì)。目前研究已證實(shí)NAC后病理完全緩解 （Pathological complete response，pCR）是影響乳腺癌患者長(zhǎng)期預(yù)后的重要因素[1]。因此，在術(shù)前無創(chuàng)性的準(zhǔn)確評(píng)估NAC后殘存乳腺癌對(duì)于制訂有針對(duì)性治療方案尤為關(guān)鍵。超聲技術(shù)在該領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景[2]。剪切波彈性成像（Shear-wave elastography，SWE）可通過評(píng)估乳腺腫物硬度鑒別良惡性，近年來研究認(rèn)為SWE在乳腺癌個(gè)體化治療中可發(fā)揮更重要的作用[3]。本研究擬通過NAC后病灶硬度來評(píng)估殘存癌情況，為制定個(gè)體化治療方案提供重要參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

連續(xù)納入2015年1月—2017年3月來我院腫瘤外科進(jìn)行NAC并手術(shù)的乳腺癌患者66例，均為女性，年齡平均值為（48.6±10.5）歲，腫瘤的最大徑平均值為（4.3±2.1）cm。 所有患者均經(jīng)活檢病理證實(shí)為乳腺癌，并未經(jīng)手術(shù)、放化療及內(nèi)分泌治療。

所有患者均進(jìn)行4～6個(gè)周期NAC，采用TEC等化療方案，HER-2陽性的患者同時(shí)聯(lián)合靶向治療。NAC結(jié)束后3周內(nèi)進(jìn)行手術(shù)治療。

1.2 儀器與方法

采用法國(guó)聲科公司Supersonic Aixplorer型超聲診斷儀，L4～15線陣探頭，探頭頻率 4～15 MHz。

于手術(shù)前2～5天進(jìn)行超聲檢查。首先進(jìn)行乳腺常規(guī)二維超聲和多普勒超聲檢查，記錄病灶的超聲特點(diǎn)，包括腫物形態(tài)、邊界、縱橫比、回聲、周圍組織、鈣化及血流信息等。然后切換至彈性成像模式，尋找到病灶后，在不對(duì)病灶施壓的情況下，囑患者屏氣，待圖像穩(wěn)定并且持續(xù)時(shí)間大于3 s以上時(shí)認(rèn)為測(cè)量數(shù)據(jù)比較可靠，選取感興趣區(qū)域（ROI）時(shí)需包含病灶及其周圍組織。測(cè)量腫物硬度時(shí)，采用超聲儀系統(tǒng)里描記測(cè)量方法（Q-box trace）進(jìn)行測(cè)量，描記時(shí)需包含病灶和病灶周邊區(qū)域，讀取描記區(qū)域的平均和最大硬度。同一病灶需采用兩個(gè)相互垂直的切面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完成后儲(chǔ)存圖像并記錄數(shù)據(jù)。同一ROI重復(fù)測(cè)量3次，記錄數(shù)值并計(jì)算平均值。所有超聲檢查均由2名具有5年以上乳腺彈性超聲經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師共同完成。

1.3 術(shù)后病理評(píng)估

對(duì)NAC前的乳腺癌穿刺活檢標(biāo)本進(jìn)行ER（Estrogen receptor），PR （Progestrone receptor），HER-2以及 Ki-67免疫組化檢測(cè)。其中，HER-2≤1級(jí)認(rèn)為HER-2陰性；HER-2≥2級(jí)則需進(jìn)行FISH（Fluorescence in situ hybridization）檢測(cè)，如提示擴(kuò)增，則為陽性，反之仍為陰性。依據(jù)2013年St Gallen專家共識(shí)[4]，將標(biāo)本分為 Luminal A，Luminal B，三陰和HER-2四種分子亞型。

