超聲多模態(tài)乳腺癌診斷與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究進(jìn)展

程辰，趙紅艷

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬連云港醫(yī)院超聲科，江蘇 連云港 222004； *通信作者 趙紅艷 643627734@qq.com

乳腺癌占所有癌癥診斷的25%，占與癌癥相關(guān)死亡的15%[1]。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)突飛猛進(jìn)，腫瘤生物學(xué)標(biāo)志物在臨床管理工作中呈現(xiàn)出愈發(fā)重要的地位，在輔助臨床醫(yī)師判斷患者術(shù)后預(yù)后情況和治療方案等方面具有重要意義[2]。關(guān)于乳腺癌超聲特征與生物學(xué)預(yù)后因子是否存在相關(guān)性目前尚未得到明確的結(jié)論。本文針對(duì)目前超聲多模態(tài)乳腺癌圖像特征與生物學(xué)預(yù)后因子相關(guān)性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 乳腺癌與生物學(xué)預(yù)后因子表達(dá)的相關(guān)性

乳腺癌是一種高度異質(zhì)性的惡性腫瘤，多種生物學(xué)標(biāo)志物均可以在癌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，聯(lián)合檢測(cè)可以使良惡性鑒別診斷更加準(zhǔn)確。理想的腫瘤生物標(biāo)志物在確定易感因素、早期發(fā)現(xiàn)、預(yù)后評(píng)估和藥物反應(yīng)，甚至是藥物靶點(diǎn)開(kāi)發(fā)等方面應(yīng)用廣泛[3]。

1.1 HER-2/neu癌蛋白 HER-2/neu與癌細(xì)胞的增殖及分化有重要關(guān)聯(lián)，與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）高表達(dá)水平呈正相關(guān)，能增加血管的通透性，是一個(gè)預(yù)示預(yù)后不良的指標(biāo)。Ding等[4]報(bào)道在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌伴有腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者中HER-2過(guò)度表達(dá)的發(fā)生率較高，其原發(fā)性腫瘤直徑較大；而導(dǎo)管原位癌HER-2過(guò)度表達(dá)的發(fā)生率較低。Lin等[5]發(fā)現(xiàn)HER-2陽(yáng)性的乳腺癌可能是由HER-2/neu受體擴(kuò)增引起，并與提高腫瘤復(fù)發(fā)率和死亡率相關(guān)。因此，HER-2原癌基因的表達(dá)可提示乳腺癌發(fā)病和進(jìn)展，其過(guò)度表達(dá)與術(shù)后復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

此外，HER-2過(guò)表達(dá)型乳腺癌患者的病理類型異質(zhì)性較為明顯，以腫瘤分子表達(dá)差異為基礎(chǔ)的相關(guān)分子分型在乳腺癌疾病的治療、異質(zhì)性評(píng)估中均有一定的應(yīng)用價(jià)值。Ma等[6]研究發(fā)現(xiàn)：曲妥珠單抗和其他抗HER-2藥物的引入，大大提高了HER-2陽(yáng)性的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的生存率和預(yù)后質(zhì)量。Kolarova等[7]發(fā)現(xiàn)：HER-2陽(yáng)性腫瘤患者中雌激素受體的表達(dá)也可能與抗HER-2治療的耐藥性有關(guān)。因此，確定患者的HER-2狀態(tài)可能有助于確定是否能從更密集或替代治療等方案中獲得實(shí)質(zhì)性的益處，尤其有助于新輔助治療的方案管理。在抗HER-2治療期間，大部分患者能獲得癌細(xì)胞抵抗，其間HER-2水平降低可能預(yù)示著治療有效。盡管目前抗HER-2治療等方案取得了一定進(jìn)展，但治療后仍有可能出現(xiàn)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。

1.2 雌激素受體（ER）和孕激素受體（PR） ER、PR是乳腺癌預(yù)后檢測(cè)最常用的免疫組化分子標(biāo)志物，近年已成為乳腺癌術(shù)后病理中免疫組化常規(guī)報(bào)告的重要組成部分。ER、PR是存在于乳腺組織中的甾體類激素受體，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育及內(nèi)分泌調(diào)節(jié)具有重要的生物學(xué)功能。乳腺組織發(fā)生癌變后，腫瘤細(xì)胞在一定程度上保留了原有受體系統(tǒng)的作用，在其細(xì)胞核中高分化腫瘤通常激素受體呈陽(yáng)性，而低分化腫瘤通常呈陰性。

