超聲血管指數定量、彈性模量與乳腺癌生物學特征關系及其變化的臨床意義

孫莉漪,何小芳,蔣媛慧,華驍帆,周 敏

(蘇州大學附屬蘇州九院/蘇州市第九人民醫院,1.超聲科,2.普外科,江蘇 蘇州,215200)

乳腺癌屬高度異質性腫瘤,其生物學行為與預后密切相關。目前病理學檢查尚不能完全明確乳腺癌的生物學行為。研究[1]表明,乳腺癌病灶內部存在增生膠原纖維構成的細胞外基質,與病灶周圍組織粘連起來,可增大組織硬度。超聲剪切波彈性成像(SWE)通過脈沖波在組織內的彈性模量可反映組織硬度[2]。SWE的彈性模量值是否與乳腺癌生物學特征有關的相關研究甚少。超微血管成像(SMI)作為一種新型多普勒超聲技術,可在不使用超聲造影劑條件下定量評估感興趣區的血管數量[3],對腫瘤預后判斷、靶向化療藥物的個體化選擇均有指導作用[4]。新輔助化療(NAC)作為局部進展期乳腺癌的規范化治療方案,能縮小腫瘤體積、降低腫瘤負荷,改善患者預后[5]。但以往SMI技術評估乳腺癌的研究主要集中于血管形態學方面,缺少對病變區域血管指數(VI)的定量分析。為了探索無創檢測方法和有效預測乳腺癌NAC病理反應的敏感指標,本研究分析SMI的VI、SWE的彈性模量與乳腺癌生物學特征的關系,并探討其變化率預測乳腺癌NAC病理反應的效能,以期為臨床提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2021年6月—2023年3月接受NAC治療的 103例乳腺癌患者作為研究對象。納入標準:① 經超聲引導穿刺活檢確診符合《中國抗癌協會乳腺癌診治指南與規范(2021年版)》[6]中的原發性浸潤性乳腺癌診斷標準者; ② 首診病例,NAC前未進行過任何抗癌治療者; ③ 女性,且腫瘤為單側單發,無遠處轉移者; ④ 自愿參與本研究,并簽署知情同意書者。排除標準:① 合并嚴重心、肺等器質性病變者; ② 因原位癌成分過多,導致無法確認浸潤性癌大小或無法評估臨床療效者; ③ 除乳腺癌外,合并其他惡性腫瘤者; ④ 既往接受過乳腺相關手術者,如隆胸、乳腺腫塊切除等; ⑤ 乳腺癌灶緊鄰部位有明顯瘢痕,潛在影響SWE彈性模量值者; ⑥ 妊娠期女性; ⑦ 中途退出本研究者。本研究已獲得醫院醫學倫理委員會批準同意。

1.2 方法

1.2.1 超聲檢查:采用彩色多普勒超聲診斷儀對患者進行檢查?；颊呷⊙雠P位,暴露乳房檢測區域,觀察腫瘤位置、直徑等特征。常規超聲檢查完成后切換至SMI模式,將探頭置于皮膚上,方向盡量與腺體保持垂直,囑咐患者盡量保持呼吸平穩。觀察病變內部血流,在血流最豐富的切面凍結圖像,圍繞病變邊緣勾畫感興趣區,通過SMI定量分析軟件測量VI,同一切面重復測量3次,取均值作為結果。SMI完成后切換至SWE模式,選擇L4～15高頻線陣探頭,頻率4～15 MHz。按照病灶體積的2～3倍勾畫感興趣區,手持探頭檢測部位,不施加壓力進行掃查,囑咐患者屏氣,待圖像穩定后存儲圖像信息。使用Q-Box軟件測量病灶最大彈性模量值(Emax),同一切面重復測量3次,取均值作為結果。進一步計算患者NAC第1、2、4周期末VI變化率、Emax變化率,公式為:VI變化率=(化療前VI-n周期末VI)/化療前VI×100%;Emax變化率=(化療前Emax-n周期末Emax)/化療前Emax×100%;n代表第1、2、4周期末。所有超聲檢查均由2位分別具有6、11年超聲檢查工作經驗的超聲醫師執行,當評估出現分歧時,請主任醫師參與評估,共同商量后達成一致意見。