術(shù)后對(duì)于NAC病理反應(yīng)性進(jìn)行判斷，明確殘存癌情況。擬參照殘余腫瘤負(fù)荷 （Residual cancer burden，RCB）評(píng)估 NAC 病理反應(yīng)性[5]，RCB 病理評(píng)估包括：殘余腫瘤床二維平面的長(zhǎng)和寬兩個(gè)最大徑、癌細(xì)胞百分比 （包括浸潤(rùn)癌及原位癌的癌床所占比例）、陽性淋巴結(jié)個(gè)數(shù)以及最大轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)直徑。將上述參數(shù)輸入MD Anderson RCB評(píng)價(jià)系統(tǒng)（http://www3.mdanderson.org/app/medcalc/index.cfm?pagename=jsconvert3）進(jìn)行RCB計(jì)算。參照兩點(diǎn)界值法，將NAC治療后病理反應(yīng)性RCB值分為4類，RCB-0 級(jí)（pCR，RCB=0）；RCB-I級(jí)（微小殘留病灶，RCB=0～1.36）；RCB-II 級(jí) （中等殘 留病灶，RCB=1.36～3.28）；RCB-III級(jí)（廣泛殘留病灶，RCB＞3.28）。 pCR定義為原腫瘤瘤床部位已無癌細(xì)胞 （無浸潤(rùn)性癌和原位癌），pCR等同于RCB 0級(jí)，將預(yù)測(cè)反應(yīng)性指標(biāo)分為pCR組和非pCR組。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù) （Intraclass correlation coefficient，ICC）評(píng)估兩名超聲醫(yī)生提供的SWE讀數(shù)的內(nèi)部觀察者間一致性。根據(jù)術(shù)后評(píng)估的病理反應(yīng)性，患者被分為pCR及非pCR組，將患者年齡、腫物大小、免疫組化指標(biāo)、分子亞型及超聲評(píng)估硬度等可能影響pCR結(jié)局的指標(biāo)作為變量，其中計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示（正態(tài)分布）或中位數(shù)（四分位數(shù)）（非正態(tài)分布），做單因素分析，兩組均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)或Fisher精確概率法。使用Pearson相關(guān)系數(shù)明確連續(xù)變量化的RCB與彈性指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度。驗(yàn)證SWE指標(biāo)判定pCR的總體診斷效能，并繪制出受試者工作特征（ROC）曲線，并得出曲線下面積（AUC）及 95%可信區(qū)間（Confidence interval，CI），最佳診斷界點(diǎn)下的敏感度及特異度，使用Z檢驗(yàn)比較SWE不同指標(biāo)的AUC是否存在差異。采用Medcalc 15.2 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果

活檢病理證實(shí)浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌61例，浸潤(rùn)性小葉癌5例，根據(jù)RCB分級(jí)，確定RCB-0級(jí)16個(gè)，RCB-I級(jí)4個(gè)，RCB-II級(jí)24個(gè)，RCB-III級(jí)22個(gè)。

2.2 影響pCR結(jié)局的單因素分析及相關(guān)分析

評(píng)估平均硬度和最大硬度的內(nèi)部觀察者間一致性，ICC 系數(shù)分別為 0.90及 0.87，提示一致性較好，取兩位超聲醫(yī)師獲取的SWE數(shù)據(jù)平均值納入研究。影響pCR結(jié)局的單因素分析如表1，SWE平均硬度和最大硬度在不同病理反應(yīng)性組中存在顯著差異（P＜0.05）； 相關(guān)分析提示，SWE 平均硬度和最大硬度均與RCB相關(guān)，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為r=0.63（平均硬度，P＜0.01）；r=0.67（最大硬度，P＜0.01）。 上述結(jié)果提示SWE平均硬度和最大硬度均與NAC后病理反應(yīng)性密切相關(guān)（圖1）。

2.3 SWE評(píng)估NAC后pCR的診斷效能

為了明確SWE對(duì)評(píng)估殘存癌的診斷效能，本研究以pCR為金標(biāo)準(zhǔn)，得到SWE平均硬度的AUC為0.83±0.04（SE）；最大硬度的 AUC 為 0.96±0.02（SE）（圖2）；Z檢驗(yàn)提示平均硬度與最大硬度的AUC差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （Z=2.85，P＜0.01）； 最大硬度診斷pCR 的最佳閾值為≤42.3 kPa， 敏感度為 100.00%（95%CI=79.4%～100.0%）， 特異度為 88.00%（95%CI=75.7%～95.5%）。

表1 影響病理完全緩解（pCR）結(jié)局的單因素分析

圖1 pCR及非pCR患者的剪切波彈性圖。圖1a：57歲患者，接受新輔助化療后病灶平均硬度為4.5 kPa，最大硬度為13.9 kPa，病理 RCB-0 級(jí)（pCR）。圖1b：54 歲患者，接受新輔助化療后病灶平均硬度為19.9kPa，最大硬度為67.1kPa，病理浸潤(rùn)癌百分比為40%，提示RCBII級(jí)（非pCR）。Figure 1.The images of shear-wave elastography in patients with pCR and non-pCR.Figure 1a:The image of a residual lesion in 57-year-old woman after NAC showed that mean and maximum stiffness were 4.5 kPa and 13.9 kPa'respectively.The RCB category was 0'suggesting a pCR.Figure 1b:The image of a residual lesion in 54-year-old woman after NAC showed that mean and maximum stiffness were 19.9 kPa and 67.1 kPa'respectively.The percentage of tumour cellularity is 40%'suggesting RCB II(non-pCR).

