乳腺X線攝影影像學(xué)特征與21基因檢測(cè)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的相關(guān)性影像基因組學(xué)研究

陳 陽(yáng)，劉 偉，李瑞敏，王奇峰，沈茜剛，湯 偉

1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032；2.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院病理科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032

2018年最新數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌仍是全球女性發(fā)病率最高的癌癥［1］。隨著基因表達(dá)譜研究的進(jìn)展，乳腺癌已經(jīng)被證實(shí)是一類異質(zhì)性疾病，不同分子分型的乳腺癌患者往往伴有不同的臨床表現(xiàn)，治療方法和預(yù)后也不盡相同［2］。Oncotype DX 21基因檢測(cè)（美國(guó)Genomic Health公司）通過(guò)分析16個(gè)癌癥相關(guān)基因和5個(gè)參考基因得到一個(gè)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（recurrence score，RS），RS可以預(yù)測(cè)雌激素受體（estrogen receptor，ER）陽(yáng)性、淋巴結(jié)陰性的乳腺癌患者經(jīng)過(guò)他莫昔芬治療后的遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，并評(píng)估化療受益情況［3-5］。因此，21基因檢測(cè)被許多指南推薦用于指導(dǎo)臨床輔助化療決策［6-7］。然而，作為一種有創(chuàng)檢查，21基因檢測(cè)價(jià)格昂貴，只能反映一小塊病理學(xué)組織的基因表達(dá)情況，而無(wú)法全面反映腫瘤異質(zhì)性及整體情況［8］。

臨床上，乳腺X線攝影是一項(xiàng)常規(guī)檢查項(xiàng)目，具有無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)便、對(duì)鈣化灶敏感等優(yōu)勢(shì)。目前，乳腺X線攝影主要通過(guò)運(yùn)用乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)乳腺及病灶進(jìn)行分析描述，從而達(dá)到檢測(cè)病灶、評(píng)估病灶良惡性、評(píng)估療效的目的［9］。然而，有關(guān)乳腺X線攝影是否可以評(píng)估患者預(yù)后及化療受益情況的研究十分有限。

近年來(lái)，影像基因組學(xué)發(fā)展迅速，其主要目的是研究影像學(xué)表現(xiàn)與分子譜之間的關(guān)系［10-12］。先前有關(guān)乳腺癌影像學(xué)特征與21基因關(guān)系的研究主要集中在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）影像學(xué)方面［8，11，13-17］。有關(guān)乳腺X線攝影影像學(xué)表現(xiàn)與21基因關(guān)系的研究報(bào)道甚少，其研究結(jié)果也不一致［13，18-19］。因此，本研究旨在探究乳腺X線攝影BI-RADS影像學(xué)特征與21基因RS之間的關(guān)系。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析2017年4月—2019年3月在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院行術(shù)前乳腺X線攝影檢查及21基因檢測(cè)的600例乳腺癌患者的資料。按排除標(biāo)準(zhǔn)被排除的病例如下：男性患者1例；乳腺X線攝影圖像質(zhì)量欠佳或病灶顯示不完全24例；病理學(xué)檢查結(jié)果為新輔助治療后13例；病理學(xué)檢查報(bào)告缺失2例；有乳腺癌病史或雙側(cè)乳腺癌31例。

從電子病例系統(tǒng)收集患者人口學(xué)資料，包括年齡、身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、絕經(jīng)與否及一代親屬乳腺癌家族史。病理學(xué)資料包括病理學(xué)類型、組織學(xué)分級(jí)、ER、孕激素受體（progesterone receptor，PR）、人表皮生長(zhǎng)因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）、是否伴有導(dǎo)管原位癌（ductal carcinomain situ，DCIS)）、DCIS等級(jí)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。如果病理學(xué)類型或DCIS等級(jí)為一個(gè)范圍，取最大值。如果為多中心病灶，選取主要病灶入組。

1.2 RS

首先，取研究對(duì)象的乳腺癌組織石蠟包埋標(biāo)本，使用兩個(gè)10 μm未染色的切片進(jìn)行RNA水平的提取和測(cè)量，并證實(shí)不存在DNA污染。然后，使用Omniscript RT試劑盒（德國(guó)Qiagen公司）進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。使用先前報(bào)道的Primer Express和Primer 3設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（reverse transcription polymerase chain reaction，RT-PCR）引物和探針［20］。通過(guò)使用Applied Biosystems 7500 PCR儀（美國(guó)Applied Biosystems公司），測(cè)定21個(gè)基因的Ct值。21個(gè)基因包括16個(gè)乳腺癌相關(guān)基因［增殖組（Ki-67、CCNB1、MYBL2、STK15、Survivin）、雌激素組（ER、PR、SCUBE2、Bcl-2）、侵襲組（MMP11、CTSL2）、HER2組（GRB7、HER2）、GSTM1、BAG1、CD68］和5個(gè)參考基因（ACTB、GUS、GAPDH、TFRC、RPLPO）。通過(guò)特定運(yùn)算［3］獲得RS，RS范圍為0～100，并可分為3組：低危組（RS＜18）、中危組（18≤RS＜31）和高危組(RS≥31)，10年復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)分別為6.8%、14.3%和30.5%。

