乳腺癌对比增强能谱X线摄影的强化特点与分子亚型对照分析

李鸿恩,李悦龙,谢汉民,邱琳,黄芷晴,曾益辉

乳腺癌是一种高度异质性的恶性肿瘤,其遗传背景及分子水平有显著的异质性。乳腺癌在我国女性恶性肿瘤中居首位,死亡率居第六位[1],发病率呈逐年上升,且呈年轻化趋势,严重威胁女性健康。雌激素受体(estrogen receptor,ER)、孕激素受体(progesterone receptor,PR)、人表皮生长因子受体-2(human epidermal growth factor receptor 2,Her-2)及细胞增殖核抗原Ki-67(nuclear associated antigen Ki-67,Ki-67)是乳腺癌治疗和预后评估的主要分子标志物[2]。2017年St.Gallen国际乳腺癌会议将乳腺癌分子亚型分为四型:腔面A型(Luminal A)、腔面B型(Luminal B)、Her过表达型、三阴性型。不同分子亚型乳腺癌具有不同生物学行为,在临床治疗方案的制定及预后评估方面均有显著差异。目前乳腺癌分子亚型主要靠活检标本的免疫组织化学检测,为有创性检查。近年来,乳腺癌在无创性检查X线、超声及MRI影像表现与分子亚型相关性研究已有很多[3-5],关于对比增强能谱乳腺X线摄影(contrast-enhanced spectral mammography,CESM)影像表现与分子亚型的相关性研究甚少[6]。本研究通过分析乳腺癌CESM强化特点与不同分型的相关性,旨在通过无创性技术CESM影像表现间接预测乳腺癌的生物学行为及基因表达水平,为患者术前预后判断和个体化治疗提供影像学依据。

材料与方法

1.一般资料

回顾性分析本院2019年8月-2021年9月乳腺科就诊的可疑乳腺疾病患者的病例资料。纳入标准:①经病理确诊为乳腺癌,病理活检前2周内行CESM检查;②检查前未行任何抗肿瘤治疗;③获得完整的病理资料及病理免疫组化标记物资料。排除标准:①患者已行新辅助化疗或乳腺方面治疗者;②对含碘对比剂过敏者;③妊娠或哺乳期妇女。最终纳入56例乳腺癌患者作为研究对象,均为女性,年龄21～72岁,平均(48.875±11.082)岁。根据年龄区间分为青年组(<40岁)[7]、中年组(40～<60岁)、老年组(≥60岁)。本研究经医院医学伦理委员会批准。

2.仪器与方法

采用GE Senographe Essential 乳腺X线扫描仪。对比剂采用碘帕醇注射液(300 mg I/mL),剂量1.5 mL/kg,采用高压注射器以流率2.8～3.0 mL/s进行注射。注射结束2 min后开始摆位检查。采用Bhimani等[8]研究的摄片顺序进行拍摄,先拍摄患侧头尾位(craniocaudal view,CC),再拍健侧CC位和健侧内外斜位(mediolateral oblique,MLO),最后拍患侧MLO位。在5 min内完成4次图像采集工作。采用自动曝光控制模式,获得低能图(传统的乳腺摄影图像)和高能图各1帧,低能图与高能图经计算机特定算法后处理可获得减影图像[9]。

3.免疫组化分析方法及分子亚型的诊断标准

ER、EP表达水平以细胞核上出现棕黄色染色阳性细胞百分比的半定量评分法(0%～100%)来评估。ER、PR阳性表达≥1%,阴性<1%。Her-2表达情况细胞膜棕色染色,Her-2评分为-或者+的判断为阴性,评分为的判断为Her-2阳性。评分为的需行荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测,基因扩增者为阳性,不扩增为阴性。Ki-67表达水平是指具有核染色的肿瘤细胞总数的百分比,Ki-67≥14%为高表达,<14%为低表达。按照2017年St.Gallen国际乳腺癌会议将乳腺癌分子亚型分为四型[10]:①Luminal A型:ER和(或)PR阳性、Her-2阴性、Ki-67低表达(<14%);②Luminal B型:一种为Her-2阴性、ER和(或)PR阳性、Ki67≥14%;另一种为Her-2阳性、ER和(或)PR阳性、Ki-67不限;③Her-2过表达型:Her-2阳性、ER和PR阴性、Ki-67不限;③三阴性型:Her-2、ER、PR均阴性、Ki-67不限。

