劉開惠，楊 蔚，田海萍，張治寧，李云霞，何劍莉

(1.寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,寧夏 銀川 750004；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科，3.病理科，4.婦瘤外科，5.腫瘤內(nèi)科，6.放療科，寧夏 銀川 750004)

宮頸癌是女性常見惡性腫瘤之一[1]。免疫療法在治療宮頸癌、黑色素瘤等惡性腫瘤中具有巨大潛能，以程序性細(xì)胞死亡蛋白-1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其配體(PD-1 ligand,PD-L1)為主的免疫檢查點(diǎn)[2-3]備受關(guān)注?；贛R彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)的體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion,IVIM)成像以雙指數(shù)模型提取組織真實(shí)彌散系數(shù)(D)、灌注相關(guān)彌散系數(shù)(D*)及灌注分?jǐn)?shù)(f)，用于宮頸癌分期、分級及評估療效具有較高應(yīng)用價(jià)值[4]。SHAP法[5]廣泛用于數(shù)據(jù)分析。本研究以SHAP法觀察基于宮頸癌臨床、病理、MRI特征及IVIM定量參數(shù)構(gòu)建的聯(lián)合模型預(yù)測其PD-1/PD-L1表達(dá)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性納入2021年1月—2022年8月寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院63例首診宮頸癌(病灶均單發(fā))患者，年齡28～75歲、平均(53.8±11.6)歲；經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢病理證實(shí)宮頸癌，且于病理檢查前2周內(nèi)接受盆腔MR檢查；宮頸鱗癌52例、腺癌9例、腺鱗癌2例，F(xiàn)IGO分期Ⅰ期34例、Ⅱ期9例、Ⅲ期14例、Ⅳ期6例。納入標(biāo)準(zhǔn)：無手術(shù)、放射及化學(xué)治療等宮頸癌治療史，可耐受盆腔MR檢查，且影像學(xué)及病理學(xué)資料完整。本研究獲院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2018-062)，檢查前患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 囑患者檢查前禁食、禁水至少6 h，保持膀胱半充盈狀態(tài)。采用Philips Achieva 3.0T MR儀，囑患者仰臥，采集盆腔MRI；參數(shù)：軸位T2WI，TR 4 200 ms，TE 95 ms，矩陣300 × 400，F(xiàn)OV 240 mm ×360 mm，層厚5 mm，層間距1 mm，NEX 1；軸位IVIM，TR 4 800 ms，TE 76 ms，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，矩陣122×155，層厚4.0 mm，層間距2 mm，NEX 6，b值=0、25、50、75、100、150、300、500、1 000、1 500 s/mm2。

1.3 圖像分析 將原始圖像導(dǎo)入MITK軟件(2014.10.02)，由分別具有3年及21年工作經(jīng)驗(yàn)的住院及主任醫(yī)師各1名以雙盲法閱片。基于常規(guī)MR T2WI評估宮頸癌病灶大小、浸潤深度、有無宮旁浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(針對穿刺活檢患者)。參考T2WI于軸位IVIM(b值為1 000 s/mm2)連續(xù)層面避開出血、囊變及壞死沿病灶邊緣手動(dòng)勾畫ROI，測量其D、D*、f值，獲得相應(yīng)偽彩圖像，以各層面病灶D、D*、f值的均值為最后結(jié)果。