1.2.2 病理檢查:NAC前行超聲引導下穿刺活檢獲得乳腺腫瘤組織,將組織常規石蠟包埋處理獲得切片進行相關免疫組化。檢測腫瘤增殖抗原(Ki-67)和人表皮生長因子受體2(HER-2)、雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)的表達情況。Ki-67表達≥14%為陽性、ER表達≥1%為陽性、PR表達≥1%為陽性,HER-2陽性細胞數()為陽性、0～+為陰性,以熒光原位雜交分析有無基因擴增分為陽性和陰性,同時經病理學檢查確定組織學類型[7-8]。

1.2.3 NAC治療:NAC方案均根據穿刺組織的免疫組化法結果進行選擇,主要以蒽環類和(或)紫杉類治療方案為主。NAC以21 d為1個周期,至少完成4個周期,總體化療4～8個周期?；熕巹┝繀⒄铡吨袊橄侔┬螺o助治療專家共識(2022年版)》[9]進行設定?；熃Y束后根據患者腫瘤部位、分期及患者意愿等決定外科手術方式。參照Miller-Panye病理反應分級法將手術切除標本病理組織與NAC前穿刺的病理組織進行比較,將其分為5個級(G1～G5級),級別越高表明NAC效果越顯著。將G1～G2級納入非顯著反應組、G3～G5級納入顯著反應組。

1.3 統計學分析

2 結 果

2.1 NAC前VI、Emax與乳腺癌生物學特征的關系

NAC前VI、Emax與乳腺癌組織分化程度、病理分期及癌組織HER-2表達有關(P<0.05),與腫瘤直徑及癌組織的Ki-67表達、ER表達、PR表達無關(P>0.05),見表1。

表1 NAC前VI、Emax與乳腺癌生物學特征的關系

2.2 乳腺癌NAC不同周期末VI變化率、Emax變化率比較

103例乳腺癌患者NAC后經Miller-Panye分級法評估為G1級的患者9例,G2級21例,G3級46例,G4級17例,G5級10例。顯著反應組73例、非顯著反應組30例。顯著反應組NAC第1、2、4周期末的VI變化率、Emax變化率均高于非顯著反應組,差異有統計學意義(P<0.01),見表2、表3。

表2 2組NAC不同周期末VI變化率比較 %

表3 2組NAC后不同周期的Emax變化率比較 %

2.3 不同周期末VI變化率和Emax變化率預測乳腺癌NAC病理反應效能

ROC曲線分析表明,NAC第1、2、4周期末VI變化率的AUC分別為0.786、0.863、0.815,靈敏度分別為0.745、0.832、0.771,特異度分別為0.773、0.814、0.817,見圖1A。NAC第1、2、4周期末Emax變化率的AUC分別為0.793、0.883、0.839,靈敏度分別為0.782、0.868、0.823,特異度分別為0.756、0.841、0.775,見圖1B。第2周期末,VI變化率聯合Emax變化率預測乳腺癌NAC病理反應的AUC為0.918,靈敏度為0.874,特異度為0.905,均高于第1周期末VI變化率聯合Emax變化率的AUC(0.832)、靈敏度(0.788)和特異度(0.827)和第4周期末VI變化率聯合Emax變化率的AUC(0.853)、靈敏度(0.827)、特異度(0.849),見圖1C。

A:VI變化率; B:Emax變化率; C:VI變化率聯合Emax變化率。

3 討 論

惡性腫瘤的不同生物學行為有著不同臨床表現和預后差異[10]。研究[11]表明,乳腺癌細胞增殖與轉移均對血管依賴性較高。因此,探討血管特征與乳腺癌生物學行為的關系有助于臨床分析乳腺癌的生物學特性,并在預后評估方面提供指導。