4.图像分析

由2名具有10年以上乳腺疾病影像诊断经验的医师对CESM图像进行分析,结论不一致时经讨论后达成一致。并参照乳腺影像报告及数据系统(breast imaging report and date system,BI-RADS)进行分类诊断[11]。对CESM影像特征进行分析:强化程度分为轻度强化(病灶较周围腺体组织强化明显,但比乳晕强化程度弱)、中度强化(与乳晕强化程度相当,但比乳头强化程度弱)和显著强化(病灶较乳晕强化程度明显,与乳头强化程度相当);强化均匀性分为均匀强化和不均匀强化(含环形强化)。强化模式参照乳腺动态MRI的时间-信号强度曲线分型,在病灶侧CC位及MLO位上病灶最明显的区域勾画ROI(1 mm×1 mm),重复测量3次后取平均值,测量时尽量避开钙化及液化坏死区域,比较两者的强化程度,并分为三型:流入型(病灶CC位强化程度低于MLO位)、平台型(病灶CC位强化程度与MLO位相当)、流出型(病灶CC位强化程度高于MLO位)。

5.统计学方法

结 果

1．组织病理学及分子亚型

56例乳腺癌中,浸润性导管癌42例(75.00%),导管内原位癌7例(12.50%),乳头状癌5例(8.93%),黏液癌1例(1.79%),小管癌1例(1.79%)。年龄分布:青年组12例(21.43%),中年组33例(58.93%),老年组11例(19.64%)。分子亚型最常见为Luminal B型25例(44.64%),其次依次为Her-2过表达型13例(23.21%)、Luminal A型11例(19.64%)、三阴性型7例(12.50%),见表1。

表1 乳腺癌不同分子亚型的临床病理特征 [例(%)]

2．乳腺癌不同分子亚型病理表现比较

四组分子亚型乳腺癌患者年龄、病理类型分布、淋巴结是否转移比较,差异均无统计学意义(χ2=5.947、15.075、0.280,P=0.429、0.237、0.964)。进一步两两比较,四组分子亚型组间在不同年龄区间、病理类型、有无淋巴结转移无明显差异(q>0.0083)。其中,三阴性型(28.57%)、Luminal B型(28.00%)较Luminal A型(18.18%)、Her-2过表达型(7.7%)好发于青年。三阴性型乳腺癌(57.14%)相比其他分子亚型更易出现淋巴结转移。

3．乳腺癌不同分子亚型与CESM强化特点比较

强化程度方面比较:56例乳腺癌中有34例(60.71%)表现为显著强化,Luminal B型、Luminal A型乳腺癌以显著强化为主,分别占76.00%(19/25)、63.64%(7/11),见图1～2,Her-2过表达型、三阴性型乳腺癌以中度强化为主,分别占53.85%(7/13)、57.14%(4/7),见图3～4,各分子亚型间差异有统计学意义(χ2=20.597,P=0.002),进一步两两比较,四组分子亚型组间无显著差异(q>0.0083)。强化均匀性方面比较:56例乳腺癌中有38例(67.86%)表现为不均匀强化,不均匀强化乳腺癌在三阴性型、Her-2过表达型、Luminal B型中分别占100%、76.92%、64.00%,各分子亚型间差异无统计学意义(χ2=6.507,P=0.089),进一步两两比较,Luminal A型与三阴性型在强化均匀性方面比较,差异具有统计学意义(q<0.0083),余组间比较无显著差异。强化模式方面比较:56例乳腺癌中有39例(69.64%)表现为流出型,各分子亚型均以流出型强化为主,流出型强化乳腺癌在Her-2过表达型、Luminal A型、三阴性型、Luminal B型中分别占100%、72.73%、57.14%、56.00%,各分子亚型间差异无统计学意义(χ2=9.418,P=0.151),进一步两两比较,四组分子亚型组间无显著差异(q>0.0083),见表2。