1.4 免疫組織化學(xué)染色 對術(shù)后或活檢標(biāo)本行免疫組織化學(xué)檢查，檢測PD-1/PD-L1蛋白表達(dá)水平，并行CD34和(或)D2-40、S-100及Ki-67染色。采用鼠抗人PD-1及PD-L1單克隆抗體，以免疫反應(yīng)評分(immunoreactivity score,IRS)為標(biāo)準(zhǔn)[6]，IRS=0為陰性，>0為陽性；CD34和(或)D2-40染色陽性提示脈管侵犯(lymphovascular invasion,LVI)陽性；S-100染色陽性提示神經(jīng)侵犯。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0及R(4.1.1)統(tǒng)計(jì)分析軟件。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficient,ICC)分析觀察者間測量IVIM參數(shù)的一致性：ICC≤0.40為一致性差，0.400.80為一致性極好。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以頻數(shù)表示計(jì)數(shù)資料，其中等級資料以Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較，其余行χ2檢驗(yàn)?；谂R床、病理、MRI表現(xiàn)及IVIM參數(shù)，以logistic回歸分析觀察宮頸癌PD-1及PD-L1陽性的獨(dú)立影響因素，構(gòu)建臨床-病理模型及三者聯(lián)合模型，繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線，評估獨(dú)立影響因素及各模型預(yù)測PD-1/PD-L1陽性的效能，以DeLong檢驗(yàn)比較曲線下面積(area under the curve,AUC)，以SHAP法評估聯(lián)合模型中各變量的貢獻(xiàn)。以Spearman相關(guān)性分析觀察2變量之間的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

63例宮頸癌中，33例PD-1表達(dá)為陽性、30例PD-1表達(dá)陰性；34例PD-L1表達(dá)陽性、29例PD-L1表達(dá)陰性。

2.1 不同PD-1/PD-L1狀態(tài)宮頸癌臨床、病理、MRI特征及IVIM參數(shù)比較 觀察者間測量D [ICC=0.97，95%CI(0.95,0.98)]、D*[ICC=0.87，95%CI(0.78,0.92)]、f [ICC=0.86，95%CI(0.81,0.93)]值的一致性極好(P均<0.05)，故取其中1名的測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。PD-1陽性、陰性組間，PD-L1陽性、陰性組間腫瘤病理分級、宮旁浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及D值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，其余參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 不同PD-1/PD-L1表達(dá)宮頸癌臨床、病理、MRI特征及IVIM參數(shù)比較

2.2 logistic回歸及診斷效能分析 宮頸癌FIGO分期、病理分級、宮旁浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及D值均為其PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的獨(dú)立影響因素(P均<0.05)，見表2。據(jù)此建立臨床-病理模型(包含F(xiàn)IGO分期及病理分級)及聯(lián)合模型(5個(gè)參數(shù)聯(lián)合)，聯(lián)合模型預(yù)測宮頸癌PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的AUC分別為0.85及0.89，均高于臨床-病理模型及任一單一獨(dú)立影響因素(Z=2.10～3.77，P均<0.05)，見表3及圖1。SHAP分析(圖2、3)顯示，宮頸癌FIGO分期及病理分級對聯(lián)合模型的貢獻(xiàn)較大，而D值為重要補(bǔ)充。

圖1 臨床-病理模型及聯(lián)合模型預(yù)測宮頸癌PD-1表達(dá)陽性(A)和PD-L1表達(dá)陽性(B)的ROC曲線

圖2 基于SHAP法解釋聯(lián)合模型各參數(shù)預(yù)測宮頸癌PD-1表達(dá)陽性(A)和PD-L1表達(dá)陽性(B)重要性(按降序排列)的經(jīng)典直方圖

表2 宮頸癌PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的獨(dú)立影響因素：logistic回歸分析結(jié)果

表3 單一獨(dú)立影響因素及各模型預(yù)測PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的效能

2.3 相關(guān)性分析 宮頸癌PD-1/PD-L1表達(dá)均與其D值呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.36、-0.39，P均<0.05)，與D*、f值無明顯相關(guān)性(P均>0.05)；PD-1與PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)(rs=0.12，P<0.01)。

