基于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像和擴(kuò)散加權(quán)成像預(yù)測(cè)乳腺癌ki-67表達(dá)水平的可行性研究

廖建勇 杜靜波 劉迎新 姚永剛 勾振恒 郭小會(huì)

首都醫(yī)科大學(xué)大興教學(xué)醫(yī)院放射科 (北京 102600)

文獻(xiàn)報(bào)道2020年全球乳腺癌新發(fā)病例及死亡病例分別高達(dá)226萬(wàn)例、68萬(wàn)例，位于女性惡性腫瘤之首，且其數(shù)據(jù)呈逐年上升之勢(shì)，嚴(yán)重威脅女性的身體健康[1]。Ki-67抗原通過(guò)表達(dá)細(xì)胞增殖活性反映腫瘤惡性程度，常作為預(yù)后評(píng)估、引導(dǎo)治療及療效評(píng)價(jià)的生物學(xué)標(biāo)記物[2]。磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusionweighted imaging，DWI)及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值可無(wú)創(chuàng)地反映腫瘤組織水分子的擴(kuò)散受限程度，主要因素為細(xì)胞外間隙的大小，從而側(cè)面反映腫瘤組織增殖活性強(qiáng)度[3]。目前，Ki-67與乳腺癌MRI表現(xiàn)的相關(guān)性研究不少[4-7]，但少有DWI聯(lián)合動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(DCE-MRI)半定量參數(shù)與Ki-67的相關(guān)性研究[8]。因此，本研究探討乳腺癌MRI DWI表現(xiàn)及其血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與Ki-67表達(dá)水平的相關(guān)性，明確其預(yù)測(cè)效能，為乳腺癌的相關(guān)診療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018年1月至2021年7月于首都醫(yī)科大學(xué)大興教學(xué)醫(yī)院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為乳腺癌的病例。患者術(shù)前2周內(nèi)接受MRI檢查，檢查前均未行組織穿刺活檢、放射治療或化學(xué)治療。排除MRI數(shù)據(jù)不全、圖像偽影或后處理失敗病例。最終共入組患者86例?；颊呔鶠榕?，年齡為32～78歲，平均(50.60±10.95)歲,其中浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌66例，浸潤(rùn)性小葉癌4例，導(dǎo)管原位癌8例，乳頭狀癌8例，均為單發(fā)病灶。

1.2 儀器與方法采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，相控陣乳腺專用線圈。體位為頭先進(jìn)俯臥，使雙乳自然懸垂于線圈內(nèi)。常規(guī)掃描序列及參數(shù)：軸位FSE T1WI(TR 550ms，TE 13ms，層厚5mm，層間距1mm，F(xiàn)OV 340mm×340mm)；軸位FSE T2WI(TR 4000ms，TE 60ms，層厚 5mm，層間距 1mm，F(xiàn)OV 340mm×340mm)；矢狀位脂肪抑制FSE T2WI(TR 4900ms，TE 75ms，層厚4mm，層間距1mm，F(xiàn)OV 180mm×180mm)；彌散加權(quán)成像(DWI)采用單次激發(fā)回波平面成像(SE-EPI)技術(shù)，TR 5400ms，TE 86ms，擴(kuò)散敏感度(b)值選擇0、800s/mm2；動(dòng)態(tài)增強(qiáng)采用VIBRANT(volume imaging for breast assessment)技術(shù)行雙乳軸位無(wú)間距掃描，翻轉(zhuǎn)角10°，TR 4.23ms，TE 1.54ms，層厚 1.2ms，F(xiàn)OV 340mm×340mm，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注對(duì)比劑扎噴酸葡甲胺(Gd-DTPA，劑量 0.2mmol/kg，流速 2.5ml/s)，繼而用20mL生理鹽水等速?zèng)_洗。注射對(duì)比劑前蒙片掃描，之后無(wú)間隔連續(xù)掃描8個(gè)時(shí)相，每期時(shí)間60s。

1.3 圖像后處理MR掃描圖像導(dǎo)入配套工作站(AW4.6)，在病灶內(nèi)避開(kāi)壞死、囊變及出血區(qū)域勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，獲得ADC值、早期強(qiáng)化率、最大強(qiáng)化率、達(dá)峰時(shí)間(time to park，TTP)、陽(yáng)性強(qiáng)化積分(positive enhancement integral，PEI)、時(shí)間-密度曲線(time-intensity curve，TIC)。早期強(qiáng)化率定義為增強(qiáng)后第1個(gè)時(shí)相較蒙片信號(hào)強(qiáng)度的強(qiáng)化率。最大強(qiáng)化率定義為增強(qiáng)后信號(hào)強(qiáng)度最高時(shí)較蒙片信號(hào)強(qiáng)度的強(qiáng)化率。TTP定義為增強(qiáng)后信號(hào)強(qiáng)度最高時(shí)所對(duì)應(yīng)的用時(shí)。TIC曲線根據(jù)其形態(tài)分為漸增型(Ⅰ型)、平臺(tái)型(Ⅱ型)流出型(Ⅲ型)。PEI定義為TIC曲線下面積。

