《Frontiers in Oncology》：Assessment of shear wave elastography for evaluating neoadjuvant chemotherapy efficacy in breast cancer: correlation of stiffness changes with pathological response
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背景：准确评估新辅助化疗（neoadjuvant chemotherapy，NAC）疗效对于优化乳腺癌治疗至关重要。本研究探讨剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）在量化病灶及瘤周组织（1–3 mm）硬度变化中的应用，并将这些
背景：准确评估新辅助化疗（neoadjuvant chemotherapy，NAC）疗效对于优化乳腺癌治疗至关重要。本研究探讨剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）在量化病灶及瘤周组织（1–3 mm）硬度变化中的应用，并将这些变化与NAC后的病理反应相关联。
方法：在一项前瞻性队列研究中，研究人员对66例乳腺癌患者在NAC前后分别测量了病灶内部及周围组织（1/2/3 mm）的SWE参数（Emax、Emean、Emin、Esd）。病理反应采用Miller-Payne分级（G3–G5：有效；G1–G2：无效）进行分类。采用受试者工作特征（ROC）曲线评估诊断效能。
结果：NAC后，有效组病灶内及瘤周区域的Emax、Emean和Esd均显著降低（均P < 0.05），而无效组仍维持高硬度。ΔEmax对病理反应显示出较高的区分能力：病灶内ΔEmax的AUC = 0.941（95% CI：0.887–0.995），敏感性88.89%，特异性85.71%（截断值>49.12%）。瘤周ΔEmax（1–3 mm）的AUC > 0.9，特异性>90%。僵硬度边缘征仅在有效组NAC后消失。
结论：SWE参数（尤其是ΔEmax）及僵硬度边缘征的动态变化是与NAC病理反应相关的有前景的无创生物标志物。这些发现支持SWE在治疗后疗效评估中的潜在作用，但在临床实施前仍需在更大样本的前瞻性队列中加以验证。
一、研究背景与问题
乳腺癌已成为全球最常见的恶性肿瘤，也是女性癌症相关死亡的主要原因之一。新辅助化疗（neoadjuvant chemotherapy，NAC）是指在手术或放疗等局部治疗之前进行的全身化疗，可有效清除早期亚临床转移灶、降低肿瘤分期，为患者创造手术机会并改善术后生活质量。此外，NAC还能提供体内药物敏感性信息，有助于评估患者对化疗药物的反应。然而，仍有部分患者对NAC反应不佳，甚至出现疾病进展。因此，在NAC治疗过程中准确、及时地评估疗效至关重要，以便早期识别对初始治疗无反应或获益可能性低的患者，及时调整治疗方案。
目前NAC疗效评估主要包括临床评估、病理评估和影像学评估三个方面。临床评估主要依赖触诊比较肿瘤大小变化，主观性较强，客观性和准确性有待提高。病理评估虽被视为肿瘤反应评估的金标准，但只能在手术切除组织后进行，无法为NAC疗效评估提供及时依据。影像学评估因其无创、便捷、可重复等优势被广泛接受。常用方法包括X线检查、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）和超声检查（ultrasonography，US）。X线检查对边界不清或致密腺体背景下的病灶测量不准确，且对腋窝淋巴结状态提供信息有限；MRI虽能有效区分残留病灶与化疗后纤维化，但成本高、耗时长，限制其重复应用；PET/CT具有放射性且成本较高。相比之下，US具有简便、经济、无辐射、可重复等优势，在乳腺癌NAC中应用广泛。
超声弹性成像（ultrasound elastography，UE）作为一种新兴技术，可定性或定量测量组织硬度。其中剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）通过精确测量剪切波在组织中的传播速度，获得杨氏模量值，综合反映组织的最大、平均和最小硬度值。研究表明，肿瘤进展过程中细胞外基质发生显著变化，使组织质地更致密、更坚硬。NAC期间肿瘤硬度的变化可能反映治疗相关的肿瘤组织改变。此外，恶性肿瘤具有侵袭性生长和突破细胞外基质的生物学特性，癌细胞可浸润并扩散至周围组织，增加其硬度，且乳腺恶性病变周围组织的硬度往往高于内部组织。基于此，本研究采用SWE技术定量测量乳腺癌病灶及其周围组织（1 mm、2 mm、3 mm范围）在NAC前后的杨氏模量变化，以进一步探讨SWE在乳腺癌NAC疗效评估中的实际应用价值。
二、研究内容与结论
研究人员开展了一项前瞻性研究，纳入2022年2月至2023年2月期间在昆明医科大学第三附属医院接受NAC的66例乳腺癌患者（共66个病灶），在NAC前后分别进行常规超声和SWE检查，测量病灶内及瘤周1 mm、2 mm、3 mm范围的SWE参数（Emax、Emean、Emin、Esd），并以Miller-Payne分级（G3–G5为有效组，G1–G2为无效组）作为病理反应评估标准。研究结果显示，NAC后有效组病灶内及瘤周区域的Emax、Emean和Esd均显著降低（均P < 0.05），而无效组仍维持高硬度。ΔEmax对病理反应显示出较高的区分能力：病灶内ΔEmax的AUC = 0.941（95% CI：0.887–0.995），敏感性88.89%，特异性85.71%（截断值>49.12%）；瘤周ΔEmax（1–3 mm）的AUC均>0.9，特异性>90%。僵硬度边缘征仅在有效组NAC后消失。这些发现表明SWE参数（尤其是ΔEmax）及僵硬度边缘征的动态变化是与NAC病理反应相关的有前景的无创生物标志物，支持SWE在治疗后疗效评估中的潜在作用。