Khabaz[8]的研究中最常見(jiàn)的免疫組化模式是ER（+）/PR（+）/HER-2（-）（43.4%），而其中61.3%的ER（+）患者年齡>50歲，該研究認(rèn)為ER的表達(dá)水平可能與年齡有一定的相關(guān)性；也有研究解釋乳腺癌患者絕經(jīng)后狀態(tài)與ER（+）/PR（+）/HER-2（-）之間可能具有明確的聯(lián)系。Van Asten等[9]研究發(fā)現(xiàn)：PR（+）可能對(duì)轉(zhuǎn)移性復(fù)發(fā)更具有防護(hù)力，由于缺乏PR的低增生性腫瘤，ER（+）、HER-2（-）患者的化療效果較差，在高增生性乳腺癌中PR的缺乏程度較高，且相對(duì)易復(fù)發(fā)。因此，兩者均低表達(dá)的乳腺腫瘤侵襲性強(qiáng)，預(yù)后較差，對(duì)內(nèi)分泌治療不敏感。

1.3 Ki-67 Ki-67是檢測(cè)腫瘤增殖活性的可靠指標(biāo)，與腫瘤體積及癌癥患者的存活率相關(guān)，用于預(yù)測(cè)癌癥預(yù)后和評(píng)估治療效果。盡管Ki-67高表達(dá)與預(yù)后不良相關(guān)，但Ki-67高表達(dá)的患者對(duì)化療的反應(yīng)可能更好，能指導(dǎo)患者獲得較為理想的化療方案。比較Ki-67指數(shù)與臨床病理特征的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：Ki-67指數(shù)與ER、PR表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)、與組織學(xué)級(jí)別和HER-2表達(dá)水平呈正相關(guān)。此外，在各類亞型比較中，三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）、HER-2過(guò)表達(dá)型及Luminal B型的Ki-67表達(dá)水平分別均高于Luminal A型[10]。程新宇等[11]報(bào)道Ki-67陽(yáng)性表達(dá)可能與乳腺癌惡性程度分級(jí)及侵襲力有關(guān)，與患者發(fā)病年齡、腫瘤大小及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)；但也有部分研究認(rèn)為Ki-67作為增殖細(xì)胞相關(guān)的核抗原，其高表達(dá)者較易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[12]。由此可見(jiàn)，在Ki-67與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及惡性侵襲程度是否相關(guān)方面有待進(jìn)一步探討。

1.4 E-鈣黏蛋白（E-cadherin，E-cad） E-cad作為鈣黏附蛋白家族中的重要成員，是近年的研究熱點(diǎn)之一。作為腫瘤抑制因子的E-cad與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，E-cad在乳腺癌組織中呈低表達(dá)[13]，且與ER表達(dá)水平呈顯著相關(guān)。

E-cad蛋白表達(dá)減少或缺失是導(dǎo)致惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要因素。St?nculescu等[14]研究發(fā)現(xiàn)：分化差、進(jìn)展期的胃癌中E-cad蛋白表達(dá)降低，轉(zhuǎn)移病灶中Ecad蛋白表達(dá)均缺失。體外研究證實(shí)轉(zhuǎn)染E-cad cDNA的高惡性腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)能力下降；而用反義mRNA能抑制腫瘤細(xì)胞E-cad基因的表達(dá)，可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞恢復(fù)浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移能力。張一兵等[15]報(bào)道乳腺癌伴有腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的晚期患者E-cad蛋白表達(dá)降低；啟動(dòng)子甲基化亦會(huì)導(dǎo)致E-cad蛋白表達(dá)降低，這可能與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程有關(guān)。

