0 引言

       乳腺癌易感基因（breast cancer susceptibility gene, BRCA）基因突变在乳腺癌发生发展中的作用非常重要^{[1, 2, 3]}。在病理特征方面，BRCA1基因突变相关乳腺癌分子分型较多的表现为三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）^{[4, 5, 6]}，而BRCA2基因突变相关乳腺癌更常表现为雌激素受体（estrogen receptor, ER）阳性乳腺癌，与散发性乳腺癌更相似^[7]。在治疗策略方面，BRCA基因突变的乳腺癌患者可能受益于靶向治疗，如基于铂的化疗和多聚ADP-核糖聚合酶抑制剂，也称PARP抑制剂^{[8, 9, 10]}。在发病风险方面，BRCA基因突变显著增加患乳腺癌的终生风险，遗传性乳腺癌中常常发现BRCA基因突变，散发性乳腺癌中也表现出相关趋势^[11]。乳腺MRI在乳腺癌研究领域应用广泛^{[12, 13, 14, 15]}，是检测BRCA基因突变女性等高危人群是否患有乳腺癌的有效方法^{[16, 17, 18, 19]}。过去仅有少数研究探索BRCA基因突变型和BRCA基因非突变型乳腺癌之间表现不同的MRI特征，据报道，BRCA基因突变型和非突变型乳腺癌病灶间背景实质强化（background parenchymal enhancement, BPE）存在差异；而BRCA1基因突变和BRCA2基因突变乳腺癌患者间病灶类型或强化方式存在差异^{[20, 21, 22]}。但相关报道结果尚未达成一致，并且多集中在西方或韩国、日本等人群。在中国乳腺癌人群中，MRI特征和BRCA基因状态的关系尚不明确。因此，本研究基于中国人群，探索BRCA基因突变和非突变型乳腺癌患者间存在差异的临床病理和MRI特征，或许有助于鉴别BRCA基因突变状态不同的乳腺癌，从而为临床选择更加合适的治疗策略提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究是一项回顾性观察性研究，遵守《赫尔辛基宣言》，经复旦大学附属肿瘤医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：1412142-42。收集2011年6月至2017年7月在复旦大学附属肿瘤医院确诊并进行了BRCA基因检测的乳腺癌患者的临床及病理资料。纳入标准：（1）家族性乳腺癌；（2）使用第二代测序技术进行BRCA突变基因检测；（3）在活检及治疗前接受了MRI检查。家族性乳腺癌的定义是为：（1）年龄≤35岁，至少有一名其他血缘亲属患有任何类型的癌症；（2）年龄>35岁，≤50岁，同一血统有2名血缘亲属患有任何类型的癌症；（3）年龄>50岁，同一血统有3名血缘亲属患有任何类型的癌症。排除标准：（1）同时发现双乳乳腺癌；（2）曾患有乳腺癌或其他部位的肿瘤；（3）MRI检查图像质量差。本研究最终纳入乳腺癌患者157例，包括BRCA基因非突变81例，BRCA1基因突变38例，BRCA2基因突变38例。所有患者均在我院进行了手术，并收集了术后标本病理资料。

1.2 临床病理特征

       临床资料包括患者的年龄和绝经状况。手术标本病理资料包括肿瘤组织学类型[包括浸润性导管癌（invasive ductal carcinoma, IDC）、导管原位癌（ductal carcinoma in situ, DCIS）和其他类型]、肿瘤体积（T分期）、有无淋巴血管浸润、有无前哨或同侧腋窝淋巴结转移和Ki-67指数，以及根据ER、PR和人类表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER-2）的表达状态区分的三种分子分型[luminal型（ER和/或PR阳性、HER-2阴性或阳性）；HER-2过表达型（ER和PR阴性，HER-2阳性）；三阴性（ER、PR和HER-2阴性）]。Ki-67指数以20%为分界值。

