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临床研究
非肿块型强化的乳腺癌磁共振成像表观扩散系数值与HER-2表达的相关性分析
徐茂林 苏丹柯 谢东 金观桥 王铮 黄向阳 李芳 张卫

徐茂林,苏丹柯,谢东,等.非肿块型强化的乳腺癌MR表观扩散系数值与HER-2表达的相关性分析.磁共振成像, 2015, 6(7): 513-517. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.07.007.


[摘要] 目的 探讨非肿块型强化的乳腺癌MR扩散加权成像(DWI)表观扩散系数(ADC)值与HER-2表达的相关性。材料与方法 搜集经病理证实的乳腺癌73例,术前MRI动态增强均表现为非肿块型强化。行DWI扫描(b=0,800 s/mm2),测定病灶的ADC值。应用免疫组织化学(IHC)染色结合荧光原位杂交(FISH)技术测定HER-2的表达情况,应用t检验、Spearmen秩相关分析病灶的ADC值与HER-2表达的相关性,应用ROC曲线分析获得诊断HER-2阳性表达的最佳阈值。结果 HER-2阳性组ADC值为(1.028±0.171)×10-3 mm2/s,阴性组的ADC值为(0.931±0.176)×10-3 mm2/s,且HER-2阳性组ADC值高于阴性组(t=2.212,P=0.030)。ADC值与HER-2阳性表达呈正相关(r= 0. 294,P= 0.012)。ROC曲线分析得到判断HER-2表达的最佳ADC诊断阈值为0.977 × 10-3 mm2/s,灵敏度和特异度分别为70.8%和67.3%。结论 非肿块型强化的乳腺癌的病灶ADC值与HER-2表达呈正相关,可为患者临床治疗方案选择及预后评估提供参考依据。
[Abstract] Objective: To investigate the association of MR apparent diffusion coefficient (ADC) value with HER-2 expression in non-mass-like breast carcinoma.Materials and Methods: Seventy-three cases diagnosed as breast cancers by pathologic examination underwent magnetic resonance prior to surgery. All cases performed non-mass-like enhancement in dynamic contrast-enhanced MR imaging. The expression of HER-2 in tumor tissue were assayed by immunohistochemical (IHC) staining and Fluorescence in situ hybridization (FISH). ADC value was calculated using two b factors (b=0, 800 s/mm2). t test and Spearman rank correlation were used toevaluate correlations between ADC value with HER-2 expression. ROC curve was applied to get the best threshold of ADC value,which was to judge HER-2 expression.Results: The ADC value in HER-2 positive and negtive expression group was (1.028±0.171)×10-3 mm2/s and (0.931±0.176)×10-3 mm2/s, respectively. The ADC value in the positive expression group was significantly higher (t=2.212, P=0.030). ADC value had positive correlation with the positive expression of HER-2(r=0.294, P=0.012). The best threshold of ADC value to judge HER-2 expression was 0.977×10-3 mm2/s by ROC curve, while the sensitivity and specificity were 70.8% and 67.3%, respectively.Conclusions: ADC value may have positive correlation with the expression of HER-2 in non-mass-like breast carcinoma, and draw up the treatment plan and prognosis evaluation for patients.
[关键词] 非肿块型强化;乳腺癌;表观扩散系数;HER-2
[Keywords] non-mass-like enhancement;Breast carcinoma;ADC value;HER-2

徐茂林 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

苏丹柯* 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

谢东 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

金观桥 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

王铮 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

黄向阳 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

李芳 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

张卫 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心,南宁 530021

通信作者:苏丹柯,E-mail:sudanke33@sina.com


基金项目: 广西科学研究与技术开发计划项目 编号:桂科攻14124004-1-11 广西壮族自治区卫生厅自筹经费科研课题项目 编号:Z2013418
收稿日期:2015-05-15
接受日期:2015-06-24
中图分类号:R445.2; R737.9 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2015.07.007
徐茂林,苏丹柯,谢东,等.非肿块型强化的乳腺癌MR表观扩散系数值与HER-2表达的相关性分析.磁共振成像, 2015, 6(7): 513-517. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.07.007.

