尹思遠(yuǎn)，邵 凱，王唯偉

濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，山東 濟(jì)寧272029

乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，且患病率逐年上升［1］。其治療方案與基因分型密切相關(guān)，如Luminal A型激素受體高表達(dá)對(duì)內(nèi)分泌治療敏感，而對(duì)化療反應(yīng)較差；Luminal B 型內(nèi)分泌治療效果較Luminal A型差，但化療及分子靶向治療效果更佳；曲妥珠單抗對(duì)HER-2 陽(yáng)性型治療效果較好；三陰型乳腺癌僅對(duì)化療敏感，預(yù)后較其他基因分型差［2］。單指數(shù)DWI模型的ADC 值同時(shí)受組織內(nèi)水分子擴(kuò)散和微循環(huán)灌注2 種成分的影響；而體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion，IVIM）成像通過(guò)雙指數(shù)曲線擬合方式可分離出微循環(huán)血流灌注引起的假擴(kuò)散［3］。乳腺腫瘤的復(fù)雜性常使瘤內(nèi)部水分子呈非高斯運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）基于水分子非高斯分布模型，能更真實(shí)反映乳腺腫瘤微環(huán)境的變化［4］。國(guó)內(nèi)外學(xué)者多將IVIM 成像及DKI單一序列應(yīng)用于乳腺癌的基因分型判斷［5-6］，但兩者聯(lián)合的價(jià)值鮮有報(bào)道。因此，本研究擬聯(lián)合運(yùn)用IVIM 成像及DKI的定量參數(shù)對(duì)乳腺癌分子分型進(jìn)行判定。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2019 年9 月至2021 年12 月我院經(jīng)病理證實(shí)的244 例女性乳腺癌患者，年齡27～86 歲，平均（51±10）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床擬診為乳腺癌且行IVIM 及DKI 檢查；②手術(shù)或穿刺活檢后均行免疫組化或基因檢測(cè)獲取分子分型。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在MRI檢查禁忌證或圖像質(zhì)量不佳；②MRI檢查前已行穿刺活檢、手術(shù)或放化療。所有患者M(jìn)RI 檢查前均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法

采用GE Discovery 750W 3.0 T 超導(dǎo)型MRI 掃描儀和乳腺8 通道相控陣線圈。掃描序列與參數(shù)：①橫斷位IVIM 成像，采用單次激發(fā)SE-EPI 序列，TR 2 500 ms，TE 90 ms，層厚4 mm，層距0.4 mm，矩陣128×128，視野350 mm×350 mm，低b 值7 個(gè)，分別為0、30、50、80、100、150、200 s/mm2；高b值5個(gè)，分別為500、700、1 000、1 500、2 000 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)隨b值的增加依次為1、1、1、1、1、1、1、2、2、4、5、6次，掃描時(shí)間6 min 40 s。②DKI，b值為0、1 000、2 500 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)2 次，每個(gè)b 值施加30 個(gè)方向的擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)，TR 5 000 ms，TE 89.9 ms，層厚4 mm，層距0.4 mm，矩陣128×128，視野350 mm×350 mm，掃描時(shí)間5 min 55 s。

1.3 圖像處理及分析

將采集數(shù)據(jù)傳至GE AW 4.6后處理工作站，利用Funtools工作站中的MADC及DKI軟件獲取真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)（D）、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)（D*）、灌注分?jǐn)?shù)（f）及平均擴(kuò)散率（MD）、平均擴(kuò)散峰度（MK）的偽彩圖（圖1a～1e）。在IVIM灰度圖（b=1 000 s/mm2）及DKI灰度圖（b=1 000 s/mm2）上選取病灶實(shí)性成分最大的3個(gè)層面，避開(kāi)出血、壞死、囊變等區(qū)域，勾畫(huà)3個(gè)ROI（50～150 mm2），將ROI復(fù)制到D、D*、f、MD和MK偽彩圖上。

圖1 乳腺癌的擴(kuò)散峰度成像（DKI）及體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）參數(shù)圖及病理圖片 注：患者，女，46 歲，右乳浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌Ⅲ級(jí)，三陰型。圖1a～1e為真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)（D）、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)（D*）、灌注分?jǐn)?shù)（f）、平均擴(kuò)散峰度（MK）和平均擴(kuò)散率（MD）值偽彩圖，D=0.82×10-3 mm2/s，D*=59.4×10-3 mm2/s，f=60.7%，MD=2.03×10-3 mm2/s，MK=0.754；圖1f示病理診斷為浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌（HE 染色，高倍放大）；圖1g～1i示ER、PR、HER-2陰性；圖1j示Ki-67為低表達(dá)

