乳腺癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線與腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的相關(guān)性

葉東亮， 程世德， 范高潔， 鄭曉梅

1. 黃山首康醫(yī)院影像科， 安徽 黃山 245000； 2. 黃山首康醫(yī)院病理科， 安徽 黃山 245000

乳腺腫瘤的早期鑒別可為惡性腫瘤患者治療爭取時(shí)間，但大部分乳腺癌患者早期缺乏臨床癥狀，臨床診斷多依賴于病理活檢與影像學(xué)診斷，而病理活檢屬于有創(chuàng)檢查，極易受乳腺類型及病灶部位等因素影響[1-3]。大量研究顯示，MRI具有軟組織分辨率高、可多方位顯示病灶與重復(fù)使用、無輻射等優(yōu)勢，且不受患者體型、腺體類型、病變部位等因素影響[4,5]。常規(guī)MRI檢查僅反映腫瘤形態(tài)學(xué)改變，對于微小病灶的檢查仍存在一定不足。隨著MRI技術(shù)的不斷改進(jìn)，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI為乳腺癌檢查常用影像手段，可無創(chuàng)性獲取反映病變組織血供的功能信息，如腫瘤三維容積內(nèi)部血流灌注信息及血管滲透性信息[6,7]。相關(guān)研究指出，增強(qiáng)MRI檢查與腫瘤生物學(xué)指標(biāo)具有一定相關(guān)性，可用于預(yù)測腫瘤發(fā)生及演變[8,9]。此外，腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為包括細(xì)胞增殖、侵襲及自噬等，多通過基因表示，如CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1、ATG2B、ATG4D等?；诖?，本研究回顧性分析乳腺良性病變、乳腺癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線，在明確不同性質(zhì)腫瘤動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI結(jié)果差異的同時(shí)，進(jìn)一步探討動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)與腫瘤細(xì)胞惡性生物學(xué)行為的內(nèi)在聯(lián)系，旨在為臨床診療提供一定參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2017年1月至2021年8月本院收治的60例乳腺癌患者作為觀察組，另選取同期進(jìn)行手術(shù)治療的60例乳腺良性病變患者作為對照組，進(jìn)行回顧性研究。兩組年齡、病灶直徑、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者均首次被診斷為乳腺癌或乳腺良性病變，并經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)；年齡>18歲；術(shù)前未接受放化療、激素或分子靶向等治療；配合相關(guān)檢查，圖像無明顯運(yùn)動(dòng)及呼吸偽影，數(shù)據(jù)收集完整；患者知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：繼發(fā)性乳腺癌者；既往腫瘤手術(shù)史者；伴有嚴(yán)重心、肝、腎等重要臟器功能障礙者；合并免疫系統(tǒng)、血液系統(tǒng)疾病者；妊娠期、哺乳期女性。

1.2 方法

1.2.1MRI檢查

采用美國GE公司提供1.5T Signa HDxt MR掃描儀，8通道乳腺專用相控線陣表面線圈；取仰臥位，雙側(cè)乳腺自然下垂；常規(guī)三平面定位平掃，平掃采用雙側(cè)乳腺快速自旋回波矢狀位T2WI，F(xiàn)OV 20 cm×20 cm，層厚/層距5 mm/1 mm，TR/TE 4040 ms/81 ms，矩陣320×224，激勵(lì)次數(shù)4次；隨后進(jìn)行橫軸面乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)容積成像多期相動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI，20 mL釓噴酸葡胺注射液(北京北陸藥業(yè)股份有限公司，國藥準(zhǔn)字H10960045)作為增強(qiáng)掃描對比劑，經(jīng)手背靜脈采用高壓注射器以2.5 mL/s流率注射0.1 mmol/kg，注射后進(jìn)行連續(xù)無間隔掃描，共8次，每個(gè)期相掃描時(shí)間為58 s，共464 s，F(xiàn)OV 36 cm×36 cm，層厚/層距3.6 mm/1 mm，TR/TE 6.1 ms/2.9 ms，矩陣350×350，反轉(zhuǎn)時(shí)間13 ms，激勵(lì)次數(shù)0.8次。圖像分別由2名具有主治醫(yī)師以上職稱醫(yī)師直接閱片，獲取病灶形態(tài)、腫瘤邊緣、內(nèi)部強(qiáng)化、有無環(huán)形強(qiáng)化等直接征象進(jìn)行判斷。采用美國GE AW 5.0后處理工作站對病灶實(shí)性成分繪制時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線，分為流入型、平臺(tái)型及流出型，采用Omni Ki netics Version 2.00軟件處理磁共振增強(qiáng)圖像，經(jīng)reference region models優(yōu)化圖像，選取觀察感興趣區(qū)域，利用模型擬合計(jì)算達(dá)峰時(shí)間(TTP)、對比劑最大濃度(Max Cone)、時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線的曲線下面積(AUC)、時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線的最大斜率(Max Slop)、速率常數(shù)(Kep)、轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Ktrans)，血漿容積分?jǐn)?shù)(Vp)。

1.2.2腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為相關(guān)基因檢測

取腫瘤組織標(biāo)本，采用實(shí)時(shí)定量PCR法檢測，試劑盒購自美國Thermo Fisher Scientific公司，經(jīng)細(xì)胞裂解、氯仿溶解、高速離心取無色水相、沉淀RNA、樣品cDNA合成、目標(biāo)基因擴(kuò)增等步驟，獲取擴(kuò)增增殖基因CXCL1、Notch1，侵襲基因Gab2、FOXF1，自噬基因ATG2B、ATG4D，上述基因均經(jīng)電腦PCR曲線讀取。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)比較

