乳腺癌患者表柔比星与环磷酰胺联合化疗后超声三维心肌应变的特征研究

阮海东，李秀娟，付淑萍，陈天琪，陈赛君

近年来，乳腺癌发病率不断增高，乳腺癌术后化疗日益增多，由此产生的化疗药物的心脏毒性也逐渐受到临床医生的重视[1]。表柔比星与环磷酰胺联合化疗方案（EC 方案）是目前临床上乳腺癌诊疗指南I 类推荐的化疗方案[2]。其中表柔比星属于蒽环类药物，使用后可能会产生急性、慢性及迟发性的心肌毒性，急性心肌毒性主要表现为心律失常，而慢性及迟发性毒性则表现为心功能减低及心力衰竭。传统监测其心肌毒性的超声心动图指标为左室射血分数（LVEF），但LVEF 减低不够敏感，当其出现明显减低时患者心功能损害已不可逆[3]。超声三维心肌应变是通过采集实时三维心脏运动容积图像，运用三维斑点追踪技术得出的反映心肌运动能力和心肌功能的敏感指标。本研究通过观察乳腺癌患者采用EC 方案治疗后不同化疗周期及化疗结束后半年内的心肌应变特征，为临床早期发现化疗药物的心脏毒性提供参考。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019 年5 月至2020 年7 月在中国科学院大学宁波华美医院乳腺外科初次接受EC 方案的病理免疫组化提示人表皮生长因子受体2（HER2）阴性的乳腺癌患者60 例，均为女性，年龄36 ～73 岁，平均（53.2±9.6）岁。化疗方案为：表柔比星（E）100mg/m2第1 天+环磷酰胺（C）600 mg/m2第1 天，21 d 为一个化疗周期，至少化疗4 个周期[4]。入选标准：（1）同期未接受放射治疗及靶向治疗；（2）体格检查、心肌酶谱及肌钙蛋白检测、常规心电图及常规超声心动图检查未见明显异常；（3）不伴远处多发转移。排除标准：（1）合并冠心病、严重瓣膜病及心肌病等器质性心脏病；（2）合并其他慢性疾病而导致心功能受损者；（3）经胸超声透声条件差，图像显示欠佳者；（4）妊娠期或哺乳期妇女。本研究以患者化疗前采集的相关数据作为自身对照。所有患者纳入研究前均获得知情同意，并签署知情同意书；本研究已通过伦理学审查（批件号为PJ-NBPYKY-2019-024-02）。10 例患者因后期更改治疗方案或未按时随访复查而排除,最终50 例患者纳入统计分析。

1.2 方法 采用GE 公司生产的GE vivid E9-XDclear心脏超声诊断仪，配备经胸探头M5S（频率为1.7 ～3.3 MHz）和三维矩阵探头4 V（频率为1.7 ～3.5 MHz），同时配备EchoPac 201 脱机分析软件，可供图像脱机分析使用。入选患者于化疗前行常规及三维超声心动图检查，根据图像采集要求采集动态图像，所测数据作为自身对照。并在化疗2 周期和4 周期的最后1 d，化疗结束后3 个月及6 个月进行4 次随访复查。整个研究过程每例患者共接受5 次超声检查。图像采集方法：患者取左侧卧位，同步连接心电图，平静呼吸，使用M5S 探头于标准的胸骨旁左室长轴切面测量左室舒张末期最大前后径（LVIDd）、室间隔厚度（IVSd）、左室后壁厚度（LVPWd），用脉冲多普勒于标准心尖四腔心切面记录二尖瓣血流频谱，测得舒张早期峰值流速（E）及舒张晚期峰值流速（A），获取E/A值，组织多普勒于二尖瓣环间隔处获取舒张早期二尖瓣环运动速度（Em）及舒张晚期二尖瓣环运动速度（Am），并取得这两者的比值（Em/Am）；用双平面Simpson 法测量LVEF；然后切换到4 V 探头，于标准心尖四腔心切面启动4D 模式，保证左室心内膜面显示清晰，以Large 角度采集连续4 个心动周期，帧频＞心率的40%。所有图像采集均经有经验的超声医师完成。图像分析方法：启动EchoPac 201 分析软件，采用依据心电图上R 波顶点及T 波终末点自动选定心室舒张期及收缩期，于左室舒张期及收缩期分别确定二尖瓣连线中点及心尖位点后，软件自动描画左室心尖四腔心、心尖两腔心及心尖三腔心的心内膜，软件自动计算左室舒张末期容积（LVEDV）、左室收缩末期容积（LVESV）、左室整体纵向应变（GLS）、整体径向应变（GRS）、整体圆周应变（GCS）及整体面积应变（GAS）等各项参数数值，而后系统自动生成左室壁心肌应变牛眼图（图1）。4 种应变值的正负号仅代表心肌运动方向，本文以绝对值大小反映心肌应变大小。

