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超声造影表现评估乳腺癌患者血管生成拟态的可行性及其与Ki-67 增殖指数的关系

2023-09-13宋鹏媛刘丽娜慈丽娜付赵虎张鸿瑞

生物医学工程与临床 2023年4期
关键词:造影阴性病理

宋鹏媛,刘丽娜,慈丽娜,王 卓,付赵虎,张鸿瑞

乳腺癌(breast cancer)是一种发病率和致死率均极高的恶性肿瘤,是导致全球女性癌症相关死亡的主要原因之一,且其发病率仍在不断增长[1,2]。 现已有大量研究证实,血管生成对肿瘤侵袭、转移过程有着重要的影响。传统的抗血管生成治疗对乳腺癌的治疗效果已十分确切,但其疗效始终较差。有文献显示[3,4],部分患者在病程早期, 肿瘤大小未超过临床体积时,已出现远处转移, 甚至抗血管治疗促进了肿瘤的进展。这表明除肿瘤血管生成以外,可能有其他途径为肿瘤细胞的增殖生长提供了养分。血管生成拟态(vascular mimicry,VM)是一种新的肿瘤血液运输途径,主要由肿瘤细胞包围而成。肿瘤细胞通过分泌细胞外基质成分和自身塑形来围成管道结构,在恶性程度高和易发生转移的肿瘤细胞中普遍存在VM[5]。有文献指出[6~8],在卵巢癌、骨肉瘤、肺癌等恶性肿瘤中存在VM,且存在VM 的恶性肿瘤患者的预后均较差,生存率普遍偏低。 VM 有望成为治疗恶性肿瘤的新靶点,但其具体形成机制尚未明确。Ki-67 是一种增殖细胞核相关抗原, 其功能与细胞的增殖过程密切相关,Ki-67 的表达水平越高,表明癌细胞增殖活跃度越高,侵袭和转移能力也越强[9]。 Ki-67 可特异性地反映肿瘤细胞的增殖指数。目前关于超声造影评估乳腺癌患者VM 的可行性及VM 与Ki-67 增殖指数的关系分析研究较少,笔者研究以186 例乳腺癌患者作为研究对象探讨其超声图像特征,便于辅助临床鉴别乳腺癌。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2018 年3 月至2020 年3 月在邢台市第三医院收治的经手术病理诊断为乳腺癌患者186 例,均为女性,年龄30 ~67 岁,平均年龄54.38 岁(标准差10.47 岁);肿瘤直径1.3 ~4.3 cm,平均直径2.87 cm(标准差1.54 cm);肿瘤临床分期,Ⅰ期51 例,Ⅱ期69 例, Ⅲ期29 例, Ⅳ期37 例; 腋窝淋巴结转移87例,无转移99 例。均于术前完善常规超声和超声造影检查,术后标本行病理检查。 所有患者均行改良根治术,临床资料完整。 所有患者及其家属均知晓该研究方案且签署同意书,经医院伦理委员会已批准该方案实施。

选择标准: ①均经病理学明确诊断为乳腺癌患者,且均为单病灶;②均接受改良根治术治疗;③术前均完善常规超声和超声造影检查;④超声检查前均无化学治疗、放射治疗及内分泌治疗史,未行空心针活检;⑤临床资料完整,且依从性较好。

排除标准:①合并心肝肾功能不全者;②造血功能存在障碍者;③对造影剂过敏者;④合并乳腺癌远处转移,或其他部位原发灶者;⑤双侧乳腺病灶或一侧乳腺多病灶者。

1.2 方法

1.2.1 超声检查

检测仪器选用系统自带软件超声造影匹配成像技术的意大利百胜MyLab Class C 彩色多普勒超声诊断仪,探头为LA 522E 变频线针探头,调节频率为3 ~13 MHz;先注入0.5 mL 0.9%氯化钠溶液(生理盐水)进行“水化”处理,而后注入造影剂,取患者仰卧姿势,解开衣衫,暴露双侧乳房,应用常规超声模式观察并记录其灰阶和血流图像特征,可根据血流分布情况选定病灶最佳切面。固定探头,并调整为超声造影模式,设置造影参数, 将配置完成的4.8 mL 造影剂混悬液经肘静脉注入患者体内,以0.9 %氯化钠溶液(生理盐水)进行冲管,并将造影全过程记录存盘。

1.2.2 图像分析

参照文献[10]中超声造影观察指标,观察实时动态造影图像达峰时整个病灶内造影剂的分布情况,如造影剂分布均匀性、 有无穿通支血管、 增强强度、范围、形式、形态及模式等。所有图像分析均由超声造影经验>3 年的医师进行,并由另1 名相同资历的医师对结果进行再次核实,取2 名医师的共同意见。

1.2.3 术后病理检查

1.2.3.1 苏木精-伊红染色和CD34-高碘酸-希夫反应双染色 (1)苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法:以4%甲醛溶液固定标本后,行石蜡包埋、切片、HE 染色。 待水化后,以苏木精染核、碳酸锂液返蓝处理。 所有操作均参照试剂盒说明书执行,置于光学显微镜下进行观察。