3 討論

細(xì)胞外微環(huán)境是影響乳腺癌表型重要因素之一，其參與了乳腺癌的進(jìn)展、侵襲及對(duì)化療藥物的反應(yīng)性[6]。乳腺癌細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)及癌細(xì)胞、微血管含氧量與癌細(xì)胞等之間均存在重要的相互作用，進(jìn)而改變?nèi)橄侔┑纳飳W(xué)行為及表型特征[6-7]。腫瘤間質(zhì)是實(shí)性腫瘤中重要的組成部分，間質(zhì)內(nèi)的膠原含量決定了腫瘤硬度，同時(shí)也與乳腺癌的侵襲及進(jìn)展相關(guān)[8]。Ma等[9]最近研究證實(shí)使用SWE技術(shù)在乳腺癌NAC前進(jìn)行評(píng)估可預(yù)測(cè)病理反應(yīng)性，使用線性回歸模型將NAC第二周期SWE平均硬度的相對(duì)變化率與術(shù)前Ki-67指數(shù)相結(jié)合得出的新的變量可有效地預(yù)測(cè)pCR及耐藥。而本研究證實(shí)NAC后SWE評(píng)估殘存癌最大硬度與RCB量化的病理反應(yīng)性密切相關(guān)，可在術(shù)前有效診斷評(píng)估pCR，為患者制定個(gè)體化治療方案提供參考。

現(xiàn)有硬度評(píng)估預(yù)測(cè)乳腺癌NAC后病理反應(yīng)性的機(jī)制不十分清楚，機(jī)械應(yīng)力傳導(dǎo)信號(hào)是目前研究的重點(diǎn)之一。最近的一項(xiàng)研究證實(shí)TWIST1作為重要的轉(zhuǎn)錄因子，在基質(zhì)介導(dǎo)的應(yīng)力變化過程中充當(dāng)中心環(huán)節(jié)，乳腺癌細(xì)胞在高硬度等外應(yīng)力信號(hào)作用下，胞漿內(nèi)的TWIST1與其結(jié)合蛋白G3BP2解離，使TWIST1向核內(nèi)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，促發(fā)乳腺癌上皮間葉性轉(zhuǎn)化[10]，而上皮間葉性轉(zhuǎn)化與化療耐藥同樣密切相關(guān)[11-12]。

進(jìn)一步研究應(yīng)明確以下問題：應(yīng)變力彈性成像（Strain elastography，SE）是除SWE外廣泛應(yīng)用于臨床的超聲彈性成像技術(shù)，最近的一項(xiàng)研究[13]證實(shí)，SWE對(duì)乳腺癌NAC后耐藥的預(yù)測(cè)效能要高于SE，因此，本研究應(yīng)用SWE作為評(píng)估乳腺癌硬度的技術(shù)，進(jìn)一步研究仍需證實(shí)，SE是否可有效的術(shù)前評(píng)估殘存癌情況。常規(guī)B型超聲對(duì)殘存癌評(píng)估的主要缺陷在于其只能從癌床區(qū)域的形態(tài)學(xué)、回聲、周圍組織及鈣化等情況評(píng)估NAC反應(yīng)性。但是，NAC對(duì)乳腺癌細(xì)胞殺滅不僅僅意味著殘留病灶都代表殘位癌或?qū)Ч茉话?，乳腺癌纖維間質(zhì)仍以不同形式存在，且化療后由于殘存癌與周圍間質(zhì)界限不清晰，B型超聲可能會(huì)錯(cuò)估殘存癌的尺寸。因此，進(jìn)一步研究仍需證實(shí)SWE與B型超聲相結(jié)合模式是否對(duì)乳腺癌NAC治療過程中的退縮殘留模式有評(píng)估價(jià)值。作為另一重要的細(xì)胞外微環(huán)境因素，低氧在腫瘤的發(fā)展及侵襲過程中同樣有重要的作用，Zhu等[14]使用超聲引導(dǎo)下的近紅外（near-infrared，NIR）評(píng)估NAC前的含氧及血紅蛋白水平，結(jié)果提示乳腺癌組織含氧情況與NAC后病理反應(yīng)性有密切關(guān)系，因此，進(jìn)一步研究應(yīng)將超聲光散射斷層成像 （Diffuse optical tomography，DOT）等功能性超聲技術(shù)應(yīng)用于乳腺殘存癌的評(píng)估，并明確DOT評(píng)估的含氧情況與SWE評(píng)估的彈性指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，及二者結(jié)合是否可提高診斷效能。

圖2 SWE平均及最大硬度評(píng)估新輔助化療后pCR的ROC曲線。Figure 2.The receiver operating characteristics curves of mean and maximum stiffness for evaluating pCR after NAC.