呂景等[12]研究發現,乳腺惡性病灶的超聲SMI分級顯著高于良性病灶,可能是因為乳腺惡性病變發展過程會介導病灶內部再生毛細血管。本研究圍繞乳腺癌病變邊緣勾畫感興趣區并計算VI,經分析發現,VI與分化程度、病理分期有關。分化程度低、病理分期高的腫瘤往往生長活躍、侵襲能力強。腫瘤發展過程會受各種細胞因子刺激,增強血管內皮生長因子表達,促進新生血管生成,增加病變邊緣的微血管數量,即VI增高。新生血管增多則增強和擴大腫瘤內微血管網狀結構,為癌細胞增殖和轉移帶來便利,使癌細胞迅速向外生長。CAI S M等[13]研究發現,乳腺癌迅速生長會導致病灶中心區域出現壞死、變性、鈣化,使病變中心區域充滿結締組織、纖維組織,增加質地硬度。因此,乳腺癌惡性發展過程所致的中心區域的質地硬度增加不利于病變中心區域的血管生成,易造成該區域出現乏血供狀態,但病變邊緣血供可能仍較豐富,這恰好也是乳腺癌惡性發展與轉移的特性。本研究圍繞病灶體積的2～3倍勾畫感興趣區,計算出Emax,經分析發現Emax與分化程度、病理分期表達有關,推測原因為乳腺癌惡性發展過程使中心區域癌細胞壞死,介導周邊組織分裂增殖成大量纖維細胞,并以趨化作用積聚于壞死區域進行組織修復。因此,乳腺癌病灶區域纖維組織增多會導致硬度增加、彈性降低,使Emax增高。研究[14]表明,不同乳腺癌內部腺管走行、細胞核分化及核分裂情況存在差異,而HER-2陽性乳腺癌具有高度侵襲性特征?？诐h卿等[15]研究發現,HER2陽性乳腺癌在超聲下多呈現低回聲、邊緣不規則等表現。本研究發現,HER-2陽性乳腺癌患者VI、Emax高于HER-2陰性者,原因可能是腫瘤邊緣血管網發達、惡性程度高,導致腫瘤邊緣不規則、低回聲等現象。因此,可推測Emax、VI會因HER2陽性乳腺癌惡性程度、血管網發達等影響而發生變化。

NAC可殺滅腫瘤細胞、縮小腫瘤體積,利于患者后期手術切除病灶,但不可忽視化療副作用,且乳腺癌NAC通常需要行4～8個周期。因此,對于NAC無顯著反應的患者,可及時調整治療方案,減輕或避免化療副作用。研究[16]發現,Emax變化率可預測乳腺癌NAC病理反應,但這些研究尚未結合腫瘤血管變化情況進行探討。本研究發現,NAC顯著反應組NAC第1周期末、第2周期末、第4周期末的VI變化率、Emax變化率均高于非顯著反應組,其中第1、第4周期末的VI變化率和Emax變化率在預測乳腺癌NAC病理反應效能較低(AUC<0.85); 第2周期末VI變化率和Emax變化率在預測乳腺癌NAC病理反應效能較高(AUC>0.85),提示該階段的VI變化率和Emax變化率在預測乳腺癌NAC病理反應時機最佳。本研究進一步分析發現,第2周期末VI變化率聯合Emax變化率預測乳腺癌NAC病理反應的AUC為0.918,均高于第1周期末聯合應用的AUC(0.832)和第4周期末AUC(0.853),說明第2周期末VI變化率聯合Emax變化率在預測乳腺癌NAC病理反應較敏感,可能是因為聯合應用能夠反映腫瘤細胞密度和膠原纖維含量,也反映了腫瘤微血管變化狀況,因此預測效能高。

綜上所述,VI、Emax與乳腺癌分化程度、病理分期、HER-2表達具有關聯性,其中化療第2周期末的VI變化率、Emax變化率是預測乳腺癌NAC病理反應的最佳時機。VI值和Emax是通過超聲檢查獲得,具有無創、簡便、可重復檢測及定量評估的優勢,在乳腺癌NAC病理反應評估中具有重要的臨床應用價值。但本研究為單中心數據,樣本量少,結果可能存在偏倚,還需開展多中心的大樣本研究進一步佐證。