       非肿块型强化的乳腺癌占位效应不明显,无明确边界,具有一定分布特征,瘤灶内混有正常的腺体及脂肪组织,且与肿块型强化的乳腺癌存在不同的病理生理学基础[1,2,3]。人类表皮生长因子受体-2(HER-2)基因是一种的原癌基因,其扩增或过表达与乳腺癌的发生、发展及预后密切相关[4]。目前,国内外关于非肿块型强化的乳腺癌的ADC值与HER-2表达的相关性研究较少[5]。笔者搜集我院经手术病理证实的非肿块型强化的乳腺癌73例,探讨病灶表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值是否与HER-2的表达相关,旨在提高术前评估其HER-2表达的准确性。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       搜集我院2010年7月至2015年2月病理证实的乳腺癌803例,入组标准:(1) MRI检查前未予穿刺活检、放化疗等;(2) MRI动态增强表现为非肿块样强化;(3)术前MRI、术后病理及免疫组化资料完整。最终纳入非肿块型强化的乳腺癌73例,均为女性,年龄28~ 80岁,平均年龄(47.8±10.6)岁。其中浸润性导管癌61例(83.5%),导管原位癌8例(11.0%),化生性癌1例(1. 4%),混合型癌3例(4.1%)。

1.2 检查方法

       所有患者检查前均签署了知情同意书。患者取俯卧位,采用西门子公司Magnetom Avanto 1.5 T超导MR仪,专用乳腺表面相控阵线圈,让双乳自然下垂于线圈中。轴位常规使用T1WI FLASH及T2WI TIRM扫描;扩散加权成像(diffusion-weighted image,DWI)序列使用单次激发平面回波成像(echo-planar imaging,EPI)技术,扩散敏感系数b值分别取0、800 s/mm2,图像输入西门子配套工作站,软件版本NU-MARIS 4自动生成ADC图,TR 5600 ms,TE 56 ms,FOV 308 mm×308 mm,矩阵153×192,层厚6 mm,层间隔1.2 mm;动态增强扫描(DCE-MRI):采用容积内插体部检查序列(VIBE)轴面扫描,TR 4.43 ms,TE 1.73 ms,层厚1 mm,层间隔0.2 mm,Flipangle 10°,FOV 340 mm×340 mm,矩阵448 × 336。对比剂增强采用钆喷酸葡胺(Gd-DTPA),剂量为0.1 mmol/kg,注射流率为2 ml/s,团注结束后以相同速率注入20 ml生理盐水冲管。

1.3 图像分析

       所有图像均由两名影像学诊断经验丰富的高年资医师,在事先未知病理结果的情况下进行ADC值测量,判断不一致者经讨论达成统一。根据病灶动态增强、DWI,结合常规T1WI及T2WI来选取ROI,尽量避开正常腺体组织、囊变、出血及坏死区,找到强化最明显的病灶实性部分,在ADC图像上的对应位置选取ROI,测定面积不小于5 mm2,测量3次后取平均值记作病灶ADC值。

1.4 免疫组化检查

       组织切片:免疫组织化学(Immunohisto-chemistry,IHC)的切片厚度均为4 um;主要试剂和仪器:HER-2一抗(4B5兔单克隆抗体,即用型)、BenchMark XT全自动IHC染色机(ultra/Ventana公司)。用已知阳性的切片作为阳性对照,而以PBS代替一抗作为空白对照。HER-2的DNA探针试剂盒(购自德国Zytovision公司),配置合适滤光片的BX61型荧光显微镜(购自Olympus公司),应用荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)技术检测。方法:IHC和FISH检测步骤及参数设置均参照操作手册及试剂说明书。组织切片均在光学显微镜下观察,由高年资病理医师阅片。计数10个高倍视野中100个癌细胞或上皮细胞,算出阳性细胞所占比例。

       HER-2表达判定标准:应用美国FDA推荐的Hercep Test评分标准[6],按每张切片计算,结果分为(-)~(+++);完全没有着色或少于等于10%的癌细胞胞膜染色为(-);超过10%的癌细胞呈现微弱、不完整的细胞膜着色为(+);超过10%的癌细胞呈现弱至中等完整的细胞膜着色为(++);超过10%的癌细胞呈现强的、完整的细胞膜着色为(+++)。本研究中,笔者以(-)、(+)为阴性组,(+++)为阳性组,而对(++)者做Fisher检测,有扩增者为阳性组,无扩增者为阴性组。