1.3 扫描方法及技术参数

       乳腺MRI检查在Aurora 1.5 T专用乳腺MRI扫描仪（加拿大）或GE 3.0 T MRI扫描仪（美国）结合乳腺专用线圈进行。在Aurora扫描仪中，首先进行常规扫描，序列包括T1WI梯度回波和T2WI脂肪抑制快速自旋回波序列（fat-suppressed fast spin echo, FSE）序列。前者扫描参数为：TR 12.9 ms，TE 5.3 ms，层厚5.0 mm，FOV 36 cm×36 cm，Matrix 285×256；后者扫描参数为：TR 6 680 ms，TE 29 ms，层厚5.0 mm，FOV 36 cm×36 cm，Matrix 320×256。

       动态对比增强MRI（dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI）序列注射钆喷葡胺对比剂（拜耳先灵制药股份公司，德国），注射速率2 mL/s，注射剂量0.1 mmol/kg，扫描参数如下：采用T1WI脂肪抑制序列（TR 29 ms，TE 4.8 ms，层厚1.5 mm，FOV 36 cm×36 cm，Matrix 360×360），在注射前和注射后90、180、270 s扫描，共采集4期图像。由于部分就诊时间较早的患者未在手术前进行DWI扫描，因此未将该序列纳入分析。

       在GE扫描仪中，常规扫描包括T1WI FSE序列（TR 8 600 ms，TE 10.0 ms，层厚2.0 mm）和T2WI短时反转恢复序列（short time inversion recovery，STIR）（TR 3 600 ms，TE 100 ms，层厚2.0 mm）；DCE-MRI序列注射钆喷葡胺对比剂（拜耳先灵制药股份公司，德国），注射速率2 mL/s，注射剂量0.2 mmol/kg，扫描参数如下：采用Vibrant序列（TR 6.3 ms，TE 3.5 ms，层厚3 mm）获得注射对比剂前后共7组TIWI脂肪抑制平扫及增强图像。所有相关图像及参数均由放射科医生在PACS系统上评估。

1.4 图像分析和诊断方法

       由两名分别具有10年和16年乳腺肿瘤影像诊断经验的放射科副主任医师在未知病理信息及BRCA基因状态的情况下独立完成MRI图像评价，意见不一致的由一位具有22年乳腺影像诊断经验的放射科主任医师最终决定。依据美国放射学院乳腺成像报告和数据系统分析乳腺癌患者的MRI特征^[23]，主要选择了纤维腺体组成（a型脂肪型、b型散在纤维腺体型、c型不均匀纤维腺体型、d型致密型）、BPE（轻微、轻度、中度、明显）、强化曲线[流入型（Ⅰ型）、平台型（Ⅱ型）、廓清型（Ⅲ型）]和病灶形态特征。病灶形态特征首先分类为肿块型和非肿块强化（non-mass enhancement, NME），并进一步将肿块型病灶分类为圆形及卵圆形、不规则形进行分析。由于样本量较少，没有对肿块型病灶及非肿块型病灶的边缘、内部强化方式等特征进一步分层统计分析。

1.5 统计学分析

       采用SPSS 25.0软件进行统计分析及作图。对于年龄这一数值资料，经正态检验不符合正态分布，采用非参数检验比较其在BRCA基因非突变型及突变型、BRCA1基因突变型及BRCA2基因突变型之间的差异。对于其他分类数据，采用卡方检验，存在某一分层理论频数<5的情况下采用Fisher's精确检验，比较其在BRCA基因非突变型及突变型、BRCA1基因突变型及BRCA2基因突变型之间分布的差异。筛选P<0.1的特征纳入logistic多因素回归，分析能够鉴别BRCA基因突变型和非突变型乳腺癌病灶的独立因素。