1.4 分子分型

根據(jù)雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）、人類表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER-2）及細(xì)胞核增殖指數(shù)（Ki-67）的表達(dá)情況，將乳腺癌分為4 種亞型，分別為：①Luminal A型，ER（+）和/或PR（+），HER-2（-），Ki-67低表達(dá)（＜14%）；②Luminal B 型，ER（+）和/或PR（+），HER-2（+），Ki-67 高表達(dá)（14%）；③HER-2 陽(yáng)性型，ER和PR（-），HER-2（+），Ki-67任意表達(dá)；④三陰性型，ER、PR和HER-2（-），Ki-67任意表達(dá)［7］（圖1f～1j）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0和MedCalc 19.5.1軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量資料的正態(tài)分布分析運(yùn)用Kolmoforov-SmirnovZ檢驗(yàn)，并運(yùn)用Levene 檢驗(yàn)分析方差齊性，符合正態(tài)分布以表示，不符合則以M（QL，QU）表示。IVIM 成像及DKI 參數(shù)在不同分子分型之間的比較采用單因素方差分析和Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，兩兩比較采用LSD-t及Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。通過(guò)繪制ROC曲線，計(jì)算AUC并獲取敏感度、特異度及準(zhǔn)確率，AUC 的比較采用DeLong 檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同分子分型乳腺癌的DKI 及IVIM 參數(shù)比較（表1）

表1 不同分子分型乳腺癌IVIM成像及DKI定量參數(shù)的差異性分析

244例中，Luminal A型32例，Luminal B型131例，HER-2陽(yáng)性型36例，三陰型45例（圖1）。將不同分子分型乳腺癌的DKI 及IVIM 參數(shù)行兩兩比較，Luminal A 型的D*值均小于其他分子分型（均P＜0.01）；三陰型的f 值均高于其他分子分型（均P＜0.01）；Luminal B 型的D 值小于HER-2 陽(yáng)性型（P=0.006）；Luminal B型的MD 值均小于HER-2 陽(yáng)性型及三陰型，而MK 值均大于HER-2陽(yáng)性型及三陰型（均P＜0.05）。

2.2 不同分子分型乳腺癌DKI 及IVIM 參數(shù)的診斷效能（表2，圖2）

圖2 IVIM 與DKI 定量參數(shù)鑒別乳腺癌不同分型的ROC 曲線 注：圖2a～2c 分別為鑒別Luminal 與非Luminal、HER-2 陽(yáng)性型與其他分子分型、三陰型與非三陰型乳腺癌的ROC 曲線。D 為真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)，D*為灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)，f 為灌注分?jǐn)?shù)，MD 為平均擴(kuò)散率，MK為平均擴(kuò)散峰度，IVIM為體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)，DKI為擴(kuò)散峰度成像

3 討論

不同分子分型乳腺癌的ER、PR、HER-2 及Ki-67表達(dá)狀態(tài)不同；ER/PR 陽(yáng)性表達(dá)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，還可通過(guò)抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子水平，減少腫瘤微血供，明顯增加細(xì)胞外水分子受限程度［8］。HER-2可誘導(dǎo)生成血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，促進(jìn)腫瘤內(nèi)新生大量微血管，同時(shí)還可促進(jìn)細(xì)胞分裂，抑制細(xì)胞凋亡［9-10］。Ki-67 是反映腫瘤細(xì)胞增殖程度的常用量化指標(biāo)［11］。術(shù)前運(yùn)用影像定量技術(shù)預(yù)測(cè)乳腺癌分子分型，可為臨床治療方案的制訂提供參考。IVIM 成像和DKI 不僅能提供腫瘤的形態(tài)信息，還可通過(guò)定量參數(shù)提供腫瘤的功能信息。IVIM 成像中D 值反映的是組織內(nèi)真實(shí)彌散系數(shù)，D*反映組織內(nèi)微灌注，與平均血流速度和毛細(xì)血管段長(zhǎng)度成正比，f 值反映血管密度［12］。乳腺腫瘤內(nèi)組織成分越復(fù)雜，非高斯運(yùn)動(dòng)的程度越顯著，DKI 的MK 值越高，MD 值越低［13］。IVIM 成像與DKI 均無(wú)需注射對(duì)比劑，在保證患者安全的前提下，為定量預(yù)測(cè)乳腺癌分子分型提供了新思路。

