增強MRI 多功能直方圖參數(shù)與三陰乳腺癌PD-L1 表達的相關(guān)性分析

李 驥 彭 飛 王 碩

河北省唐山市人民醫(yī)院磁共振室，河北唐山 063000

[關(guān)鍵字]三陰乳腺癌；增強磁共振成像；直方圖；程序性死亡配體1

三陰乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）是指雌激素受體（estrogen receptor，ER）、孕激素受體（progesterone receptor，PR）和人表皮生長因子受體-2（human epidermal growth factor receptor-2，HER-2）均陰性的乳腺癌，與其他乳腺癌亞型比較，具有侵襲性強、早期復(fù)發(fā)率高、預(yù)后差等臨床特點[1]。程序性死亡配體1（programmed death ligand 1，PD-L1）表達于多種腫瘤細胞表面，是程序性死亡因子1（programmed cell death 1，PD1）的配體之一，在介導(dǎo)乳腺癌細胞免疫逃逸中發(fā)揮重要作用。免疫治療主要是通過阻斷PD1/PD-L1 信號通路誘導(dǎo)腫瘤凋亡，PD-L1 的表達水平對三陰乳腺癌的免疫治療也有重要的指導(dǎo)價值[2-4]。磁共振動態(tài)定量灌注既可以評估腫瘤形態(tài)學特征，還可以在分子水平檢測腫瘤內(nèi)部的代謝活動，評價其生物學行為。灌注參數(shù)的直方圖分析法可基于各參數(shù)灰度像素值的概率分布（均值，偏度、峰度，百分位數(shù)等）對病灶的異質(zhì)性進行描述[5-6]。但關(guān)于DCE-MRI 各功能參數(shù)與PD-L1 表達的相關(guān)性研究鮮有報道。因此，本研究旨在分析三陰乳腺癌的DCE MRI 的容量轉(zhuǎn)運常數(shù)（volume transfer constant，Ktrans）、速率常數(shù)（rate constant，Kep）、血管外細胞外間隙容積分數(shù)（extravas cular extracellular volume fraction，Ve）的直方圖參數(shù)與PD-L1 兩者表達之間的相關(guān)性，以期全面評價DCE-MRI 多功能直方圖參數(shù)無創(chuàng)性預(yù)測三陰乳腺癌PD-L1 表達的可行性與可靠性。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2019 年12 月至2020 年6 月在河北省唐山市人民醫(yī)院手術(shù)治療的三陰乳腺癌患者52 例作為研究對象，均為女性，年齡（44.7±6.4）歲，經(jīng)穿刺活檢病理證實為三陰乳腺癌。所有患者均在穿刺或術(shù)前進行了DCE-MRI 掃描，且患者在進行MRI 檢查及穿刺活檢前均未行任何抗腫瘤治療。本課題經(jīng)河北省唐山市人民醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 MRI 檢查

應(yīng)用美國GE Signa HDx 3.0T 磁共振掃描儀?；颊吒┡P位，雙側(cè)乳腺懸垂于乳腺專用線圈內(nèi)掃描。應(yīng)用抑脂軸位3D 快速梯度回波（VIBRANT）序列，回波時間4 ms，TE 選取Minimum，翻轉(zhuǎn)角15°，矩陣288×224，層厚2.2 mm，層間距0 mm，視野為400 mm，平均次數(shù)為1。采用高壓注射器肘靜脈團注對比劑釓噴替酸葡甲胺（gadolinium diethylenertriamine pentaacetic acid，GD-DTPA），劑量0.1 mmol/kg，注射速度3.0 ml/s。注射對比劑前掃描蒙片，注射對比劑后連續(xù)掃描8 個時相，單期掃描時間為46 s。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)測量

將采集的原始圖像導(dǎo)入Omni Kinetics 軟件（GE公司），包括T1WI 蒙片及8 組動態(tài)增強序列圖像。感興趣區(qū)（ROI）設(shè)置：選取腫瘤中心（瘤體內(nèi)1/4 區(qū)域）和邊緣區(qū)域（瘤體外1/4 區(qū)域）作為感興趣區(qū)，選取原則是腫瘤最大層面，面積在（10±5）mm2，同一病灶測量3 次，取平均值作為最終值。利用Extended Tofts Linear 雙室模型計算相應(yīng)區(qū)域、并測量各定量參數(shù)。軟件自動計算Ktrans、Kep、Ve 的直方圖參數(shù)。①Ktrans是指對比劑從血管腔內(nèi)擴散到血管腔外的速度常數(shù)，單位為1/min。②Kep 指經(jīng)過若干時間后，組織間隙內(nèi)的對比劑重新回流到血管內(nèi)的速度常數(shù)，單位為1/min。③Ve 是指血管外細胞外間隙占整個體素的容積比。（Ktrans、Kep 和Ve 三者間關(guān)系可表達為：Ve=Ktrans/Kep）。直方圖參數(shù)包括平均值、最大值、最小值、峰度、偏度、第10 百分位數(shù)（P10）、第25 百分位數(shù)（P25）、第50 百分位數(shù)（P50）、第75 百分位數(shù)（P75）和第90 百分位數(shù)（P90）。