1.4 病理學(xué)檢查用腫瘤大體標(biāo)本最大徑描述腫瘤的大小。HE染色評(píng)估淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移。手術(shù)切除腫瘤標(biāo)本經(jīng)常規(guī)組織病理學(xué)檢查及免疫組化SP染色。Ki-67陽(yáng)性表達(dá)為定位于細(xì)胞核內(nèi)棕色或棕黃色顆粒，高倍鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野計(jì)算陽(yáng)性表達(dá)占比。Ki-67陽(yáng)性表達(dá)率＞14%設(shè)為高表達(dá)組，Ki-67陽(yáng)性表達(dá)率≤14%設(shè)為低表達(dá)組[9]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以(±s)表示，行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例(%)表示，行χ2檢驗(yàn)。采用Spearman分析ki-67與各參數(shù)的相關(guān)性。采用受試者工作特征(ROC)曲線，計(jì)算各單獨(dú)參數(shù)及聯(lián)合參數(shù)的預(yù)測(cè)效能。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同Ki-67表達(dá)組間MRI表現(xiàn)的比較 對(duì)比40例Ki-67低表達(dá)和46例Ki-67高表達(dá)乳腺癌患者的MRI圖像，發(fā)現(xiàn)Ki-67高表達(dá)組的病灶最大徑、早期強(qiáng)化率明顯大于低表達(dá)組(P＜0.05)，Ki-67高表達(dá)組的ADC值低于低表達(dá)組(P＜0.05)，TIC曲線Ⅲ型傾向于Ki-67高表達(dá)組(P＜0.05)。兩組在最大強(qiáng)化率、TTP、PEI、病灶形態(tài)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。見(jiàn)表1，圖1。

圖1A-圖1D 左側(cè)乳腺浸潤(rùn)性腺癌患者M(jìn)RI圖像(女，45歲)

2.2 Ki-67表達(dá)與MRI各參數(shù)的相關(guān)性Spearman相關(guān)分析顯示Ki-67高表達(dá)與TIC類型呈強(qiáng)正相關(guān)(r=0.687，P=0.007),與病灶最大徑呈中等正相關(guān)(r=0.520，P=0.021)，與早期強(qiáng)化率呈中等正相關(guān)(r=0.534，P=0.016)，與ADC值呈中等負(fù)相關(guān)(r=-0.556，P=0.017)，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、最大強(qiáng)化率、TTP及PEI相關(guān)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。見(jiàn)表2。

表2 乳腺癌患者M(jìn)RI各參數(shù)與Ki-67的相關(guān)性

2.3 MRI各參數(shù)預(yù)測(cè)Ki-67高表達(dá)的ROC曲線分析將上述具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的指標(biāo)進(jìn)行ROC曲線分析顯示，病灶最大徑、早期強(qiáng)化率、TIC類型及ADC值預(yù)測(cè)Ki-67高表達(dá)的AUC分別為0.627、0.615、0.607及0.452，敏感性分別為0.522、0.435、0.417、0.804，特異性分別為0.700、0.850、1.000、0.425，臨界值分別為26.500、1.12、2.500及0.709。單一指標(biāo)中，病灶最大徑預(yù)測(cè)Ki-67高表達(dá)的效能最大。四種指標(biāo)聯(lián)合后AUC為0.730，敏感性為0.826，特異性為0.600，較單一指標(biāo)預(yù)測(cè)效能明顯提高，具有較好的準(zhǔn)確性。見(jiàn)表3。

表3 乳腺癌患者M(jìn)RI各參數(shù)預(yù)測(cè)Ki-67高表達(dá)的ROC曲線分析

3 討論

隨著未生育女性和高齡產(chǎn)婦數(shù)量的增加，人工老齡化的到來(lái)及口服避孕藥的普遍存在，我國(guó)乳腺癌的發(fā)病率逐年上升[10]。Ki-67標(biāo)記物是一種記錄細(xì)胞增殖活性的核蛋白質(zhì)，在健康乳腺組織及大部分良性腫瘤中少有表達(dá)，而在乳腺癌組織中表達(dá)明顯升高[11]。Ki-67陽(yáng)性表達(dá)程度與乳腺癌的復(fù)發(fā)率呈明顯相關(guān)[12]。更高表達(dá)Ki-67乳腺癌患者，通常意味著具有更短的無(wú)病生存率和總生存率[2]。羅寧斌等[13]報(bào)道54例乳腺癌患者新輔助化療后Ki-67明顯減低，提示Ki-67評(píng)價(jià)化療療效具有顯著作用。因此，Ki-67是評(píng)估乳腺癌惡性程度、復(fù)發(fā)率、預(yù)后及療效的重要標(biāo)記物，已在臨床廣泛應(yīng)用。