E-cad蛋白有可能成為乳腺癌早期診斷和預(yù)后評(píng)估的指標(biāo)。谷化平等[16]研究顯示：乳腺癌患者E-cad表達(dá)陰性可能與其病理組織學(xué)分級(jí)、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和癌癥復(fù)發(fā)呈正相關(guān)性，表明E-cad表達(dá)水平對(duì)預(yù)測(cè)乳腺癌患者的生存期具有重要意義。

1.5 p53 乳腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是患者死亡的主要因素，p53作為調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的腫瘤抑制因子，在腫瘤的血管生成、修復(fù)、凋亡及靶向基因細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)中均發(fā)揮重要作用。50%以上的乳腺癌組織中能夠檢測(cè)到p53蛋白表達(dá)，而野生型p53蛋白能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[17]。在乳腺癌TNM分期較晚的患者中，p53的表達(dá)率較高[18]，由此推測(cè)p53可為乳腺癌患者的診斷、病情評(píng)估及預(yù)后判斷提供參考依據(jù)。

然而，p53在浸潤(rùn)性乳腺癌中極易發(fā)生突變，不適用于乳腺癌的常規(guī)診療。在乳腺癌的動(dòng)物模型和臨床前模型中發(fā)現(xiàn)PRIMA-1、APR-246等靶點(diǎn)若與p53蛋白結(jié)合，可將突變型p53結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為野生型構(gòu)象，從而抑制突變型p53乳腺癌細(xì)胞的增殖，使得p53作為乳腺癌的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)成為可能，也為其他靶向藥物治療方法的選擇及療效預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)[19]。

2 超聲多模態(tài)乳腺癌診斷與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性

目前多種用于乳腺癌篩查的方法中，超聲檢查仍是較為常用且經(jīng)濟(jì)便捷的檢查方法之一。由于乳腺癌因不同生物組織學(xué)特性表現(xiàn)出不同的腫瘤形態(tài)，近階段臨床開(kāi)始探討乳腺癌超聲的形態(tài)學(xué)特征等與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性。

2.1 乳腺癌常規(guī)二維超聲形態(tài)學(xué)及彩色多普勒血流顯像（CDFI）特征與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究二維超聲作為超聲各項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)影像，對(duì)乳腺腫塊的診斷具有極其重要的作用，其主要是根據(jù)聲波對(duì)不同組織病變的聲阻抗差異發(fā)現(xiàn)病灶，主要觀察病灶的大小、邊緣、鈣化等方面，以判斷乳腺病灶的性質(zhì)。CDFI通過(guò)觀察乳腺病灶內(nèi)部及周邊的血流情況診斷其性質(zhì)，可顯示腫瘤內(nèi)部及周邊血流信號(hào)的分布形態(tài)、強(qiáng)弱及血管數(shù)量，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用頻譜多普勒技術(shù)可以測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

康亞圣等[20]研究表明：PR（+）、ER（+）的病灶邊緣模糊較明顯；其中ER表達(dá)陽(yáng)性水平越高，乳腺腫塊邊緣呈角或毛刺越明顯；HER-2（+）的病灶邊緣微小分葉表現(xiàn)較為明顯。因此，超聲掃查病灶邊緣特征聯(lián)合檢測(cè)相應(yīng)的生物學(xué)因子，對(duì)預(yù)測(cè)乳腺癌的侵襲性有一定的幫助。

超聲聲像圖中，病灶周邊的毛刺征及CDFI腫塊內(nèi)血流信號(hào)增多可在一定程度上體現(xiàn)Ki-67的表達(dá)水平[21]，而ER低水平表達(dá)及HER-2/neu高水平表達(dá)的乳腺癌腫塊，其邊緣毛刺處膠原纖維重度增生，腫塊體積更大，組織分級(jí)更高，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移更多。在常規(guī)超聲檢查中，將微小鈣化灶作為乳腺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一，在腫塊的鈣化病變密度區(qū)測(cè)定免疫因子分析發(fā)現(xiàn)HER-2在鈣化組中表達(dá)率更高，尤其在簇狀鈣化灶中[22]。

