DCE-MRI定量参数对乳腺癌新辅助化疗的疗效评估及相关性分析

艾国平， 刘江勇， 薛阳， 王翅鹏， 李国雄， 黄文才

乳腺癌是我国女性常见恶性肿瘤之一，其患病率逐年上升，并趋于年轻化的趋势[1]。目前针对局部进展期乳腺癌(locally advanced breast cancer，LABC)患者，术前新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy，NAC)联合手术治疗是提高其生存率的有效手段，其可以缩小原发病灶，促使肿瘤分级降低，减少手术范围，消减微小转移灶[2-3]。既往多选择钼靶和超声检查早期诊断和评估新辅助化疗疗效，但与上述影像检查方法相比，动态增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)评估肿瘤血管生成具有更大价值[4]。而MRI定量动态增强检查可以通过药代动力学模型，计算出具有生理学意义的定量增强参数，对乳腺癌病灶内的微血管灌注以及渗透情况的监测更加准确，并且能够通过对肿瘤组织血管内皮渗透性和血流增加的评估，对病变进行定性诊断及评估新辅助化疗疗效[5]。目前，多数研究主要集中在对半定量参数和生物学预后因子的相关性分析上[6]，关于MRI定量增强参数的相关研究较为缺乏，且不同研究结果存在明显的差异[7]。本研究采用DCE-MRI定量参数评估乳腺癌新辅助化疗疗效，并分析该参数与相关生物学预后因子的相关性。

材料与方法

1.临床资料

选择2014年1月-2016年12月在本院确诊为乳腺癌并拟行NAC治疗的81例女性患者，年龄 38～67岁，平均(44.63±5.29)岁。所有患者均签署知情同意书。纳入标准：①影像学检查发现局灶病变且未发现远处转移，病灶直径<5 cm，与周围分界不清；②病理结果为浸润性导管癌；③选择CET方案化疗(环磷酰胺、表阿霉素、紫杉醇)。

2.扫描参数

入选患者化疗前后均采用Siemens Skyra 3.0T超导MR扫描仪行DCE-MRI检查。肘静脉注入钆双胺对比剂0.2 mmol/kg，扫描时间7.26 min，扫描25个时相。

3.DCE-MRI定量参数测量

将动态增强图像导入TISSUE 4D软件确定肿瘤位置，测量3次取平均值，并形成伪彩图。计算以下参数：①容量转移常数(Ktrans)，血管内对比剂扩散到血管外的速度常数；②速率常数(Kep)，血管外对比剂渗入血管内的速度常数；③血管外细胞外间隙容积比(Ve)：(血管+细胞外间隙)/总容积。

4.疗效评价

采用RECIST标准，最大层面为肿瘤增强最明显图像处，测量化疗前、后瘤体最大径的变化情况，分为有效和无效，有效：化疗后瘤体缩小>30%；无效：瘤体缩小≤30%或出现新病灶(图1、2)。本研究比较化疗前、2个NAC疗程后、化疗结束时病灶最长径的变化情况。

5.免疫组化染色及分析

癌组织标本进行免疫组化染色，细胞成棕黄色为阳性细胞。①雌激素受体(estrogen receptor，ER)、孕激素受体(progesterone receptor，PR)阳性：阳性染色位于细胞核内，数量>10%；ER、PR阴性：数量≤10%；②人类表皮生长因子受体-2(Human epidermal growth factor receptor 2，HER-2)：阳性染色位于细胞膜，HER-2低表达：-和+，HER-2过表达：++和+++；③Ki-67：阳性染色位于细胞核内，高倍镜下记录阳性细胞数/1000个细胞的百分比，阴性(-)：<10%；弱阳性(+)：10%～50%；强阳性(++)：>50%。

6.统计方法

采用SPSS 22.0软件进行数据分析，各参数比较采用方差分析，疗效评价采用t检验；各受体在不同表达状态下的DCE-MRI参数采用Mann-Whitney U检验比较；DCE-MRI参数和Ki-67阳性表达率的相关性采用Spearman方法评价，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.化疗前后DCE-MRI参数值的比较