2 结果

2.1 临床病理特征

       该研究最终纳入157例乳腺癌患者，根据BRCA基因突变状态分为非突变组及突变组（包括BRCA1基因突变组和BRCA2基因突变组）。在BRCA基因突变组和非突变型乳腺癌之间，组织学类型的分布差异具有统计学意义（P=0.031）。BRCA基因突变乳腺癌组织学类型为IDC的比例较高，BRCA1基因和BRCA2基因突变乳腺癌中表现为IDC的比例分别为92.11%和94.74%。排除掉病理报告不全的病例后，乳腺癌分子分型（P<0.001、P<0.001）和Ki-67指数（P<0.001、P=0.002）在BRCA基因突变组和非突变组间、BRCA1基因突变组和BRCA2基因突变组间差异均有统计学意义。相对于BRCA非突变型乳腺癌和BRCA2突变型乳腺癌，TNBC在BRCA1突变型患者中比例较高，达到了84.21%；高Ki-67指数也在BRCA1突变型患者中比例较高，达到了92.11%。另外，在BRCA基因非突变和突变型乳腺癌患者之间，排除掉病理报告不全的病例后，组织学分级没有显著性差异。但是，在BRCA1基因突变型中组织学分级为3级的比例显著高于BRCA2基因突变型患者（P=0.002）。年龄、绝经状态、T分期、淋巴结转移状态、淋巴血管浸润状态在BRCA基因突变和非突变乳腺癌之间差异不具有统计学意义。具体临床及病理特征资料展示如表1所示。

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表1  乳腺癌患者的临床及病理资料
Tab. 1  Clinical and pathological date of breast cancer patients

2.2 MRI特征

       本研究对比了BRCA基因非突变型、BRCA1基因突变型及BRCA2基因突变型乳腺癌各组间纤维腺体组成、BPE、病灶形态及强化曲线这些MRI特征之间的差异，如表2所示。单因素分析发现，在BRCA基因非突变型和突变型患者间，强化曲线的分布差异具有统计学意义（P=0.041），BRCA基因突变型乳腺癌更倾向表现为廓清型（Ⅲ型）增强曲线，这一强化类型在所有BRCA基因突变型病灶中的比例为63.16%。在病灶形态上，NME共包含17例，分别是BRCA基因非突变组8例、BRCA1基因突变组2例、BRCA2基因突变组7例，肿块型与NME的分布在不同BRCA基因状态的组别间差异不具有统计学意义。进一步对肿块型病灶进行分类，分为圆形或卵圆形、不规则形两类。经卡方检验发现，BRCA1基因突变乳腺癌和BRCA2基因突变乳腺癌患者间肿块型病灶分布差异具有统计学意义（P=0.030），BRCA2基因突变的病灶表现为不规则形的比例较高，占表现为肿块型的BRCA2基因突变病灶的87.10%。纤维腺体组成和BPE特征在BRCA基因突变和非突变乳腺癌之间差异无统计学意义。本研究中BRCA基因非突变、BRCA1基因突变、BRCA2基因突变乳腺癌的各一位病例MRI图像如图1, 2, 3所示。

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图1  女，45岁，右乳BRCA基因非突变型乳腺癌，表现为不规则形肿块，强化曲线为廓清型（Ⅲ型）。1A：T1WI序列；1B：T2WI序列；1C：增强序列。
图2  女，40岁，右乳BRCA1基因突变型乳腺癌，表现为卵圆形肿块，强化曲线为廓清型（Ⅲ型）。2A：T1WI序列；2B：T2WI序列；2C：增强序列。
图3  女，34岁，左乳BRCA2基因突变型乳腺癌，表现为不规则肿块，增强曲线为平台型（Ⅱ型）。3A：T1WI序列；3B：T2WI序列；3C：增强序列。BRCA：乳腺癌易感基因。
Fig. 1  Famale, 45 years old. Right breast cancer with BRCA gene non-muation, characterized as irregular mass, type Ⅲ enhancement curve. 1A: T1WI sequence; 1B: T2WI sequence; 1C: contrast sequence.
Fig. 2  Famale, 40 years old. Right breast cancer with BRCA1 gene mutation, characterized as oval mass, type Ⅲ enhancement curve. 2A: T1WI sequence; 2B: T2WI sequence; 2C: contrast sequence.
Fig. 3  Famale, 34 years old. Left breast cancer with BRCA2 gene mutation, characterized as irregular mass, type Ⅱ enhancement curve. 3A: T1WI sequence; 3B: T2WI sequence; 3C: contrast sequence. BRCA: breast cancer susceptibility gene.