目前，多數(shù)研究認(rèn)為腫瘤體積、血流豐富程度、淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移均與VEGF、細(xì)胞增殖程度、促血小板生長(zhǎng)因子等有相關(guān)性，但在目前的臨床研究中，超聲聲像圖與部分免疫因子的相關(guān)性研究結(jié)論尚未統(tǒng)一。多數(shù)研究認(rèn)為后方回聲衰減與ER呈正相關(guān)，腫瘤直徑>2 cm與HER-2、Ki-67呈正相關(guān)，CDFI高評(píng)分及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與ER呈負(fù)相關(guān)、與HER-2呈正相關(guān)[23]。

2.2 超聲造影（CEUS）與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究 CEUS主要通過(guò)增強(qiáng)多普勒信號(hào)，提高病灶內(nèi)微小血管的檢出率，并顯示病灶內(nèi)部及周邊的微血管走行及分布。Kedar等[24]發(fā)現(xiàn)CEUS有利于乳腺腫塊的良惡性鑒別。在低機(jī)械指數(shù)條件下，通過(guò)超聲內(nèi)置的相關(guān)軟件可獲得時(shí)間-強(qiáng)度曲線（TIC），并能夠?qū)崟r(shí)觀察微泡在腫瘤內(nèi)的分布情況。曾錦樹(shù)等[25]對(duì)乳腺CEUS TIC曲線的形態(tài)研究顯示：90.5%的乳腺惡性病灶TIC曲線呈速升緩降型，82.2%的乳腺良性病灶呈緩升速降型，有顯著差異。

既往乳腺癌CEUS研究表明，范圍擴(kuò)大、高增強(qiáng)及消退遲與HER-2陽(yáng)性表達(dá)呈正相關(guān)[26]。乳腺CEUS主要顯示乳腺腫塊內(nèi)的血流代謝情況及周邊微血管、新生血管情況，CEUS以血池跟蹤為基本原理，呈現(xiàn)出CDFI難以顯示的腫塊內(nèi)血供情況，而HER-2在病理狀態(tài)下對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖分化起重要作用，與VEGF高表達(dá)呈正相關(guān)[27]，VEGF可促進(jìn)腫瘤血管形成、增加血管通透性。CEUS中充盈缺損的現(xiàn)象也與HER-2表達(dá)有相關(guān)性。Liu等[28]探討CEUS聯(lián)合擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)不同類型乳腺癌的診斷及預(yù)后發(fā)現(xiàn)，HER-2陽(yáng)性的乳腺癌中組織學(xué)分級(jí)為Ⅲ級(jí)的病變及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移所占比例較高，可作為乳腺癌預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

在CEUS中，Ki-67陽(yáng)性表達(dá)的病灶易出現(xiàn)腫塊邊緣不清、CEUS高增強(qiáng)特征，而病灶的邊緣帶TIC曲線造影劑達(dá)峰時(shí)間與ER、PR及HER-2陽(yáng)性表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，癌邊緣帶灌注峰值強(qiáng)度及曲線下面積與Ki-67陽(yáng)性表達(dá)呈正相關(guān)[29]。乳腺癌邊緣帶往往多見(jiàn)增殖浸潤(rùn)區(qū)，而Ki-67與VEGF表達(dá)在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起協(xié)同作用，故多見(jiàn)造影劑滯留在病灶中。因此在CEUS模式下，Ki-67高表達(dá)者更易出現(xiàn)高增強(qiáng)及增強(qiáng)后邊緣不清。

2.3 彈性成像與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究Ophir等[30]于1991年首次提出超聲彈性成像的概念，其原理是根據(jù)不同組織彈性系數(shù)不同，在自身運(yùn)動(dòng)或施加外力后其形變也有差異，通過(guò)收集被測(cè)物體各片段信號(hào)并轉(zhuǎn)化為彩色編碼成像，圖像色彩可反映組織軟硬程度，從而判斷病變組織的良惡性。彈性成像經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，臨床應(yīng)用歷經(jīng)靜態(tài)彈性成像、瞬時(shí)彈性成像、聲輻射力脈沖彈性成像及剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）4個(gè)階段。2014年，超聲彈性成像已被納入美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（NCCN）乳腺癌指南，成為乳腺超聲診斷的重要參考指標(biāo)之一。