(2)CD34-高碘酸-希夫反应双染色:组织切片二氨基联苯胺(diaminobenzidine,DAB)显色完全后,终止显色反应,将切片置于过碘酸溶液中进行氧化反应(室温条件下)5 min,蒸馏水漂洗3 次,而后将Schiff液滴加至组织块上进行避光反应,15 min 后, 以苏木精衬染、分化液分化、树胶封片,完成所有染色步骤。

1.2.3.2 免疫组织化学染色 石蜡切片脱蜡至水化,根据SP 法执行操作, 将Ki-67、CD34 第一抗体分别滴加至不同载玻片同一个组织块的切片上,4 ℃条件下孵育过夜, 室温下孵育相应的抗体15 min, 而后DAB 显色、苏木精复染,中性树胶封片,观察Ki-67阳性表达情况。

1.2.3.3 判定标准 VM 阳性判定标准:CD34 染色结果呈阴性的肿瘤细胞构成含有血细胞的管腔,且其高碘酸-希夫反应染色结果为阳性。

Ki-67 阳性判定标准:细胞核呈棕黄色,判断标准参照文献[11]。 根据阳性细胞占比进行评分,占比不高于4%为0 分; 占比5%~25 %为1 分; 占比26%~50%记为2 分; 占比51%~75%记为3 分;占比不低于76%记为4 分。 而后根据染色强度进行评分。 0 分:未着色;1 分:黄色;2 分:棕黄色;3 分:棕褐色。每个标本的表达强度根据两项评分乘积进行分级:1 级为阴性(-);2 级为弱阳性(+);3 级为中度阳性(++);4 级为强阳性(+++);低于3 分记为低表达;≥4 分记为高表达。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0 进行数据分析。计数资料以例(%)表示, 行χ2检验。 预测评估价值采用受试者工作特性(receiver operating characteristic,ROC)曲线。P <0.05为差异有统计学意义,P <0.01 为差异有显著统计学意义。

2 结果

2.1 乳腺癌VM 阳性及阴性患者临床病理特征比较

186 例乳腺癌患者, 其中VM 阳性患者48 例(25.81%)。肿瘤平均直径为(2.87±1.54)cm。根据患者的VM 诊断结果将其分为VM 阳性组 (n=48)和VM 阴性组(n=138),两组肿瘤直径、临床分期及腋窝淋巴结转移等临床病理特征对比,差异有显著统计学意义(χ2=31.908、31.213、15.042,P <0.01)。 见表1。

表1 乳腺癌VM 阳性组与VM 阴性组患者临床病理特征比较Tab.1 Comparison of clinical pathological characteristics between 2 groups

2.2 超声影像表现

2.2.1 常规超声表现

常规超声显示病灶多呈低回声, 形态不规整,边界不清晰(90.32%,168/186),其中31 例患者肿块内部可见钙化灶,呈斑片状或点状。 156 例患者肿块内部及其周边可见丰富彩色血流信号,且可见穿通支。

2.2.2 VM 阳性组与VM 阴性组患者超声造影特征比较

VM 阳性组患者的超声造影特征为不规整形态、不清晰边界及快进快退和快进慢退增强模式;VM 阴性组患者的超声造影特征为形态规整、 边界清晰,以及慢进慢退和慢进快退增强模式。 两组间增强形态、增强边界、增强模式对比,差异有显著统计意义(χ2=38.041、52.926、32.534,P <0.01)。 两组造影均匀性、增强强度等超声造影特征对比, 差异无统计学意义(P >0.05)。 见表2 和图1、2。

图1 VM 阳性组超声造影图和病理图Fig.1 Images of contrast-enhanced ultrasound and pathological in VM-positive group

图2 VM 阴性组超声造影图和病理图Fig.2 Images of contrast-enhanced ultrasound and pathological in VM-negative group

表2 VM 阳性组与VM 阴性组患者超声造影特征比较例(%)Tab.2 Comparison of contrast-enhanced ultrasound features between 2 groupscases(%)

2.3 超声造影特征鉴别诊断VM 阳性的ROC 曲线分析

ROC 曲线分析结果显示, 超声造影增强形态、增强边界、 增强模式诊断VM 阳性的ROC 曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.746、0.778、0.682, 其中增强边界的诊断价值最高, 准确度为86.2%,灵敏度为69.4%,特异度为91.5%。见图3、表3。

图3 超声造影特征鉴别诊断VM 阳性的ROC 曲线Fig. 3 ROC curve of contrast-enhanced ultrasound features in differential diagnosis of VM-positive

表3 超声造影特征鉴别诊断VM 阳性的诊断效能Tab.3 Diagnostic efficacy of contrast-enhanced ultrasound features in differential diagnosis of VM-positive

2.4 乳腺癌病理组织中Ki-67 的表达情况与VM表达的相关性

Ki-67 的免疫组织化学染色结果示,Ki-67 高度表达,表达率为70.97%(132/186)。 Ki-67 高表达组中VM 阳性率为43.94%(58/132), 较Ki-67 低表达组VM 阳性率20.37%(11/54)明显偏高(χ2=9.123,P <0.05)。 见图4。

