乳腺癌患者动态增强MRI时间-信号强度曲线与肿瘤细胞生物学行为的相关性

叶东亮， 程世德， 范高洁， 郑晓梅

1. 黄山首康医院影像科， 安徽 黄山 245000； 2. 黄山首康医院病理科， 安徽 黄山 245000

乳腺肿瘤的早期鉴别可为恶性肿瘤患者治疗争取时间，但大部分乳腺癌患者早期缺乏临床症状，临床诊断多依赖于病理活检与影像学诊断，而病理活检属于有创检查，极易受乳腺类型及病灶部位等因素影响[1-3]。大量研究显示，MRI具有软组织分辨率高、可多方位显示病灶与重复使用、无辐射等优势，且不受患者体型、腺体类型、病变部位等因素影响[4,5]。常规MRI检查仅反映肿瘤形态学改变，对于微小病灶的检查仍存在一定不足。随着MRI技术的不断改进，动态增强MRI为乳腺癌检查常用影像手段，可无创性获取反映病变组织血供的功能信息，如肿瘤三维容积内部血流灌注信息及血管渗透性信息[6,7]。相关研究指出，增强MRI检查与肿瘤生物学指标具有一定相关性，可用于预测肿瘤发生及演变[8,9]。此外，肿瘤细胞生物学行为包括细胞增殖、侵袭及自噬等，多通过基因表示，如CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1、ATG2B、ATG4D等。基于此，本研究回顾性分析乳腺良性病变、乳腺癌患者动态增强MRI时间-信号强度曲线，在明确不同性质肿瘤动态增强MRI结果差异的同时，进一步探讨动态增强MRI时间-信号强度曲线参数与肿瘤细胞恶性生物学行为的内在联系，旨在为临床诊疗提供一定参考依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2017年1月至2021年8月本院收治的60例乳腺癌患者作为观察组，另选取同期进行手术治疗的60例乳腺良性病变患者作为对照组，进行回顾性研究。两组年龄、病灶直径、体质量指数(BMI)比较，差异无统计学意义(P>0.05)。纳入标准：患者均首次被诊断为乳腺癌或乳腺良性病变，并经术后病理证实；年龄>18岁；术前未接受放化疗、激素或分子靶向等治疗；配合相关检查，图像无明显运动及呼吸伪影，数据收集完整；患者知情同意。排除标准：继发性乳腺癌者；既往肿瘤手术史者；伴有严重心、肝、肾等重要脏器功能障碍者；合并免疫系统、血液系统疾病者；妊娠期、哺乳期女性。

1.2 方法

1.2.1MRI检查

采用美国GE公司提供1.5T Signa HDxt MR扫描仪，8通道乳腺专用相控线阵表面线圈；取仰卧位，双侧乳腺自然下垂；常规三平面定位平扫，平扫采用双侧乳腺快速自旋回波矢状位T2WI，FOV 20 cm×20 cm，层厚/层距5 mm/1 mm，TR/TE 4040 ms/81 ms，矩阵320×224，激励次数4次；随后进行横轴面乳腺动态增强容积成像多期相动态增强MRI，20 mL钆喷酸葡胺注射液(北京北陆药业股份有限公司，国药准字H10960045)作为增强扫描对比剂，经手背静脉采用高压注射器以2.5 mL/s流率注射0.1 mmol/kg，注射后进行连续无间隔扫描，共8次，每个期相扫描时间为58 s，共464 s，FOV 36 cm×36 cm，层厚/层距3.6 mm/1 mm，TR/TE 6.1 ms/2.9 ms，矩阵350×350，反转时间13 ms，激励次数0.8次。图像分别由2名具有主治医师以上职称医师直接阅片，获取病灶形态、肿瘤边缘、内部强化、有无环形强化等直接征象进行判断。采用美国GE AW 5.0后处理工作站对病灶实性成分绘制时间-信号强度曲线，分为流入型、平台型及流出型，采用Omni Ki netics Version 2.00软件处理磁共振增强图像，经reference region models优化图像，选取观察感兴趣区域，利用模型拟合计算达峰时间(TTP)、对比剂最大浓度(Max Cone)、时间-信号强度曲线的曲线下面积(AUC)、时间-信号强度曲线的最大斜率(Max Slop)、速率常数(Kep)、转运常数(Ktrans)，血浆容积分数(Vp)。

1.2.2肿瘤细胞生物学行为相关基因检测

取肿瘤组织标本，采用实时定量PCR法检测，试剂盒购自美国Thermo Fisher Scientific公司，经细胞裂解、氯仿溶解、高速离心取无色水相、沉淀RNA、样品cDNA合成、目标基因扩增等步骤，获取扩增增殖基因CXCL1、Notch1，侵袭基因Gab2、FOXF1，自噬基因ATG2B、ATG4D，上述基因均经电脑PCR曲线读取。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组动态增强MRI时间-信号强度曲线参数比较

观察组Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC高于对照组，TTP低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组动态增强MRI时间-信号强度曲线参数比较

2.2 动态增强MRI时间-信号强度曲线参数对乳腺癌的诊断价值

以观察组乳腺癌患者为阳性样本，对照组乳腺良性病变患者为阴性样本，绘制ROC曲线，结果显示，Ktrans、Kep、Vp、TTP、Max Cone、Max Slop、AUC诊断乳腺癌的曲线下面积(AUC)分别为0.797、0.753、0.758、0.830、0.754、0.744、0.765,联合诊断的AUC为0.913(P<0.001)，高于单一诊断。见表2。