1.5 统计学分析

       使用SPSS 17.0统计学软件包对数据进行统计学分析,应用t检验比较HER-2阳性组与阴性组ADC值的差异;应用Spearmen秩相关分析病灶的ADC值与HER-2表达的关联性。ROC曲线分析获得诊断HER-2阳性表达的最佳ADC诊断阈值。所有统计结果均以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 HER-2的表达情况

       73个病例经IHC及FISH测定显示:HER-2 (-)者27例,HER-2 (+)者10例,HER-2 (++)无扩增者13例,HER-2 (++)有扩增者6例,HER-2 (+++)者17例,即HER-2阴性组50例(68.5%),HER-2阳性组23例(31.5%)(图1图2)。

图1  女,47岁,左乳浸润导管癌。A:DCE-MRI,左乳非肿块型肿物表现为节段分布;B:DWI,病灶表现为高信号;C:ADC图,病灶呈低信号,ADC值为1.190 × 10-3 mm2/s ;D:免疫组化染色示:HER-2 (+++)(S-P × 100)
图2  女,32岁,右乳导管原位癌。A:DCE-MRI,右乳非肿块型肿物表现簇状强化;B:DWI,病灶表现为高信号;C:ADC图显示病灶呈低信号,ADC值为0.871 × 10-3 mm2/s;D:免疫组化染色示:HER-2(-)(S-P × 100)
Fig. 1  Forty-seven year old woman with invasive ductal carcinoma in left breast. A: DCE-MRI, the left breast non-mass-like neoplasmperformed as segmentaldistribution. B: DWI, lesions showed a high signal. C: ADC map, lesions showed a low signal, ADC =1.190×10-3 mm2/s. D: IHC staining, HER-2 (+++ )(S-P ×100).
Fig. 2  Thirty-two year-old woman withnon-invasive ductal carcinoma in right breast. A: DCE-MRI, the right breastnon-mass-like neoplasmperformed as clump enhancement. B: DWI, lesions showed a high signal. C: ADC map, lesionsshowed a low signal, ADC=0.871×10-3 mm2/s. D: IHC staining, HER-2 (-)(SP × 100).

2.2 ADC值与HER-2表达的相关性

       本组病例所有病灶ADC值为(0.566~ 1.339) × 10-3 mm2/s,中位数为0.963 × 10-3 mm2/s。HER-2阳性组ADC值为(1.028±0.171) × 10-3 mm2/s,HER-2阴性组ADC值为(0.931±0.176) × 10-3 mm2/s ,HER-2阳性组与阴性组的ADC值差异有统计学意义(t=2.212,P=0.030;表1);ADC值与HER-2阳性表达成正相关(r=0.294,P=0.012;表2图3)。通过ROC曲线分析,曲线下面积(AUC)为0.681 (95% CI为0.550~0.812),以ADC值为0.977 × 10-3 mm2/s作为判断非肿块型强化的乳腺癌HER-2表达的最佳阈值,诊断灵敏度和特异度分别为70.8%和67.3%(图4)。

图3  HER-2阳性组和阴性组ADC值分布情况
图4  ROC曲线图。曲线下面积为0.681
Fig. 3  Distribution of apparent diffusion coefficient values in the positive and negative HER-2 groups.
Fig. 4  ROC curve. Areas under the curve are 0.681.
表1  HER-2阳性组与阴性组的ADC值比较
Tab. 1  Comparation of ADC value in group HER-2 (+) and HER-2 (-)
表2  ADC值与HER-2阳性表达的相关性
Tab. 2  Correlation of ADC Value with HER-2 positive expression

3 讨论

       DWI是一种MR功能学成像技术,使得MRI对人体的研究深入到了细胞水平,它利用了组织中水分子的布朗运动原理,能够反映人体组织的微观结构以及细胞内外水分子的转运情况。ADC是DWI诊断乳腺病变的一个重要的参数,而ADC值是一个定量指标,与水分子的扩散与血流灌注相关[7]