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表2  BRCA基因非突变型、BRCA1基因突变型及BRCA2基因突变型乳腺癌的MRI特征
Tab. 2  MRI characteristics of BRCA non-mutant, BRCA1 mutant and BRCA2 mutant breast cancer

2.3 临床病理特征和MRI特征预测BRCA基因状态的多因素分析

       进一步对表现为肿块型病灶的病例进行logistic多因素回归分析，纳入单因素筛选出的P<0.1的临床病理特征和MRI特征，包括组织学类型、分子分型、Ki-67指数、病灶形态和强化曲线，分析结果如表3所示。组织学类型、分子分型和Ki-67指数是区分BRCA基因突变型和非突变型乳腺癌的独立预测因素，病灶形态存在一定的预测趋势。BRCA突变型乳腺癌患者，组织学类型相较于IDC更低概率表现为其他类型[P=0.026，OR=0.125，95%置信区间（confidence interval, CI）：0.020~0.784]，分子分型表现为TNBC（P=0.001，OR=5.654，95% CI：2.072~15.430），更高概率表现为高Ki-67指数（P=0.005，OR=3.680，95% CI：1.474~9.186）。

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表3  区分BRCA突变型和非突变型乳腺癌的多因素logistic回归分析
Tab. 3  Multivariate logistic regression of distinction between BRCA non-mutant and BRCA mutant breast cancer

3 讨论

       本研究比较了BRCA基因突变型和非突变型乳腺癌组间临床病理特征和MRI特征差异，单因素分析发现了临床病理特征中的组织学类型、分子分型、Ki-67指数，和MRI特征中的病灶形态和强化曲线在BRCA基因突变及非突变乳腺癌之间、或BRCA1基因突变及BRCA2基因突变乳腺癌之间的显著性差异。BRCA基因突变型乳腺癌更倾向表现为廓清型（Ⅲ型）强化曲线，BRCA1突变型的乳腺癌更容易表现为圆形或卵圆形病灶。进一步多因素分析证实，BRCA基因突变型相对非突变型乳腺癌，组织学类型更多表现为IDC，分子分型表现为TNBC，Ki-67指数较高，而病灶形态存在一定趋势。这一结果表明部分MRI特征具有鉴别乳腺癌患者不同BRCA基因型的潜能，提示了乳腺MRI在乳腺癌诊断及治疗方案选择中的作用。

3.1 临床病理特征预测BRCA基因状态的分析

       在临床病理特征中，本研究发现组织学类型、分子分型、Ki-67指数是区分乳腺癌患者中BRCA基因非突变型及BRCA基因突变型的独立影响因素。

       BRCA1基因突变患者更高比例的表现为TNBC患者，而BRCA基因非突变型及BRCA2基因突变的患者更高比例表现为luminal型乳腺癌。类似的结果在其他乳腺癌人群的研究或综述^{[5, 24, 25, 26, 27]}中也有发现，这些差异的区别可能会导致BRCA1或BRCA2基因突变的乳腺癌患者对全身系统治疗药物的疗效不同于BRCA非突变乳腺癌患者，提示临床应选择合适的干预方案。但考虑到最新靶向药物的发展，BRCA基因状态和不同治疗方案对预后的具体影响仍需大样本分层研究。