3 討論

腫瘤PD-1/PD-L1表達(dá)水平與預(yù)后相關(guān)[2]。IVIM基于雙指數(shù)模型提取定量參數(shù)，可區(qū)分水分子彌散運(yùn)動(dòng)與微循環(huán)灌注，對組織微觀變化更為敏感。SHAP法以直方圖展示模型中各變量的貢獻(xiàn)，某變量的直方圖圖形越長，其SHAP值絕對值越大，貢獻(xiàn)值越高。本研究中，宮頸癌FIGO分期、病理分級、宮旁浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及病灶D值均為其PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的獨(dú)立影響因素；以之建立的聯(lián)合模型預(yù)測其PD-1/PD-L1表達(dá)陽性的AUC分別為0.85及0.89，高于臨床-病理模型及單一獨(dú)立影響因素；兩個(gè)聯(lián)合模型中FIGO分期及病理分級的貢獻(xiàn)均最大，D值為其重要補(bǔ)充。本研究logistic回歸分析顯示，宮頸癌PD-1/PD-L1表達(dá)陽性與其FIGO分期較晚、病理分級較低、宮旁浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，與OMENAI等[7]的結(jié)果相符，提示PD-1/PD-L1陽性與預(yù)后密切相關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌D值與其PD-1/PD-L1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。RASMUSSEN等[8]報(bào)道，頭頸部鱗癌ADC與其PD-L1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。ADC和D值均可反映組織內(nèi)細(xì)胞密度。ADC基于單指數(shù)模型DWI獲得，在一定程度上受體內(nèi)組織毛細(xì)血管內(nèi)血流灌注的影響，可能高估病灶內(nèi)純水分子的彌散運(yùn)動(dòng)；而D值可將病灶內(nèi)純水分子運(yùn)動(dòng)與微循環(huán)灌注分離，能更準(zhǔn)確地反映細(xì)胞內(nèi)水分子彌散及細(xì)胞增殖情況[9]。PD-1/PD-L1表達(dá)陽性宮頸癌內(nèi)細(xì)胞密度更高、水分子彌散受限更明顯，故其D值更低。

圖3 患者女，46歲，低分化宮頸鱗癌，PD-L1表達(dá)陽性 A、B.軸位T2WI(A)示宮頸不規(guī)則中-高信號腫塊，D值偽彩圖(B)示D值為0.46×10-3 mm2/s(箭示病灶)；C.免疫組化染色呈PD-L1陽性(×400)；D.SHAP實(shí)例圖示聯(lián)合模型中FIGO分期的價(jià)值最高，藍(lán)色和綠色代表預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)評分的正向和負(fù)向貢獻(xiàn)，E [f(x)]為聯(lián)合模型的截?cái)嘀?5.04)，f(x)為聯(lián)合模型的預(yù)測值(6.46)，預(yù)測值高于截?cái)嘀当硎綪D-L1表達(dá)陽性風(fēng)險(xiǎn)高，與實(shí)際相符

D*和f值均可反映微循環(huán)灌注。D*值主要由毛細(xì)血管長度、數(shù)量及血流速度決定，而f值指病灶內(nèi)微循環(huán)灌注效應(yīng)占總體彌散效應(yīng)的比重[10]。理論上，PD-1/PD-L1表達(dá)陽性腫瘤組織內(nèi)血管密度增加、灌注增加，D*及f值應(yīng)隨之升高；但本研究 PD-1/PD-L1陽性與陰性組間D*及f值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，病灶D*及f值與PD-1/PD-L1表達(dá)亦無明顯相關(guān)，可能與樣本量小，且D*及f值的穩(wěn)定性和受宮頸癌的影響程度均不及D值有關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌PD-1與PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)，與既往研究[11]結(jié)果一致，但相關(guān)性系數(shù)不高，考慮與樣本量少有關(guān)。PD-1主要與其配體PD-L1結(jié)合，抑制自身免疫反應(yīng)。人體被腫瘤細(xì)胞侵襲時(shí)，PD-1與腫瘤細(xì)胞表面PD-L1結(jié)合可抑制T細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡和耗竭，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞免疫逃逸而促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展；耗竭的T細(xì)胞特征性高表達(dá)PD-1，且與PD-L1相關(guān)[12]。綜上，基于宮頸癌臨床、病理、MRI特征及D值構(gòu)建的聯(lián)合模型可有效預(yù)測其PD-1/PD-L1表達(dá)狀態(tài)。但本研究為單中心小樣本觀察，且免疫組織化學(xué)所針對的腫瘤層面與腫瘤整體情況可能存在差異，有待后續(xù)進(jìn)一步觀察。