图1 心脏三维容积图像与三维心肌应变（GAS）牛眼图

1.3 统计方法 采用SPSS 20.0 统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差表示，重复测量数据采用单因素方差分析，多重比较采用LSD-t 检验；绘制各三维心肌应变参数的ROC 曲线，计算ROC曲线下最大面积诊断截断值。P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 化疗不同时间各参数比较 化疗后6 个月E/A、Em及Em/Am与化疗前差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表1。

表1 化疗不同时间各参数比较

2.2 化疗不同时间三维心肌应变比较GAS、GLS 在化疗2 周期就开始出现下降，GCS 在化疗4 周期后出现下降，GRS 在化疗后3 个月下降（均P ＜0.05），心肌应变下降出现的时间早于传统心功能指标下降的时间。见表2。

表2 化疗不同时间三维心肌应变比较 %

2.3 ROC 曲线分析 GAS、GLS、GCS和GRS 的曲线下面积（AUC）分别为0.974、0.778、0.606 和0.549（图2），以约登指数最大获取各指标的截断值，其中GAS及GLS 的AUC 大于0.7，GAS 的截断值为28.5%，判断蒽环类药物对左室功能损害的敏感性为87.1%，特异性为92.9%；GLS 的诊断截断值为15.5%，判断蒽环类药物对左室功能损害的敏感性为66.0%，特异性为78.6%。见表3。

图2 三维心肌应变的ROC 曲线

表3 三维心肌应变的ROC 曲线分析

3 讨论

EC 化疗方案是乳腺癌患者术后的一线化疗方案，其中表柔比星属于蒽环类药物，具有心脏累积毒性。表柔比星进入人体后，会与Fe3+螯合，触发产生氧自由基，导致心肌细胞脂质过氧化及心肌线粒体DNA 损伤，从而造成心肌损害，造成心功能下降，甚至导致充血性心力衰竭，严重影响乳腺癌患者的长期生存率[5]。国内外已有初步研究表明乳腺癌患者使用蒽环类药物化疗后会出现心肌应变下降，且蒽环类药物具有慢性及迟发性毒性，而环磷酰胺会延长表柔比星在患者体内的代谢时间，从而加重表柔比星的心肌毒性[6-9]。既往临床上常通过心电图及常规心脏超声检查来监测蒽环类药物使用后患者的心功能；但有文献表明，常规心脏参数如LVEF 减低具有滞后性和不可逆性，并不能在早期发现心肌毒性[10]。三维实时超声心动图可完整采集到心脏真实运动的容积图像，且不具有角度依赖性，借助三维斑点追踪技术可以准确分析心脏在各个方向上的心肌应变，从而为早期反映心脏毒性提供可能。

本研究结果显示常规心脏超声检查参数随着化疗的进行无明显下降，只有反映舒张功能的E/A、Em、Em/Am 这3个指标在化疗后6 个月才开始出现下降，具有滞后性。而三维心脏超声检查结果表明在化疗早期（化疗2 个周期后），患者的GAS 和GLS 就率先出现下降；在化疗4 个周期后，患者的GCS 也开始下降；这说明三维心肌应变下降早于常规心功能参数，三维心肌应变对于亚临床心肌损害的敏感性更强。国内外多项研究也说明了用超声斑点追踪技术可以敏感反应心肌的亚临床损害[10-11]。但既往研究与本研究化疗方案的选择存在差异，部分止步于化疗疗程结束，未进行长期随访。本研究对HER2 阴性的乳腺癌患者进行EC化疗后，并进行了长达半年的随访观察，结果发现患者的三维心肌应变在化疗早期即可下降，在化疗结束后仍会进行性下降，这与文献[12-13]报道相符。这说明了三维心脏超声检查在乳腺癌化疗结束后的随访意义。

根据心肌带理论，心脏可以粗略分为三层，心内膜层心肌与心外膜层心肌主要由纵行纤维构成，中层心肌主要由环形纤维构成，且纵行纤维占了所有心肌的60%～70%。当化疗药物通过血液循环进入心脏以后，最早与心内膜层心肌接触，因此心肌纵向方向的应变下降早于横向方向应变的下降，而面积应变同时反应了纵向与横向方向应变的变化，因此用来反应亚临床心肌损害最为敏感。本研究中ROC 曲线提示GAS 曲线下面积最大，以28.5%作为截断值来提示心肌毒性的发生，敏感度为87.1%，特异度为92.9%。GAS 可用来早期敏感反应化疗心脏毒性的指标，可为临床尽早干预及减少心脏毒性事件发生提供参考。