在乳腺腫瘤的評(píng)估中，MRI較X線和超聲具有顯著的敏感性和特異性優(yōu)勢(shì)。DWI通過(guò)所測(cè)定的定量參數(shù)ADC值反映組織內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)受限情況。通常具有較高增殖活性(Ki-67表達(dá)水平較高)的乳腺癌細(xì)胞排列較緊密，細(xì)胞外間隙減少，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限程度較高，在MRI圖像上表現(xiàn)為DWI信號(hào)升高，ADC值降低。因此，ADC值越低意味著水分子擴(kuò)散受限的程度越高，腫瘤細(xì)胞的增殖活性越強(qiáng)化，Ki-67的表達(dá)水平越高，ADC值與Ki-67具有顯著的相關(guān)性。本研究顯示ADC值與Ki-67呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.556，與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[4-5,14-15]。然而，部分文獻(xiàn)[16-17]報(bào)道，ADC值與乳腺癌Ki-67表達(dá)水平無(wú)明顯相關(guān)性。這可能與乳腺癌的異質(zhì)性、內(nèi)部基質(zhì)成分復(fù)雜、血流灌注豐富、ROI選區(qū)及研究樣本量偏小有關(guān)，有待今后進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

乳腺DCE-MRI檢查可直觀顯示病灶邊界、形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)，在鑒別乳腺腫瘤良惡性方面具有重要意義[8]。TIC是乳腺DCE-MRI檢查反映組織內(nèi)部灌注情況及血管通透性的直接體現(xiàn)，其中Ⅰ型為漸增型，多見(jiàn)于良性病變；Ⅱ型為平臺(tái)型，良惡性病變均可表現(xiàn)；Ⅲ型為流出型，多見(jiàn)于惡性病變。本研究10例Ⅲ型乳腺癌均來(lái)自于Ki-67高表達(dá)組，且TIC與Ki-67存在相關(guān)性，提示腫瘤組織的增殖活性越高，TIC越多見(jiàn)于流出型，與既往文獻(xiàn)相符[15]。本研究顯示早期強(qiáng)化率與Ki-67存在正相關(guān)，提示惡性腫瘤的高增殖表達(dá)，產(chǎn)生豐富新生血管及血流灌注，在增強(qiáng)早期即可呈現(xiàn)顯著的強(qiáng)化特點(diǎn)。所以，增殖活性高的乳腺癌，內(nèi)部微血管異常豐富，導(dǎo)致新生腫瘤血管通透性增大，病灶信號(hào)強(qiáng)度在DCEMRI表現(xiàn)為“快進(jìn)快出”，在TIC上表現(xiàn)流出型或平臺(tái)型，早期強(qiáng)化率較高。文獻(xiàn)[8]報(bào)道，血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)最大強(qiáng)化率、TTP及EPI與Ki-67無(wú)相關(guān)，與本研究相符。

病灶的大小是乳腺癌重要的預(yù)后因素[18]。本研究顯示病灶最大徑與Ki-67存在相關(guān)性，且是預(yù)測(cè)效能最大單一參數(shù)，提示腫瘤組織增殖活性越強(qiáng)，病灶體積越大，與既往研究一致[4,18]。但部分研究認(rèn)為病灶大小與Ki-67無(wú)關(guān)[15]。筆者認(rèn)為，這可能與研究樣本量有關(guān)。本研究還顯示聯(lián)合指標(biāo)的預(yù)測(cè)效能較單一參數(shù)明顯提高(AUG=0.730),說(shuō)明在臨床診治工作中應(yīng)當(dāng)綜合考慮各個(gè)參數(shù)的診斷效能，建立更加可靠的模型。

本研究的局限性：入組乳腺癌未細(xì)分并逐一探討，影像及病理表現(xiàn)存在差異；研究樣本量偏小，研究結(jié)果可能存在偏倚。

綜上所述，乳腺癌的Ki-67表達(dá)水平與TIC類型、病灶最大徑、早期強(qiáng)化率及ADC值具有一定的相關(guān)性。相對(duì)于單一參數(shù)，聯(lián)合參數(shù)具有較好的Ki-67表達(dá)水平預(yù)測(cè)效能。