本研究發(fā)現(xiàn)，Luminal A 型的D*值小于其他分子分型，病理基礎(chǔ)為ER/PR 陽(yáng)性，HER-2 陰性可明顯減少腫瘤微血供，與Du等［14］的研究結(jié)果一致。Luminal A/B 型乳腺癌D、D*、f 及MD 值小于非Luminal 型，而MK 值大于非Luminal 型；Luminal 陽(yáng)性患者腫瘤細(xì)胞因ER/PR 陽(yáng)性而降低了腫瘤的微血供，同時(shí)促進(jìn)腫瘤的增殖程度，使細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞外水分子真實(shí)擴(kuò)散受限明顯；而非Luminal 型（HER-2 型及三陰型）腫瘤微灌注量及毛細(xì)血管容積較Luminal A/B 型高，反而降低了細(xì)胞外水分子擴(kuò)散受限程度，與Wang等［15-16］研究結(jié)果相似。此外，本研究IVIM 成像的D*值及DKI 的MD 值鑒別Luminal A/B 型與非Luminal型診斷效能最高；病理基礎(chǔ)為腫瘤的高灌注使細(xì)胞外周圍間隙擴(kuò)大，在一定程度上降低了D 及MK 值的診斷效能。

本研究中，HER-2陽(yáng)性乳腺癌的D、D*及MD值高于HER-2 陰性組，而MK 值小于HER-2 陰性組；病理基礎(chǔ)為HER-2陽(yáng)性乳腺癌存在ER、PR的陰性表達(dá)及HER-2 的陽(yáng)性表達(dá)，使瘤內(nèi)微灌注增高，腫瘤細(xì)胞致密性減低，從而擴(kuò)大了細(xì)胞外周圍間隙，使水分子擴(kuò)散受限程度減低，與Yang 等［17］的研究結(jié)果相似。此外，本研究IVIM 成像的D 值及DKI 的MD 值對(duì)鑒別HER-2 與非HER-2 型乳腺癌最有價(jià)值；原因可能是HER-2 陰性組中包含了三陰型乳腺癌患者，而這部分患者因其微血供極為豐富，提高了水分子的高斯運(yùn)動(dòng)比重，非高斯運(yùn)動(dòng)相應(yīng)減少，使MK 值相對(duì)減?。?8-20］，上述2 種病理基礎(chǔ)導(dǎo)致HER-2 陽(yáng)性組與陰性組間總體微灌注及腫瘤內(nèi)水分子非高斯運(yùn)動(dòng)效應(yīng)相差不顯著，診斷效能較D、MD值低。

本研究還發(fā)現(xiàn)，D*、f 及MD 值對(duì)三陰型與非三陰型乳腺癌有鑒別價(jià)值。三陰型乳腺癌的ER/PR 陰性表達(dá)可降低腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性及密實(shí)性，同時(shí)增加腫瘤微血供，使細(xì)胞外周圍間隙擴(kuò)大；此外，瘤內(nèi)較多的壞死成分亦可使水分子真實(shí)擴(kuò)散受限程度減輕［21］；由于非三陰性中HER-2乳腺癌的存在，使D 及MK 值對(duì)三陰性與非三陰性乳腺癌的診斷價(jià)值有限，后續(xù)可增加樣本進(jìn)一步探究。

本研究有一定局限性：①樣本量較小，缺少驗(yàn)證集對(duì)2 種序列診斷效能進(jìn)行驗(yàn)證，后續(xù)將增加驗(yàn)證集；②ROI 為手動(dòng)勾畫(huà)，具有主觀性，對(duì)IVIM 成像、DKI 各定量參數(shù)ROI 的選定與病理組織取材層面存在一定差異；③IVIM 成像與DKI 所選b 值的數(shù)量及大小尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，IVIM 成像與DKI 可定量評(píng)估乳腺癌分子分型的表達(dá)狀態(tài)，兩者聯(lián)合可作為常規(guī)MRI的補(bǔ)充，有助于乳腺癌分子分型的術(shù)前判斷及預(yù)后預(yù)測(cè)。