表2 动态增强MRI时间-信号强度曲线参数对乳腺癌的诊断价值

2.3 两组肿瘤细胞生物学行为相关基因表达比较

观察组CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表达量高于对照组，ATG2B、ATG4DmRNA表达量低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组肿瘤细胞生物学行为相关基因表达比较

2.4 动态增强MRI时间-信号强度曲线参数与相关性肿瘤细胞生物学行为相关基因的相关性

Pearson相关性模型分析可知，乳腺癌患者动态增强MRI时间-信号强度曲线参数Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC与CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表达量呈正相关关系，与ATG2B、ATG4DmRNA表达量呈负相关关系(P<0.05)；TTP与CXCL1、Notch1、Gab2、FOXF1mRNA表达量呈负相关关系，与ATG2B、ATG4DmRNA表达量呈正相关关系(P<0.05)。

3 讨论

肿瘤的生长、侵袭及转移依赖于血管生成，且血管生成在乳腺癌预后中具有重要价值[10,11]。动态增强MRI技术通过定量与半定量参数评估肿瘤组织血管特异性，可反映目标组织血流灌注情况及血管通透性，几乎所有恶性肿瘤组织均可在动态增强MRI发现病灶组织内部新生血管，具体表现为动态增强MRI时间-信号强度曲线参数水平的改变[12,13]。定量参数Ktrans、Kep、Vp反映肿瘤血管渗透性[14]，本研究中观察组Ktrans、Kep、Vp高于对照组，提示乳腺癌患者癌组织具备高血流灌注及高通透性且新生血管明显增多。半定量参数Max Cone、Max Slop、AUC、TTP是基于时间-信号强度曲线获取，可重复性较高，均与肿瘤组织内部血流量呈正相关关系[15]，本研究中观察组Max Cone、Max Slop、AUC高于对照组，TTP低于对照组，证实乳腺癌组织中血流灌注更多，与其肿瘤特性一致。

乳腺癌细胞的恶性增殖与促增殖/抗增殖基因表达失衡密切相关，检测相关增殖基因表达可反映肿瘤细胞增殖活性及乳腺癌恶性生物学行为。CXCL1、Notch1均为临床常用增殖基因，其中CXCL1属于趋化因子家族成员，相关研究指出，CXCL1在恶性肿瘤组织中表达量明显高于癌旁正常组织，且CXCL1过表达患者预后不良[16]；Notch1属于原癌基因，有学者表示，恶性肿瘤细胞中Notch1呈明显高表达状态，特异性抑制其表达后，肿瘤细胞增殖活性显著下降[17]。本研究中观察组CXCL1、Notch1mRNA表达量均高于对照组，提示乳腺癌组织中存在促增殖基因的高表达。进一步相关性分析发现，乳腺癌动态增强MRI时间-信号强度曲线参数Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC与CXCL1、Notch1mRNA呈正相关关系，TTP与CXCL1、Notch1mRNA表达量呈负相关关系，推测动态增强MRI时间-信号强度曲线参数可作为乳腺癌细胞增殖活性的潜在评价指标。

恶性肿瘤细胞侵袭活性直接决定肿瘤恶性生物学行为程度及最终治疗结局。Gab2、FOXF1被认为是乳腺癌细胞转移相关基因，可衡量乳腺癌细胞侵袭活性。体外研究发现，Gab2是通过PI3K/Akt/ARK5/MMP途径参与乳腺癌细胞的侵袭转移[18]。FOXF1可作用于E-钙黏蛋白上游基因，加速上皮间质转化形成及乳腺癌细胞侵袭[19]。本研究中观察组Gab2、FOXF1mRNA均高于对照组，且乳腺癌动态增强MRI时间-信号强度曲线参数Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC与Gab2、FOXF1mRNA呈正相关关系，TTP与Gab2、FOXF1mRNA表达量呈负相关关系，提示乳腺癌细胞存在侵袭基因活性较高现象，且动态增强MRI时间-信号强度曲线参数可能可客观反映乳腺癌细胞的侵袭活性。

自噬又被称为Ⅱ型程序性细胞死亡，可引导细胞凋亡进程，自噬功能异常是恶性肿瘤发病重要原因之一。ATG2B、ATG4D均为典型自噬基因，已有大量研究证实，其在多种恶性肿瘤细胞中表达明显下调，伴有淋巴结转移患者ATG2B、ATG4D表达下调更为显著[20,21]。本研究中观察组ATG2B、ATG4DmRNA表达量均低于对照组，提示自噬基因表达下调参与乳腺癌发病。进一步相关性分析发现，乳腺癌动态增强MRI时间-信号强度曲线参数Ktrans、Kep、Vp、Max Cone、Max Slop、AUC与ATG2B、ATG4DmRNA呈负相关关系，TTP与ATG2B、ATG4DmRNA表达量呈正相关关系，推测动态增强MRI时间-信号强度曲线参数可反映乳腺癌细胞自噬活性。

综上所述，乳腺癌患者动态增强MRI时间-信号强度曲线参数存在明显变化，且其变化与肿瘤细胞生物学行为密切相关，可一定程度反映肿瘤恶性生物学行为，为临床诊疗提供参考依据。