①有效组(52例)：Ktrans、Kep在2个NAC疗程后及化疗结束时均较治疗前下降(P<0.05)；Ve在2个NAC疗程后较治疗前略升高，化疗结束时较治疗前下降，差异无统计学意义(P>0.05，表1)。②无效组(29例)：与治疗前比较，Ktrans在2个NAC疗程后稍升高，化疗结束时稍下降(P>0.05)；Kep在2个NAC疗程后及化疗结束时均下降(P>0.05)；Ve值在2个NAC疗程后及化疗结束时均升高，差异均无统计学意义(P>0.05，表1)。

2.ER、PR、HER-2不同表达状态时DCE-MRI定量参数的比较

ER阴性组的Kep值高于ER阳性组，差异有统计学意义(P<0.05)。与PR阳性组相比，PR阴性组的Kep值升高，差异有统计学意义(P<0.05)。在Ktrans、Ve值方面，ER、PR阳性组和阴性组间差异无统计学意义(P>0.05)。在Ktrans、Kep、Ve值方面，HER-2低表达和高表达组间差异无统计学意义(P>0.05)，见图3、表2。

图1 女，61岁，双乳肿块。a～c) 治疗前； d～f) 治疗后，双乳肿块较前减小，右侧明显。 图2 女，45岁。a～c) 治疗前； d～f)治疗后，瘤体变化不明显。

参数治疗前2个NAC疗程后化疗结束时F/P值t1,2/P1,2t1,3/P1,3有效组 Ktrans(min-1)1.39±0.450.93±0.4510.64±0.33239.302/0.0005.086/0.0009.236/0.000 Kep(min-1)1.84±0.481.21±0.4910.79±0.32273.628/0.0006.683/0.00012.756/0.000 Ve0.75±0.360.80±0.290.76±0.250.437/0.6540.772/0.4440.258/0.797无效组 Ktrans(min-1)1.25±0.491.47±0.391.07±0.357.298/0.0021.734/0.0941.836/0.077 Kep(min-1)1.59±0.371.48±0.521.41±0.431.361/0.2650.898/0.3771.845/0.076 Ve0.83±0.400.89±0.280.84±0.320.245/0.7830.678/0.5030.148/0.884

注：t1,2、P1,2表示治疗前与2个NAC疗程后比较；t1,3、P1,3表示化疗结束时与治疗前比较。

3.Ki-67表达与定量参数的相关性

Ki-67表达分别与Ktrans值、Kep值呈正相关(r=0.654，P<0.001；r=0.364，P=0.001)，Ki-67表达与Ve值无相关性(r=-0.152，P=0.177)。

图3 a)ER阳性；b)ER阴性；c)PR阳性；d)PR阴性；e)HER-2阳性；f)HER-2阴性。

预后因子表达状态例数Ktrans(min-1)Kep(min)VeER 阴性360.72±0.370.90±0.430.79±0.24 阳性450.84±0.411.10±0.4810.80±0.31 t1.4621.9060.213 P0.1480.0600.832PR 阴性430.65±0.320.80±0.320.78±0.24 阳性380.94±0.411.27±0.4810.80±0.32 t3.6265.2890.269 P0.0010.0000.789HER-2 低表达270.64±0.310.94±0.490.80±0.32 过表达540.86±0.411.05±0.460. 78±0.25 t0.9612.4310.228 P0.3390.0170.820

讨 论

乳腺癌的发病率近年来有逐渐上升的趋势，新辅助化疗可以为局部晚期乳腺癌患者赢得手术机会，为肿瘤体积较大的乳腺癌患者提高保乳率，改善患者生活、生存质量，因此目前该治疗方案已经较多的应用于临床。评估乳腺NAC疗效最常见、最重要的是运用影像学手段，而MRI检查具有相当的优势，如准确性和精确性[8-9]，而动态增强MRI检查具有更佳的优势，可以动态观察综合病灶的形态学变化及强化特征，检测化疗后肿瘤组织反应，以及血流动力学变化[10]。