觀察組Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC高于對照組，TTP低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)比較

2.2 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)對乳腺癌的診斷價(jià)值

以觀察組乳腺癌患者為陽性樣本，對照組乳腺良性病變患者為陰性樣本，繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，Ktrans、Kep、Vp、TTP、Max Cone、Max Slop、AUC診斷乳腺癌的曲線下面積(AUC)分別為0.797、0.753、0.758、0.830、0.754、0.744、0.765,聯(lián)合診斷的AUC為0.913(P<0.001)，高于單一診斷。見表2。

表2 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)對乳腺癌的診斷價(jià)值

2.3 兩組腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為相關(guān)基因表達(dá)比較

觀察組CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表達(dá)量高于對照組，ATG2B、ATG4DmRNA表達(dá)量低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為相關(guān)基因表達(dá)比較

2.4 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)與相關(guān)性腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為相關(guān)基因的相關(guān)性

Pearson相關(guān)性模型分析可知，乳腺癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC與CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表達(dá)量呈正相關(guān)關(guān)系，與ATG2B、ATG4DmRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；TTP與CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與ATG2B、ATG4DmRNA表達(dá)量呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

3 討論

腫瘤的生長、侵襲及轉(zhuǎn)移依賴于血管生成，且血管生成在乳腺癌預(yù)后中具有重要價(jià)值[10,11]。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI技術(shù)通過定量與半定量參數(shù)評估腫瘤組織血管特異性，可反映目標(biāo)組織血流灌注情況及血管通透性，幾乎所有惡性腫瘤組織均可在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI發(fā)現(xiàn)病灶組織內(nèi)部新生血管，具體表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)水平的改變[12,13]。定量參數(shù)Ktrans、Kep、Vp反映腫瘤血管滲透性[14]，本研究中觀察組Ktrans、Kep、Vp高于對照組，提示乳腺癌患者癌組織具備高血流灌注及高通透性且新生血管明顯增多。半定量參數(shù)Max Cone、Max Slop、AUC、TTP是基于時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線獲取，可重復(fù)性較高，均與腫瘤組織內(nèi)部血流量呈正相關(guān)關(guān)系[15]，本研究中觀察組Max Cone、Max Slop、AUC高于對照組，TTP低于對照組，證實(shí)乳腺癌組織中血流灌注更多，與其腫瘤特性一致。

乳腺癌細(xì)胞的惡性增殖與促增殖/抗增殖基因表達(dá)失衡密切相關(guān)，檢測相關(guān)增殖基因表達(dá)可反映腫瘤細(xì)胞增殖活性及乳腺癌惡性生物學(xué)行為。CXCL1、Notch1均為臨床常用增殖基因，其中CXCL1屬于趨化因子家族成員，相關(guān)研究指出，CXCL1在惡性腫瘤組織中表達(dá)量明顯高于癌旁正常組織，且CXCL1過表達(dá)患者預(yù)后不良[16]；Notch1屬于原癌基因，有學(xué)者表示，惡性腫瘤細(xì)胞中Notch1呈明顯高表達(dá)狀態(tài)，特異性抑制其表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞增殖活性顯著下降[17]。本研究中觀察組CXCL1、Notch1mRNA表達(dá)量均高于對照組，提示乳腺癌組織中存在促增殖基因的高表達(dá)。進(jìn)一步相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，乳腺癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC與CXCL1、Notch1mRNA呈正相關(guān)關(guān)系，TTP與CXCL1、Notch1mRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，推測動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)可作為乳腺癌細(xì)胞增殖活性的潛在評價(jià)指標(biāo)。

惡性腫瘤細(xì)胞侵襲活性直接決定腫瘤惡性生物學(xué)行為程度及最終治療結(jié)局。Gab2、FOXF1被認(rèn)為是乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移相關(guān)基因，可衡量乳腺癌細(xì)胞侵襲活性。體外研究發(fā)現(xiàn)，Gab2是通過PI3K/Akt/ARK5/MMP途徑參與乳腺癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移[18]。FOXF1可作用于E-鈣黏蛋白上游基因，加速上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化形成及乳腺癌細(xì)胞侵襲[19]。本研究中觀察組Gab2、FOXF1mRNA均高于對照組，且乳腺癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC與Gab2、FOXF1mRNA呈正相關(guān)關(guān)系，TTP與Gab2、FOXF1mRNA表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，提示乳腺癌細(xì)胞存在侵襲基因活性較高現(xiàn)象，且動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)可能可客觀反映乳腺癌細(xì)胞的侵襲活性。

自噬又被稱為Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡，可引導(dǎo)細(xì)胞凋亡進(jìn)程，自噬功能異常是惡性腫瘤發(fā)病重要原因之一。ATG2B、ATG4D均為典型自噬基因，已有大量研究證實(shí)，其在多種惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá)明顯下調(diào)，伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者ATG2B、ATG4D表達(dá)下調(diào)更為顯著[20,21]。本研究中觀察組ATG2B、ATG4DmRNA表達(dá)量均低于對照組，提示自噬基因表達(dá)下調(diào)參與乳腺癌發(fā)病。進(jìn)一步相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，乳腺癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC與ATG2B、ATG4DmRNA呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，TTP與ATG2B、ATG4DmRNA表達(dá)量呈正相關(guān)關(guān)系，推測動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)可反映乳腺癌細(xì)胞自噬活性。

綜上所述，乳腺癌患者動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線參數(shù)存在明顯變化，且其變化與腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為密切相關(guān)，可一定程度反映腫瘤惡性生物學(xué)行為，為臨床診療提供參考依據(jù)。