图1 女,35岁,右侧浸润性癌。a)CESM减影图CC位;b)CESM减影图MLO位,CESM示右乳内下象限腺体深部可见一不规则肿块影,对比能谱增强后可见显著强化,强化均匀,呈平台型;c)病理检查:Luminal B型(HE,×200)。 图2 女,47岁,右侧乳头状癌。a)CESM减影图CC位;b)CESM减影图MLO位,CESM示右乳外上方团片状致密影及结节影,其间夹杂类圆形透亮影,对比能谱增强后团片状致密影显著强化,强化不均匀,呈流出型;c)病理检查:Luminal A型(HE,×200)。

图3 女,63岁,右侧乳头状癌。a)CESM减影图CC位;b为CESM减影图MLO位,CESM示右乳外上方团片状致密影,对比能谱增强后可见轻度强化,强化不均匀,呈流出型;c)病理检查:Her-2过表达型(HE,×200)。 图4 女,72岁,左侧浸润性癌。a)CESM减影图CC位;b为CESM减影图MLO位,CESM示右乳头后方可见一肿块影,对比能谱增强后可见显著强化,强化不均匀,呈流出型;c)病理检查:三阴型(HE,×200)。

表2 CESM强化特点与不同分子亚型的相关性 [例(%)]

讨 论

乳腺癌不同分子亚型均具有不同的基因组学和免疫组化特征,在乳腺癌临床诊疗、方案选择及判断预后方面均有重要意义[12]。通常认为Luminal A型适宜采用内分泌治疗、恶性程度最低、存活率最长、预后最好[13],但对化疗不敏感。Luminal B型对新辅助化疗敏感。Her-2过表达型对分子靶向治疗好,但易转移、预后差。三阴性型适宜采用细胞毒性药物治疗,分化差、恶性程度高、预后最差、存活率最短[14]。目前临床主要通过术前穿刺活检或术后大病理检查获得免疫组化标记物结果,但检查的可靠性取决于病理切片的处理,容易受穿刺部位、操作技术等因素的影响,存在一定的误差及滞后性[15]。CESM是一种新的乳腺X线检查技术,是利用碘剂在33.2 keV处因边缘效应(kedge)出现X线显著衰减现象,采用高低能X线两种能量进行投照,经计算机处理后得到减影图像,即CESM特有摄碘图。通过使用对比剂前后时间点采集图像,去除了正常乳腺腺体而凸显病灶形态,能够清晰反映乳腺肿瘤血管生成和血管化程度,在致密型腺体及隐匿性病灶中具有独特的优势[16]。本研究通过无创方法来分析CESM影像组学强化特征预测乳腺癌分子亚型的相关性,为诊疗前更精准地判断乳腺肿瘤的生长、治疗方案、预后提供重要依据。

1．不同分子亚型乳腺癌临床病理特征

本研究结果显示,病理类型以浸润性导管癌(75%)居多,在淋巴结转移中,三阴性型(57.14%)较Luminal B型(48.00%)、Her-2过表达型(46.15%)、Luminal A型(45.45%)多见,与吴翠怡等[17]研究一致,显示三阴性型较Luminal 型预后差、易转移、侵袭性强。不同分子亚型乳腺癌年龄、病理类型分布、淋巴结是否转移比较,差异无统计学意义(P均>0.05),与蔡思清等[18]和李杰宝等[19]研究结果一致。与刘明阁等[20]研究表明不同分子亚型乳腺癌患者淋巴结是否转移差异有统计学意义的结果不一致,究其原因为乳腺癌是一种高度异质性的肿瘤,不同患者的遗传背景、体质情况及分子水平有显著的差异,不同分子亚型乳腺癌临床病理特征相对独立。