1.3 乳腺X線攝影影像學(xué)特征

2名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師根據(jù)2013版BIRADS標(biāo)準(zhǔn)對(duì)入組患者乳腺X線攝影圖像進(jìn)行回顧性分析［9］。當(dāng)意見(jiàn)出現(xiàn)分歧時(shí)，經(jīng)2名醫(yī)師協(xié)商達(dá)成一致。乳腺纖維腺體類型分為脂肪型（A型）、散在纖維腺體型（B型）、不均勻致密型（C型）和極度致密型（D型）。乳腺X線攝影影像學(xué)表現(xiàn)分為正常、腫塊、單純鈣化、結(jié)構(gòu)扭曲和不對(duì)稱。分析并記錄腫塊大小（長(zhǎng)徑和短徑）、形狀（圓形、卵圓形和不規(guī)則形）、邊緣（清楚、遮蔽、小分葉、模糊和毛刺）和密度（高密度、低密度、等密度和含脂肪）。鈣化形態(tài)分為點(diǎn)狀、無(wú)定形、細(xì)線狀或細(xì)線分枝狀、細(xì)小多形性及粗大不均質(zhì)。鈣化分布分為散在分布、區(qū)域分布、集群分布、線樣分布和段樣分布。不對(duì)稱包括不對(duì)稱、局灶性不對(duì)稱、大團(tuán)樣不對(duì)稱和進(jìn)展性不對(duì)稱。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用單因素方差分析法分析分類型影像學(xué)特征的差異性。采用Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)檢測(cè)連續(xù)型影像學(xué)特征及等級(jí)特征與RS的相關(guān)性。運(yùn)用LSD和Dunnett’s T3檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較。運(yùn)用多元線性回歸分析有意義影像特征的附加價(jià)值。

2 結(jié)果

共納入529例研究對(duì)象，年齡26～76歲，平均年齡（51.9±9.5）歲。平均BMI為（23.0±2.9）kg/m2。其中，將近一半（48.7%）的患者已絕經(jīng)，僅2.9%的患者有一代親屬乳腺癌家族史?；冀?rùn)性導(dǎo)管癌的患者占絕大多數(shù)（89.4%），患浸潤(rùn)性小葉癌和其他類型浸潤(rùn)性乳腺癌的患者分別占4.7%和5.9%。82.5%的患者乳腺癌組織學(xué)分級(jí)為Ⅱ級(jí)，遠(yuǎn)超Ⅰ級(jí)（3.6%）和Ⅲ級(jí)（13.9%）患者數(shù)，其中93例患者同時(shí)伴有DCIS。多數(shù)患者表現(xiàn)為ER陽(yáng)性（100.0%）、PR陽(yáng)性（92.1%）、HER2陰性（98.3%）和淋巴結(jié)陰性（87.5%）。所有入組患者平均RS為27.8±8.1（0～52.2）。詳見(jiàn)表1。

表1 患者及乳腺癌病灶特征Tab.1 Characteristics of patients and tumors

乳腺X線攝影影像學(xué)特征統(tǒng)計(jì)學(xué)描述見(jiàn)表2。正如在日常工作中所見(jiàn)，最常見(jiàn)的乳腺類型為C型，占所有患者74.1%；19.7%的患者乳腺為B型，剩余少量患者乳腺為A型（2.1%）和D型（4.2%）。腫塊是最常見(jiàn)的影像學(xué)表現(xiàn)（71.5%）。接著是不對(duì)稱（12.7%）和結(jié)構(gòu)扭曲（6.6%）。多數(shù)腫塊表現(xiàn)為高密度（81.2%）、不規(guī)則形（80.5%），54.7%腫塊邊緣表現(xiàn)為毛刺狀。表現(xiàn)為無(wú)定形（50.3%）、集群分布鈣化（64%）的患者人數(shù)分別占總?cè)藬?shù)的一半以上。有1例患者表現(xiàn)為進(jìn)展性不對(duì)稱，其余不對(duì)稱患者均歸為局灶性不對(duì)稱。

表2 乳腺X線攝影影像學(xué)特征Tab.2 Descriptive statistics of mammography features

在所有影像學(xué)特征中，腫塊邊緣和鈣化分布的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001和P=0.005）。區(qū)域性鈣化分布（圖1）平均RS為39.9，明顯高于段樣鈣化（24.4）和集群樣鈣化（31.8）（P＜0.001，圖2）。邊緣清楚腫塊（圖3）的患者平均RS為17.4，明顯低于腫塊邊緣表現(xiàn)為毛刺（27.4）、遮蔽（25.3）和模糊（28.5）的患者（圖4）。