图4 VM 阳性组与VM 阴性组病理组织中Ki-67 的表达病理图Fig.4 Images of Ki-67 expression in pathological tissues of VM-positive group and VM-negative group

3 讨论

新生血管的生成是肿瘤细胞增殖生长的关键所在,当肿瘤直径达2 ~3 cm 时,为满足肿瘤的生长所需,肿瘤血管的生长速度会显著加快。 内皮依赖性血管、马赛克血管及VM 是目前已知的3 种恶性肿瘤血管供应模式。 其中VM 是一种新发现的肿瘤血管模式,其形成无需依赖血管内皮细胞,而是由高侵袭性肿瘤细胞经自身变形后围成[12,13]。 此种由肿瘤细胞围成的管状结构与真正的血管功能十分相似,在管腔型乳腺癌、前列腺癌及卵巢癌等多种恶性肿瘤中均已发现VM 的存在。 VM 可使得肿瘤细胞不受血管内皮细胞屏障作用的影响, 与血液直接接触进而发生转移[14]。现阶段临床上针对VM 的检测大多局限于大体病理切片和分子影像实验,超声造影表现评估乳腺癌患者VM 的可行性仍有待进一步探讨。 超声造影可辅助临床了解肿瘤病变病灶内部的微循环灌注情况,便于诊断肿瘤性疾病[15,16]。

笔者研究186 例乳腺癌中48 例VM 阳性患者,VM 阳性率为25.81%。 对比VM 阳性组和VM 阴性组的临床病理特征,结果显示,两组患者的肿瘤直径、临床分期及腋窝淋巴结转移情况差异显著,其中VM阳性组肿瘤直径>2 cm,合并腋窝淋巴结转移及临床分期较晚的患者人数明显多于VM 阴性组, 这表明VM 具有较高的侵袭性。

笔者研究通过超声造影表现来评估乳腺癌患者的VM 表达情况, 结果显示,VM 阳性组患者的超声造影特征与VM 阴性组间差异存在显著统计学意义,增强模式明显不同。分析其原因可能是因为肿瘤中心和肿瘤边缘地带的VM 较多, 加上VM 结构多不规则,彼此链接构成环状网络通路,并活跃度较高,故在形态上呈现为形状不规则、边界不清晰[17,18]。此外,VM呈阳性的肿瘤可能会使得乳腺癌细胞的侵袭性增强。但笔者研究中VM 阳性病灶超声造影结果中,未见病灶扩大或内部充盈缺损,这可能与VM 具有一定的血液运行功能,可保障血液供应,进而未导致缺血坏死的发生。 此外,VM 主要是对肿瘤细胞的血液运行转移有促进作用,并非是促进其周边浸润,因此也未见其周边出现边缘扩大的情况。

笔者研究通过绘制ROC 曲线对各因素鉴别VM阳性的诊断效能进行了分析,结果显示,超声造影增强形态、 增强边界及增强模式诊断VM 阳性的ROC AUC 分别为0.746、0.778 和0.682, 其中增强边界的诊断价值最高,准确度为86.2%,灵敏度为69.4%,特异度为91.5%。这表明VM 形成的不规则管道样结构可影响肿瘤的形态,即可导致肿瘤细胞形态倾向不规整,边界模糊;且VM 的形成对肿瘤细胞增殖生长具有显著的促进作用,使其侵袭性明显增强,在超声造影图像中便表现为快进快退模式。 由此可见,超声造影表现评估乳腺癌患者VM 的可行性较高。

Ki-67 是一种与细胞增殖和复制密切相关的增殖细胞核蛋白抗原,其表达浓度与细胞周期的变化相关。 Ki-67 是反映肿瘤增殖活力的敏感指标,其表达水平与恶性肿瘤的发生、 发展及分化过程均显著相关。 刘月平[19]指出,乳腺癌患者肿瘤组织中的Ki-67与病情发展呈正相关。 任爱雄等[20]研究也得出了相似的结论。 崔刚等[21]指出,Ki-67 与血管内皮生长因子、Flt-1 等指标无明显相关性。 与VM 相似,Ki-67 也可促进肿瘤侵袭、转移、浸润,加速肿瘤进展,降低传统抗肿瘤血管治疗效果。 笔者研究结果显示,Ki-67 高表达组中VM 的阳性率较低表达组显著偏高。这表明Ki-67 与VM 两者可能对肿瘤细胞的浸润、转移过程具有协同促进的作用,有望成为辅助临床诊断乳腺癌的参考指标。

综上所述,VM 和Ki-67 在乳腺癌患者中均高度表达, 且两者的表达水平存在一定的联系,Ki-67 可能参与了VM 的生成过程;超声造影表现对乳腺癌患者VM 的诊断价值较高, 可辅助临床鉴别VM 阳性者。 但笔者研究还存在较大局限性,一方面笔者研究的样本量较小, 研究结论仍需扩大化试验验证准确度;另一方面未能深入探讨Ki-67 是否参与VM 的生成过程及具体参与机制,未来将针对以上问题,展开更深入研究。

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