乳腺腫瘤的硬度取決于間質(zhì)肌成纖維細(xì)胞（myofibroblasts，MFS）的增生程度，因此MFS與超聲彈性成像指標(biāo)密切相關(guān)。劉焱等[31]發(fā)現(xiàn)彈性成像評(píng)分與腫塊CD34表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，與α-SMA呈正相關(guān)。彈性成像定量分析可以初步提示CD34和α-SMA的表達(dá)水平，而彈性成像的峰度、偏度、藍(lán)色區(qū)域百分比及彈性率比值可提示MFS的分布情況，從而間接反映腫瘤良惡性。目前乳腺癌超聲彈性成像特征與ER、PR表達(dá)水平的相關(guān)性研究顯示：彈性評(píng)分4～5級(jí)與ER、PR表達(dá)水平呈正相關(guān)[32]。

彈性成像相對(duì)敏感、無(wú)創(chuàng)地評(píng)估靶組織的硬度和機(jī)械性能[33]。乳腺SWE最大硬度值（Emax）與乳腺癌病灶大小及腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況有相關(guān)性[34-35]。肖祎等[36]分析經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的各乳腺癌亞型發(fā)現(xiàn)：HER-2過(guò)表達(dá)型的硬度最大，Luminal樣型次之，Basal-like型最小。張美戀[37]研究發(fā)現(xiàn)PR（+）乳腺癌的Emax較低，而HER-2陽(yáng)性、Ki-67高表達(dá)的Emax較高?？梢?jiàn)，Emax值大小與PR、HER-2、Ki-67表達(dá)均有相關(guān)性，SWE與乳腺癌的分子分型有一定的關(guān)系。

目前，SWE與多種生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究較少，尤其是E-cad、p53等腫瘤抑制因子，有待今后能將各種影響因素考慮在內(nèi)，進(jìn)行多中心大樣本研究，并開(kāi)發(fā)更多的彈性成像用于診斷乳腺疾病。

2.4 人工智能在乳腺癌超聲診斷研究中的應(yīng)用 近年，全自動(dòng)乳腺容積掃描超聲（automated breast volume scanner，ABVS）開(kāi)始應(yīng)用于乳腺疾病的臨床診療。超聲人工智能的研究多集中在乳腺病灶的良惡性鑒別的二次診斷。Kuo等[38]利用虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析成像程序繪制乳腺病灶周?chē)喞?，獲得腫瘤血管化直方圖指標(biāo)，利用圖像的多層感知機(jī)構(gòu)建分類器，實(shí)現(xiàn)對(duì)良、惡性腫瘤的分類。

Wu等[39]的研究應(yīng)用相關(guān)的計(jì)算方法，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)評(píng)估從圖像中提取的灰度和彩色多普勒超聲特征分離TNBC 和非三陰性乳腺癌（non-TNBC，NTNBC）。在定性上，TNBC的界限比NTNBC的界限更為明確；在定量分析上，邊緣銳度和邊緣回聲差異證實(shí)TNBC的邊緣更清晰；NTNBC病灶的形態(tài)更為復(fù)雜和不規(guī)則。人工智能學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)TNBC的邊緣銳度、邊緣回聲差異和圓度較大，曲折度、橢圓歸一化骨架、彩色多普勒血管面積、平均血流速度指數(shù)和血流容積指數(shù)均明顯小于NTNBC。

盡管人工智能研究已經(jīng)具備較高的臨床診斷效能，但是對(duì)于預(yù)后分析與對(duì)生物學(xué)指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力還需要更多的研究，進(jìn)一步深化人工智能的檢測(cè)水平，為臨床醫(yī)師提供更多的幫助。

綜上所述，目前超聲多模態(tài)的乳腺癌診斷不斷向人工智能、微觀研究及疾病治療等方向發(fā)展，而免疫因子在乳腺癌術(shù)前對(duì)其判斷疾病的預(yù)后及術(shù)后綜合治療具有重要的指導(dǎo)作用。多模態(tài)超聲聲像圖特征及半定量、定量參數(shù)與生物學(xué)預(yù)后因子的相關(guān)性研究更有實(shí)際臨床指導(dǎo)意義，也是今后研究的方向之一。