1.4 免疫組織化學檢測

采用自動化Ventana anti-PD-L1（22C3）免疫組化檢測系統(tǒng)（圖1，見封三）。樣本為手術(shù)切除或活檢獲取的石蠟包埋標本，常規(guī)切成4 μm 厚的白片。對于PD-L1 染色的白片要求需至少含有50 個可見的腫瘤細胞，對于免疫細胞評估需含有一定的腫瘤相關(guān)間質(zhì)以便進行免疫浸潤免疫細胞評分（immune cell score，IC）。質(zhì)控組織為10%中性緩沖福爾馬林固定的扁桃體組織，扁桃體組織同時含有陰性質(zhì)控成分和陽性質(zhì)控成分。PD-L1 表達采用IC 評分法和腫瘤細胞陽性比例評分（tumor proportion score，TPS）評分法進行判定，由2 名病理醫(yī)師進行判讀。①免疫細胞評估和評分方法：IC=腫瘤區(qū)域內(nèi)任何強度PD-L1 染色的免疫細胞所占區(qū)域/腫瘤區(qū)域×100%，IC 值為0～1。腫瘤浸潤免疫細胞染色陰性為無任何可辨別的PD-L1染色或腫瘤浸潤性免疫細胞中任何強度的可辨別PD-L1 染色存在，其染色占據(jù)的腫瘤區(qū)域＜1%（＜1%IC）；PD-L1 陽性為腫瘤浸潤性免疫細胞中任何強度的可辨別PD-L1 染色存在，其染色占據(jù)的腫瘤區(qū)域≥1%（≥1%IC），即IC≥1%為陽性表達。②TPS=任何強度下部分或完整膜染色的腫瘤細胞/所有腫瘤細胞×100%。TPS 分值為0～1 分。TPS＜1%為PD-L1 無表達；1%～＜50%為PD-L1 表達；≥50%為PD-L1 強表達，即TPS≥1%為PD-L1 陽性表達。

圖1 免疫組織化學方法檢測（100×）（見內(nèi)文第31 頁）

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0 軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（）表示，采用Spearman 秩相關(guān)分析評價各直方圖定量參數(shù)與乳腺癌PD-L1 的相關(guān)性。以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 三陰乳腺癌中Ktrans、Kep、Ve 直方圖參數(shù)

52 例TNBC 患者DCE-MRI 直方圖參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）見表1。圖2～3 為1 例三陰乳腺癌患者MRI圖像及其Ktrans、Kep、Ve 計算結(jié)果的直方圖。

圖2 三陰乳腺癌MRI 圖像

表1 DCE-MRI 直方圖參數(shù)值（）

表1 DCE-MRI 直方圖參數(shù)值（）

2.2 三陰乳腺癌PD-L1 表達情況

在52 例患者的病灶中，TPS≥1%的患者11 例（21.15%），IC 評分中≥1%的患者21 例（40.38%），其中21 例IC 評分陽性的患者中包含了8 例TPS 評分陽性的患者。

2.3 DCE-MRI 各直方圖參數(shù)與PD-L1 評分狀態(tài)的關(guān)系

PD-L1 評分陽性是三陰乳腺癌應(yīng)用免疫治療方案的重要指標，依據(jù)PD-L1 陰性陽性評分標準對患者進行分組，評估PD-L1 評分狀態(tài)與MRI 功能參數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果顯示，在IC 評分組中，PD-L1 陽性組Ktrans 均值、Ktrans P50值及Ktrans P75值高于陰性組（r=0.392、0.431、0.462，P <0.05）。此外，PD-L1 陽性組Kep 均值、Kep P25值及Kep P50值高于陰性組（r=0.336、0.471、0.426，P<0.05）。在TPS 評分組中，PD-L1評分狀態(tài)在MRI 各功能參數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義（P ＞0.05）。

圖3 同一患者Ktrans、Kep、Ve 各參數(shù)直方圖

3 討論

三陰乳腺癌比其他類型的乳腺癌更具侵襲性且預(yù)后更差，更易轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)，同時其對內(nèi)分泌治療無效，靶向藥物較少，是乳腺癌治療中的一大難題[7-8]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，三陰乳腺癌具有較高的腫瘤浸潤性淋巴細胞浸潤率及較高的PD-L1 表達率[9-12]，現(xiàn)已被認為是適合免疫檢查點抑制治療的乳腺癌最佳亞型。特別是在IMpassion130 研究中，PD-L1 陽性表達的患者無論是無進展生存期還是總生存期，均優(yōu)于PD-L1陰性患者[13]，這為三陰乳腺癌的免疫治療帶來了新的契機。