       目前关于非肿块型强化的乳腺癌DWI表现研究报道不多。张静等[3]研究发现,乳腺肿块型强化的浸润性导管癌的平均ADC值略低于非肿块型强化的浸润导管癌,且分析原因是肿块型强化的浸润性导管癌肿瘤细胞致密,细胞外间隙小,纤维间质成分少;而非肿块型强化的浸润性乳腺癌的肿瘤细胞密度低,纤维间质多,病变内夹杂有不同程度的导管内癌成分,肿瘤细胞密度越低,ADC值越高。Yabuuchi等[8,9]指出乳腺肿块病变的ADC值低于1.1 × 10-3 mm2/s则提示恶性可能性大,而非肿块病变ADC值低于1.3 × 10-3 mm2/s就高度提示恶性。本组非肿块型强化的乳腺癌病例表现特征基本符合以上文献报道。笔者就非肿块型强化的乳腺癌DWI表现,探讨其ADC值大小与HER-2表达的关系,以期为这类患者的临床治疗方案选择及预后评估提供一定的参考价值。

       目前国内外关于ADC值和乳腺癌HER-2表达的相关性研究报道不完全一致。韦苇等[6]研究发现,HER-2表达越高,肿瘤细胞繁殖旺盛,导致细胞间隙减少和组织间渗透压增高,水分子活动受限,ADC值减低,最后得出,乳腺癌HER-2的阳性表达与ADC值呈负相关(P=0.015)。而王盈盈等[10]、刘春玲等[11]、Choi等[12]及Kim等[7]认为乳腺癌的瘤灶ADC值与HER-2表达无明显相关性(P > 0.05)。笔者分析认为,以上文献所研究的乳腺癌病例均未按病灶强化类型分类探讨,是造成其结果与本研究不同的重要原因。Jeh等[13]研究107例乳腺浸润导管癌病例(包括非肿块型13例),认为HER-2阳性表达可诱导血管内皮生长因子(VEGF)表达而促进肿瘤血管生成,肿瘤微循环灌注增加,致平均ADC值增大,最后得出HER-2阳性组平均ADC值高于阴性组(P=0.018),与本研究结果相似,但其ADC值测定采用了不同的设备及b值(1.5 T飞利浦设备,b=0,1000 s/mm2;3.0 T西门子设备,b=0, 750 s/mm2),不同的MR场强及不同b值会影响ADC测定值的大小[7],也许会对其研究结果有一定的影响。

       本研究结果显示,非肿块型强化的乳腺癌病灶ADC值与HER-2阳性表达呈轻度正相关(r=0.294),笔者结合文献[3, 6, 13]分析可能原因为以下两点:(1)当HER-2阳性表达时,肿瘤细胞旺盛,癌组织广泛散在生长,而其内亦同时混杂有一定的非肿瘤成分,导致所选取的ROI内细胞密度增加不明显,水分子扩散不明显受限,ADC测量值相对减小不明显。(2)HER-2阳性表达可促进微血管生成,增加了微循环灌注对ADC测量值的影响,致使ADC值增大。基于以上两点,笔者考虑HER-2阳性表达时,ADC值相对增大,即ADC值与HER-2表达呈正相关。另外,本研究通过ROC曲线分析获得判断HER-2表达的最佳ADC诊断阈值为0.977 × 10-3 mm2/s,即ADC值大于0.977 × 10-3 mm2/s时,HER-2倾向于阳性表达(图1图2),提示恶性程度高、预后较差,患者曲妥单抗治疗效果较好,但化疗及内分泌疗效不佳[6]

       本组研究的局限性:(1)非肿块型强化的乳腺癌样本数相对较少,且病理类型较集中,非特殊性类型浸润性导管癌占83.5%,类型过于单一,不能排除由病理学变化造成的偏倚,后续可扩大样本作进一步研究。(2)研究证实,选择不同扫描序列及不同的b值会影响ADC测量值的大小[3],但本研究尚未就此因素展开作详细讨论;(3)本研究选定的ROI与病理组织HER-2检测区域可能不完全一致。

       综上所述,非肿块型强化的乳腺癌相对于肿块型强化的乳腺癌DWI表现具有一定的特殊性,其病灶ADC值与HER-2的阳性表达具有一定的相关性。因此,可根据ADC值大小,初步预测非肿块型强化的乳腺癌HER-2的表达情况,为患者临床治疗方案选择及预后评估提供一定的参考价值。

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