       另外，本研究还发现BRCA基因突变相对于非突变乳腺癌组织学类型更多的表现为IDC，而非DCIS；BRCA基因突变相对于非突变、BRCA1基因突变相对于BRCA2基因突变乳腺癌的Ki-67指数较高；这些发现与前期其他文献^{[28, 29]}报道获得了相似的结果。BRCA蛋白位于染色体上，参与细胞周期调控、DNA修复等许多重要功能，BRCA基因突变导致BRCA蛋白表达下降^[30]，这可能提示BRCA基因突变的乳腺癌危险程度更高、生长更为迅速，提示对于高危人群或许需要进行间隔更短、更为完善的乳腺影像学检查。

3.2 MRI特征在BRCA基因状态不同的乳腺癌之间分布差异的分析

       本研究探索了中国乳腺癌人群中BRCA基因状态与MRI特征的关系，发现BRCA基因突变型乳腺癌更倾向表现为廓清型（Ⅲ型）强化曲线，BRCA1突变型的乳腺癌更容易表现为圆形或卵圆形病灶。相关报道在国外乳腺癌人群中有部分研究发表，但针对中国人群的研究还较为稀少。

       本研究发现在表现为肿块型病灶的病例中，BRCA1基因突变的乳腺癌更常表现为圆形或卵圆形，类似研究^[31]发现，在患有浸润性乳腺癌的高危女性中，有一部分表现为类似纤维腺瘤样的偏良性的小肿块。BRCA1基因突变乳腺癌与三阴性乳腺癌的表现和病理特征相关，而TNBC较非TNBC在MRI形态更容易表现为圆形病灶^[32]，这可能是由于TNBC恶性程度高、生长速度快，其肿瘤病灶整体快速增长、体积增大，向周围乳腺组织挤压、膨胀的速度快于癌细胞增殖、浸润的速度，故宏观上表现出如此的影像学特征。因此，MRI观察到的BRCA1基因突变乳腺癌病灶形态特征可能与上述表现相匹配。另外，进一步观察MRI图像，我们发现本研究中多数BRCA2基因突变乳腺癌中病灶形态表现为NME的比例较BRCA1基因突变或BRCA基因非突变乳腺癌患者高，呈现不均匀强化特征，虽然因为样本量的原因并未表现出统计学上的显著性差异，但以上观察性发现与其他研究结果类似^[20]。

       MRI特征中的强化曲线在BRCA基因突变型和非突变型组间单因素分析中表现出显著差异，BRCA基因突变型乳腺癌患者表现为廓清型（Ⅲ型）曲线的比例较高。一般认为生长快速的恶性肿瘤由于周围新生血管较多，具有较高的血管通透性及较高的血流量，容易表现为廓清型（Ⅲ型）强化曲线^{[33, 34]}，因此BRCA突变乳腺癌的这一MRI特征表现可能与肿瘤灌注状态有关，但未来需要更加精确的定量分析方法及大数据样本的验证。

3.3 研究局限性

       本研究存在一定局限性：（1）BRCA基因突变型乳腺癌的样本量局限性，将部分重要的临床病理特征或BRCA基因状态分层后，部分层次样本量较少，因此难以进行分层研究；（2）本研究为回顾性研究，对于一些就诊时间早的患者未进行DWI扫描，因此未将相关特征纳入分析；（3）病灶形态表现为NME的病例数量较少，未表现出统计学上的显著差异，因此本研究仅对肿块型病灶的具体形态进行了深入分析。未来我们将尝试构建前瞻性队列，扩大样本量，结合DCE和DWI序列，多维度分层分析MRI特征对乳腺癌BRCA基因状态的预测价值。

4 结论

       本研究证实了组织学类型、分子分型、Ki-67指数是鉴别BRCA基因突变型和非突变型乳腺癌的独立预测因素；对于MRI特征，BRCA基因突变型乳腺癌更倾向表现为廓清型（Ⅲ型）强化曲线，BRCA1突变型的乳腺癌更容易表现为圆形或卵圆形病灶。这些发现提示了中国乳腺癌人群中MRI特征与BRCA基因状态的潜在联系，乳腺MRI是辅助乳腺癌患者诊断和选择合适治疗方案的重要工具。