2．CESM强化特点与分子亚型相关性分析

本研究共纳入56例乳腺癌患者,Luminal B型是最常见的乳腺癌(25例,44.64%),与宁艳云等[21]研究分子亚型最常见为Luminal B型(103例,38.87%)研究一致,但与卢振东等[22]研究显示Luminal A型是最常见乳腺癌研究结论不一致,可能与样本量、种族、地域、免疫组化标记物表达临界值不同有关。

本研究结果显示,乳腺癌显著强化占比60.71%(34例),与锁彤等[23]研究显示乳腺癌显著强化占比57.94%(62例)结果大体一致。不同分子亚型乳腺癌CESM强化程度具有显著差异(P=0.002)。四种分子亚型乳腺癌均表现中、显著强化,考虑为:①乳腺癌患者往往存在较高的血流灌注,有利于肿瘤生长;②乳腺癌病灶微血管密度与恶性程度呈相关性[24],微血管密度高则肿瘤恶性程度高,强化程度也越重;③血管管径粗,管壁通透性大,在注入对比剂后呈快速及中度、显著强化。Luminal B型和Luminal A型多呈显著强化。

环形强化是乳腺癌的特征性表现,与癌周血管密度、瘤体压力梯度及血管生长因子的趋化作用有关[25],本研究不均匀强化高达38例(67.86%)。Ho等[26]研究表明,三阴性型乳腺癌更易出现环形强化,本研究7例三阴性型乳腺癌均表现为不均匀强化(含环形强化),与之研究结果一致,可能与三阴性型乳腺癌恶性程度高、侵袭性高、肿瘤边缘微血管密度高、中心部分血供差、囊变坏死基质纤维化有关。但本研究结果显示不同分子亚型乳腺癌CESM强化均匀性差异无统计学意义,与文洁等[27]研究结果显示分子亚型乳腺癌磁共振内部强化方式差异无统计学意义一致。

MR血流动力学参数在乳腺癌诊断方面具有重要作用,本文CESM检查参照MR强化模式分流入型、平台型及流出型。本研究结果显示Her-2过表达型、Luminal A型、三阴性型及Luminal B型更多表现为流出型,分别占100%、72.73%、57.14%、56.00%,与陈永升等[28]研究显示四类分子亚型乳腺癌更多表现Ⅲ型(流出型)强化曲线结果一致。季晓亮等[29]研究显示不同分子亚型乳腺癌在时间信号强度曲线差异有统计学意义(P<0.05),本研究不同分子亚型乳腺癌在强化模式上差异无统计学意义,与之研究结论不一致,究其原因是本文采用的是CESM检查,且目前关于CESM强化标准尚未形成统一标准,强化模式仅靠观察者肉眼辨识,存在误差。但与聂丹等[30]研究显示不同分子亚型与病灶强化曲线类型差异无统计学意义研究一致。说明强化特点时间信号曲线在乳腺癌诊治中仅能作为辅助参考价值。

3．本研究的局限性

第一,病例数较少,统计结果存在偏倚可能,下一步需扩大样本量及多中心研究证实总结结果;第二,各个分子亚型的样本量不平衡,可能会使结果存在一定误差;第三,本研究仅采用CESM技术,方法较为局限,下一步将应用影像组学方法深入研究乳腺癌个分子亚型的影像学特点。

总之,不同分子亚型乳腺癌的CESM强化特点有一定区别,Luminal A型乳腺癌多表现为显著强化、流出型,Luminal B型多表现为显著强化、不均匀强化,Her-2过表达型多表现为中度强化、不均匀强化及流出型,三阴性型多表现为不均匀强化及中度强化。四种分子亚型乳腺癌的强化程度具有显著差异,但强化均匀性及强化模式无明显差异。乳腺癌CESM强化特点对初步预测分子亚型具有一定帮助,在指导临床个体化治疗、疗效评估及判断预后方面具有一定的潜在价值。