圖1 乳腺X線攝影區(qū)域分布鈣化Fig.1 Regional calcifications on mammogram

圖2 不同鈣化分布組別RS比較Fig.2 Bar chart shows the average RS by using the calcification distribution

圖3 乳腺X線攝影邊緣清楚腫塊Fig.3 A mass with circumscribed margin on mammogram

圖4 不同腫塊邊緣組別RS比較Fig.4 Bar chart shows the average RS by using the mass margin

包含病理學(xué)類型、組織學(xué)分級(jí)、PR狀態(tài)和DCIS分級(jí)的多元線性回歸模型R2為0.170，新加入鈣化分布和腫塊邊緣后，腫塊邊緣在模型中仍有意義，且模型R2從0.170上升到0.193。

3 討 論

影像基因組學(xué)是新興的研究領(lǐng)域，在傳統(tǒng)影像學(xué)和精準(zhǔn)治療之間架起了橋梁。目前，有關(guān)乳腺21基因影像組學(xué)的研究主要集中在MRI影像學(xué)方面［11，14-15，21-23］。乳腺X線攝影是一項(xiàng)重要的常規(guī)檢查方法，具有價(jià)格低廉、快速和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。目前，乳腺X線攝影主要用于檢測(cè)疾病、評(píng)估病灶良惡性和評(píng)估療效，其對(duì)預(yù)后及化療獲益是否具有提示價(jià)值尚不清楚。因此，本研究旨在探究乳腺X線攝影影像學(xué)特征是否具有預(yù)測(cè)預(yù)后及化療受益情況的價(jià)值。

本研究結(jié)果顯示，鈣化分布與RS之間具有相關(guān)性，區(qū)域分布鈣化患者RS在所有鈣化分布類型中分值最高，提示相較于線樣分布和段樣分布，區(qū)域鈣化分布患者預(yù)后可能更差。先前多數(shù)研究主要涉及鈣化形態(tài)而非鈣化分布與預(yù)后的關(guān)系，這些研究提示伴有鑄狀（即細(xì)線狀或細(xì)線分枝狀）鈣化乳腺癌或乳腺DCIS的患者預(yù)后可能更差［24-27］。一項(xiàng)納入409例患者的研究［28］顯示，鈣化分布形式而非鈣化形態(tài)與保乳術(shù)后患者的復(fù)發(fā)情況相關(guān)，這與本研究結(jié)果一致；然而，該研究進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，線樣分布或段樣分布患者保乳術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)更大，與本研究結(jié)果不一致。此外，Woodard等［13］研究顯示，鈣化分布與RS之間沒(méi)有明顯相關(guān)性。因此，鈣化分布是否與預(yù)后相關(guān)目前尚沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，還需要進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果顯示，邊緣清楚腫塊的患者RS最低，提示該分類患者相較于表現(xiàn)為其他腫塊邊緣的患者預(yù)后可能更好，這與常識(shí)一致，即邊緣清楚腫塊的惡性程度更低。本研究中不規(guī)則、遮蔽、模糊腫塊邊緣的患者之間RS未見(jiàn)明顯差異，這與一些先前研究［18-19］的結(jié)果相一致。然而，Woodard等［13］研究顯示，乳腺X線攝影圖像上表現(xiàn)為邊緣模糊腫塊的患者RS最高，乳腺M(fèi)RI圖像上表現(xiàn)為邊緣不規(guī)則腫塊的患者RS明顯高于邊緣毛刺腫塊的患者。

多元線性回歸結(jié)果顯示，腫塊邊緣對(duì)RS有獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值，提示乳腺X線檢查影像學(xué)特征具有提示患者預(yù)后及輔助治療決策的潛在價(jià)值。本研究結(jié)果顯示，盡管乳腺X線檢查影像學(xué)特征尚不足以替代RS，但可能是RS替代指標(biāo)的重要組成部分。

本研究有一些不足之處。首先，本研究?jī)H包含乳腺X線攝影這一檢查方法，信息量有限。未來(lái)需要包含乳腺X線攝影、乳腺M(fèi)RI、乳腺超聲等更為豐富的影像學(xué)信息的研究進(jìn)一步探究影像學(xué)表現(xiàn)是否對(duì)乳腺癌患者預(yù)后具有提示價(jià)值。第二，本研究為單中心、回顧性研究，仍需要大樣本量、多中心及前瞻性研究進(jìn)一步驗(yàn)證。最后，21基因RS作為患者預(yù)后的一種替代指標(biāo)，仍有一定程度的不足，未來(lái)需要通過(guò)有關(guān)乳腺影像學(xué)特征與患者真實(shí)預(yù)后方面的研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，乳腺X線攝影諸多特征中的鈣化分布和腫塊邊緣對(duì)乳腺癌患者預(yù)后具有潛在預(yù)測(cè)價(jià)值。