传统的乳腺MRI检查具有相对局限性，只能进行动态增强观察病灶形态学特点，以及结合时间-信号强度曲线诊断病灶，不能了解肿瘤组织灌注情况。而定量动态增强MRI，则可以通过动态监测对比剂体内的吸收、代谢情况，获得血流动力学指标，精确定量肿瘤的血流灌注情况[11]。在本研究中，在第2个疗程及化疗结束时，治疗有效组Ktrans、Kep均降低，而无效组下降不明显，甚至略有升高，这表明化疗无法减少肿瘤局部渗透性及血流灌注，治疗效果较差。Ve值在第2个疗程时略有升高，而化疗结束时降低，这可能是由于化疗过程中，肿瘤周围组织出现水肿导致Ve稳定性较差[12]。本研究结果显示，在各疗程随访过程中，Ve变化差异无统计学意义，而Ktrans、Kep的变化差异有统计学意义。分析机制在于化疗药物损伤了肿瘤组织血管，血流灌注减少，血氧供氧下降，肿瘤细胞不断的破坏、裂解，血管外细胞间隙增宽，化疗药物治疗有效。因此，DCE-MRI可以无创伤的定量反映肿瘤组织的血管分布及通透性、肿瘤组织强化特点，Ktrans、Kep可定量反映病灶血流动力学特点，使临床工作者可以客观、准确的判断疗效。

在评价乳腺癌预后及指导临床治疗中，多运用不同类型分子生物学指标，如ER、PR、HER-2和Ki-67等[7,13-15]。本临床研究显示，ER阴性组的Kep值高于ER阳性组，差异有统计学意义(P<0.05)。与PR阳性组比较，PR阴性组的Kep值升高，差异有统计学意义(P<0.05)。分析机制在于ER和PR表达阴性时，毛细血管的通透性更高，由血管外细胞外间隙反流管腔内的对比剂更多。国外研究显示，ER通过降低血管内皮生长因子，抑制肿瘤血管生成[16]。因此，ER和PR阴性患者的肿瘤血管增生明显，血流灌注增多，血流动力学指标升高。另一方面，本研究中在Ktrans、Ve值方面，ER、PR阳性和阴性组之间差异无统计学意义(P>0.05)。分析原因可能是Ktrans值存在生理性误差，Li等[17]研究发现，诸如高血压等任何影响血流灌注的因素，均可影响Ktrans值的测定，从而出现误差。而Ve=Ktrans/Kep的关系，ER和PR阴性组的Ktrans与Kep的比值并无显著变化，因此Ve值变化不明显。

HER-2是一种原癌基因，HER-2阳性的乳腺癌患者，通常表现为肿瘤组织恶性程度高，分化差，治疗效果不理想，预后较差[18-19]。临床上运用该指标指导临床用药，如靶向药物曲妥珠单抗(赫赛汀)等[20]。本研究中，在Ktrans、Kep、Ve值方面比较，HER-2低表达和高表达组之间的差异无统计学意义(P>0.05)，这可能是因为该指标与肿瘤血管生成、血供无关，其诱导肿瘤是通过扩增HER-2基因，使其蛋白产物p185过度表达，激活酪氨酸激酶，促进细胞增殖，减少细胞凋亡，诱导肿瘤生长[21]。

Ki-67抗原与细胞生长周期有关，反映细胞增殖水平，表达水平越高，恶性程度越大，复发率越高[22-26]。Kim等[14]研究发现，与乳腺癌中Ki-67低表达者比较，高表达者的Ktrans、Kep值明显增高。本研究也进一步证实，81例乳腺癌标本组织中Ki-67表达分别与Ktrans值、Kep值呈正相关，其发生机制可能是，Ktrans、Kep值反映肿瘤血管分化和渗透性，参数值越大，血管分化程度越差、血管渗透性越高，血流灌注升高，恶性程度更大；与之呈正相关的Ki-67，反映的状况一致。

综上所述，通过评估乳腺癌DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep，可以判定乳腺癌的生物学行为，评估预后，为临床治疗方案的确定提供精确指标。