三、主要关键技术方法
本研究采用的主要技术方法包括：1）剪切波弹性成像（SWE）技术，使用配备5–14 MHz线阵探头的迈瑞Resona 7彩色多普勒超声诊断仪，在患者屏气状态下稳定放置探头，获取弹性图像，通过系统内置Shell功能自动生成病灶外1 mm、2 mm、3 mm同心环形区域，测量各区域的Emax、Emean、Emin和Esd参数；2）常规B型超声检查，记录病灶位置并测量最大直径；3）病理反应评估采用Miller-Payne分级系统，比较化疗后手术切除标本与化疗前活检组织的病理变化；4）统计学分析采用独立样本t检验、单因素方差分析、χ2检验或Fisher精确检验、ROC曲线分析、DeLong检验以及Benjamini-Hochberg假发现率（false discovery rate，FDR）校正。样本队列来源于昆明医科大学第三附属医院。
四、研究结果
3.1 患者基本信息概述
研究共纳入66例乳腺癌患者（66个病灶），均通过空心针活检和组织病理学检查确诊。有效组45例（68.18%），无效组21例（31.82%）。有效组平均年龄46.67 ± 10.49岁，无效组49.76 ± 6.60岁；有效组病灶最大直径42.71 ± 21.59 mm，无效组48.33 ± 21.26 mm。两组在年龄、病灶大小、分子分型及Ki67指数方面均无统计学显著差异。
3.2 NAC前病灶内SWE参数比较
NAC前，有效组病灶内Emax为225.27 ± 80.70 kPa，无效组为246.54 ± 96.29 kPa，两组间Emax、Emean、Emin和Esd均无统计学显著差异（P > 0.05）。
3.3 NAC后病灶内SWE参数比较
NAC后，有效组病灶内Emax显著降至65.85 ± 25.92 kPa，而无效组仍较高，为178.77 ± 62.87 kPa，差异具有统计学意义（P < 0.05）。Emean、Emin和Esd在两组间也存在显著差异（P < 0.05）。
3.4 NAC前后SWE参数变化率比较
有效组病灶内ΔEmax达67.86 ± 14.62%，显著高于无效组的21.28 ± 27.16%（P < 0.05）。ΔEmean和ΔEsd在两组间也存在显著差异（P < 0.05）。瘤周1 mm、2 mm、3 mm范围的ΔEmax、ΔEmean和ΔEsd在有效组均显著高于无效组（P < 0.05）。ΔEmin因基线值接近零导致百分比变化不可解释而被排除分析。
3.5 SWE及僵硬度边缘征变化观察
僵硬度边缘征（stiff rim sign）指弹性图像上病灶边缘区域呈环形分布的红色或橙色高硬度区域。有效组中32/45例（71.1%）NAC后僵硬度边缘征消失，13例（28.9%）持续存在；无效组中21例（100%）僵硬度边缘征持续存在。以NAC后僵硬度边缘征持续存在作为无效病理反应的预测指标，敏感性为100%（95% CI：83.9%–100%），特异性为71.1%（95% CI：56.0%–83.0%）。
3.6 SWE参数变化率诊断效能比较
病灶内ΔEmax的AUC为0.941（95% CI：0.887–0.995），敏感性88.89%，特异性85.71%；瘤周1 mm、2 mm、3 mm的ΔEmax AUC分别为0.916、0.910和0.905，特异性均为90.48%。ΔEmean的AUC范围为0.714–0.853，ΔEsd的AUC范围为0.876–0.888。DeLong检验显示病灶内与瘤周各距离ΔEmax的AUC差异无统计学意义。
3.7 观察者间可重复性
Emax的观察者间组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）范围为0.72–0.92，Emean为0.44–0.74，Emin为0.26–0.51，Esd为0.63–0.87。Emax的一致性最高，Emin最低。
五、讨论与结论
研究讨论指出，SWE参数（尤其是ΔEmax）在NAC前后病灶内及瘤周1 mm、2 mm、3 mm范围的测量均显示出较高的诊断效能（AUC > 0.8），与既往研究结果一致。僵硬度边缘征的消失与有效病理反应相关，反映了肿瘤组织在化疗后发生的细胞变性、坏死、液化及增殖减缓等改变，使病灶组织变软。研究同时指出，本研究的SWE测量仅在基线和全部化疗周期完成后进行，未包含治疗中期评估，因此验证的是SWE硬度变化作为与最终病理反应相关的生物标志物，而非可指导治疗中期调整的早期预测工具。研究局限性包括单中心设计、样本量较小（66例）、未按分子分型进行亚组分析、缺乏独立验证队列、瘤周1–3 mm测量区域重叠导致相关性、Emin基线值低导致百分比变化不稳定、部分参数观察者间一致性较低等。研究结论认为，SWE参数变化（尤其是病灶内及瘤周1 mm、2 mm、3 mm区域的ΔEmax）及僵硬度边缘征的消失与NAC病理反应相关，提示SWE衍生的硬度变化可作为治疗后疗效评估的有用辅助生物标志物。鉴于单中心设计、样本量有限及缺乏中期测量，这些结果应视为探索性发现，需在更大样本的多中心前瞻性研究中通过治疗早期周期的纵向SWE评估来验证SWE在指导乳腺癌NAC管理中的临床价值。