PD-1/PD-L1 是免疫檢查點中重要負向調(diào)控分子，在腫瘤免疫逃逸中起重要作用。腫瘤細胞表面高表達PD-L1，可與位于腫瘤浸潤淋巴細胞表面的PD1結(jié)合，并向腫瘤浸潤淋巴細胞傳遞免疫抑制信號，進而抑制T 細胞遷移、增殖及細胞毒性介質(zhì)的分泌，誘導(dǎo)T 細胞耗竭，限制其對腫瘤細胞的殺傷作用，實現(xiàn)免疫逃逸[14-15]。目前由于PD-L1 在乳腺癌中的陽性閾值尚未明確，因此本項研究PD-L1 表達采用了臨床試驗中常用的兩種評分方法，即TPS 和IC 評分法，研究發(fā)現(xiàn)在52 例患者中，TPS 的陽性率為21.15%，IC 的陽性率為40.38%，綜合IMmotion150、IMvigor210、IMpassion130 等多項臨床研究發(fā)現(xiàn)[13]，對于大多數(shù)腫瘤而言，IC 陽性患者同時包括了TPS 陽性的患者，本研究與既往的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，對于IC評分陽性的患者有8 例患者TPS 也是陽性的。目前已發(fā)現(xiàn)在肺癌、食管癌、胃癌等多種腫瘤中[13]，腫瘤細胞中PD-L1 表達升高，且常與患者的不良預(yù)后、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移及脈管生成相關(guān)。在本研究也觀察到腫瘤組織中位于腫瘤細胞上PD-L1 蛋白的表達水平明顯高于癌旁組織，此數(shù)據(jù)在結(jié)果中未列出。

DCE-MRI 是一種無創(chuàng)性反映形態(tài)學和血流動力學改變相結(jié)合的檢查方法，為腫瘤的診斷和治療提供了依據(jù)[16-17]，是評估腫瘤生長、轉(zhuǎn)移及預(yù)后的常用影像學檢查方式。Ktrans、Kep 和Ve 是DCE-MRI 常用的定量動力學參數(shù)，可以提供有關(guān)腫瘤生物學方面的信息。腫瘤的直方圖分析可提供超出平均值更多的量化指標，定量反映腫瘤的異質(zhì)性變化，重復(fù)性和一致性均較高[18-19]。因此，從DCE-MRI 得出的直方圖參數(shù)可以更為客觀地反映腫瘤微環(huán)境，尤其是腫瘤組織中的微血管密度。Li 等[20]研究發(fā)現(xiàn)動態(tài)增強參數(shù)Ktrans 與血管內(nèi)皮生長因子具有很強的相關(guān)性，可用于腫瘤血管內(nèi)皮生長因子受體分子靶向藥物療效的精準評估。尚海龍等[21]研究也發(fā)現(xiàn)乳腺癌MRI 參數(shù)Ktrans 和Kep 與增殖指數(shù)Ki-67 的表達呈正相關(guān)，可以預(yù)測腫瘤的增殖潛能。本研究顯示，在IC 評分組中，PD-L1陽性患者具有更高的Ktrans 均值、Ktrans P50值及Ktrans P75值。此外，PD-L1 陽性患 者的Kep 均值、Kep P25值及Kep P50值亦明顯高于陰性者，這些結(jié)果充分提示可以根據(jù)MRI 各功能參數(shù)評估PD-L1 的評分狀態(tài)，為臨床的免疫治療提供早期依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)[22-25]，三陰乳腺癌PD-L1 的表達與腫瘤的微血管密度和微淋巴管密度均呈正相關(guān)，提示PD-L1 參與了三陰乳腺癌的脈管生成，這也部分解釋了該研究結(jié)果。此外，也提示Ktrans 直方圖參數(shù)或與免疫微環(huán)境相關(guān)性不大，本研究結(jié)果也從另一方面證實三陰乳腺癌是一種具有明顯異質(zhì)性的惡性腫瘤。在本研究中并未發(fā)現(xiàn)直方圖參數(shù)Ve 與PD-L1 的表達存在任何相關(guān)性。

本研究也具有一定的局限性。首先，由于入組患者例數(shù)所限，并未對基底樣型及非基底樣型此兩種不同病理類型的乳腺癌進行分組探討。其次，灌注圖上ROI 的選取受主觀因素影響較大，難以完全避開囊變、壞死及出血區(qū)，且由于三陰乳腺癌異質(zhì)性較大，PD-L1 的表達在乳腺癌組織中亦具有明顯的異質(zhì)性。因此，需要在后續(xù)的研究中進一步擴大樣本量證實該研究結(jié)果，進一步減少研究中可能存在的偏倚。

綜上所述，增強MRI 直方圖參數(shù)與三陰乳腺癌PD-L1 IC 評分存在相關(guān)性，為DCE MRI 多功能直方圖參數(shù)無創(chuàng)性預(yù)測三陰乳腺癌PD-L1 表達的可行性提供了有力的支持。