雙模態(tài)磁共振氫質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)對(duì)非酒精性脂肪性肝病分級(jí)的診斷價(jià)值

梁 珊，齊 石，王欣欣，仇麗霞，范作鵬，劉曉慧，韋新煥，馬麗霞，柳雅立，張 晶

非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）已成為我國(guó)第一大慢性肝病和常規(guī)健康體檢者肝臟生化酶學(xué)異常的首要原因[1]，嚴(yán)重危害人民群眾生命健康。肝臟穿刺病理活檢是診斷和評(píng)估NAFLD的最佳手段，尤其是區(qū)分單純性脂肪肝與非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）的“金”標(biāo)準(zhǔn)。但因有創(chuàng)、取樣偏差以及重復(fù)肝穿較難實(shí)現(xiàn)等原因，限制了其在臨床的應(yīng)用。近年，磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）眾多序列算法技術(shù)的快速迭代，使得氫質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)（1H proton density fat fraction, PDFF）在多種模態(tài)下均較易獲得，可用于半定量或定量評(píng)價(jià)肝臟脂肪含量。基于MRI和磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy, MRS）2種模態(tài)下測(cè)量PDFF已逐漸應(yīng)用于臨床診斷和臨床藥物試驗(yàn)。本研究納入一組臨床確診的脂肪肝病例，結(jié)合其中部分患者肝臟病理學(xué)檢查結(jié)果，對(duì)MRI及MRS雙模態(tài)下PDFF對(duì)NAFLD分級(jí)診斷的價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 本研究為單中心、前瞻性、非干預(yù)性研究。將2015年3月—2020年1月于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院脂肪肝門診就診，經(jīng)肝臟B超、FibroScan、血液及肝臟生化學(xué)檢查，初步符合《非酒精性脂肪性肝病診療指南（2010年修訂版）》[2]中診斷標(biāo)準(zhǔn)的173例患者納入研究?；颊呔M(jìn)行基于MRI、MRS估算的雙模態(tài)（MRI-PDFF、MRS-PDFF）檢查、常規(guī)臨床檢查。隨后遵循患者意愿，其中55例患者行肝臟穿刺病理學(xué)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并肝炎病毒感染、HIV-1感染、長(zhǎng)期大量飲酒、自身免疫性肝病、合并惡性腫瘤等。所有患者均簽署知情同意書，本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院倫理委員會(huì)通過。具體篩選流程如圖1所示。

圖1 研究對(duì)象篩選流程圖Figure 1 The flow chart of research object screening process

1.2 方法 詳細(xì)問詢患者病史，包括既往有無慢性肝病史、高血壓、高血脂癥、Ⅱ型糖尿病、高尿酸血癥；入組前有無特殊藥物用藥史；記錄入組患者年齡、性別、身高、體質(zhì)量信息，計(jì)算身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index,BMI）。完善如下檢查：常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查包括血常規(guī)，生化檢查包括肝功能、腎功能、血脂等（Olympus AU 5400，日本奧林巴斯公司）；肝臟瞬時(shí)彈性成像系統(tǒng)（FibroScan，法國(guó)Echosens公司）檢測(cè)受控衰減指數(shù)（controlled attenuation parameter, CAP）等。通過年齡、ALT、AST及PLT等資料計(jì)算獲得肝纖維化相關(guān)指標(biāo)APRI和FIB-4。

1.2.1 雙模態(tài)（MRI及MRS）條件下測(cè)定PDFF 本研究使用SIEMENS Magnetom TRIO 3.0T超高場(chǎng)磁共振掃描儀（德國(guó)西門子公司），所有檢查均由同一放射科主治醫(yī)師施行。采用SIEMENS LiverLAB?專利序列軟件包，8通道體線圈，多回波DIXON序列，具體DIXON 參數(shù)為FOV 380 mm×285 mm，矩陣256×192，層厚 5 mm，TR 200 ms，TE 2.46、6.15、9.84、12.30、14.76、17.22 ms，屏 氣掃描，MRI-PDFF測(cè)量在肝內(nèi)選取8個(gè)感興趣區(qū)（避開大血管和主要膽管），每個(gè)感興趣區(qū)面積約225 mm2，結(jié)果取平均值。MRS參數(shù)（HISTO）為單體素MRS成像感興趣區(qū)，避開大血管和肝內(nèi)膽管，感興趣區(qū)容積30 mm×30 mm×30 mm，TR 3000 ms，TE 12、24、36、48、72 ms，帶寬 1200 Hz，屏氣掃描一次完成。如圖2所示。

圖2 典型病例的MRI-PDFF和MRS-PDFF示意圖Figue 2 Diagram of MRI-PDFF and MRS-PDFF of A Typical Case

1.2.2 病理學(xué)檢查及分級(jí)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 遵從患者意愿，于MRI檢查當(dāng)天至14 d內(nèi)行B超引導(dǎo)下肝穿病理穿刺檢查（Bard穿刺針，16 G×130 mm）。標(biāo)本長(zhǎng)約1.0～2.0 cm，10%甲醛溶液固定，制作石蠟包埋切片，分別行HE、Masson等染色。由1名病理科主任醫(yī)師專門負(fù)責(zé)本研究閱片。根據(jù)細(xì)胞脂肪變性占所獲取肝組織標(biāo)本量的范圍計(jì)算脂肪百分比，參照《非酒精性脂肪性肝病診療指南（2010年修訂版）》[2]中的標(biāo)準(zhǔn)分為S0級(jí)（＜5%）、S1級(jí)（5%～33%）、S2級(jí)（34%～66%）和S3級(jí)（＞67%）共4級(jí)。常規(guī)進(jìn)行NAFLD活動(dòng)度評(píng)分（NAFLD activity score, NAS）：即依照肝細(xì)胞脂肪變（0～3分）、小葉內(nèi)炎癥（0～3分）和肝細(xì)胞氣球樣變（0～2分），3項(xiàng)總分為0～8分。NAS＜3分排除NASH，NAS＞4分則診斷為NASH，介于2者之間則不能肯定為NASH[3]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用IBM SPSS 22.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，部分統(tǒng)計(jì)圖由Graphpad Prism 8.0版繪制。Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)計(jì)量資料是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示。組間總體比較用單因素方差分析，組間兩兩比較用SNK q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)和百分率表示，3組間比較用 R×C χ2檢驗(yàn)，兩兩比較用χ2檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)性分析，分析MRS-PDFF、MRIPDFF分別與BMI、相關(guān)生化指標(biāo)等相關(guān)性。采用Spearman相關(guān)分析，分析2種PDFF與肝臟脂肪變性程度、NAS評(píng)分的相關(guān)性。采用ROC曲線分析MRI-PDFF、MRS-PDFF對(duì)NAS評(píng)分的診斷效能。P值＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料和實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果 173例患者中，男性占多數(shù)（約60%）；55例患者行肝穿病理檢查，年輕患者、肝臟損傷程度較重患者較易接受肝穿刺檢查。按照肝臟脂肪變性嚴(yán)重程度將55例患者分為S1組、S2組和S3組，3組患者在年齡、CAP、ALT、GLU、LDL-C、TG、脂肪變性等方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05），而HDL-C，尿酸、PLT水平比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。見表1。

表1 患者一般信息Table 1 General information of all patients

2.2 MRI-PDFF及MRS-PDFF的獲取及其與其它指標(biāo)的相關(guān)性分析 173例患者均完成雙模態(tài)PDFF測(cè)量。MRS-PDFF和MRI-PDFF的最小值～最大值范圍分別為0.55～45.36，2.85～68.90。在與各生化指標(biāo)線性相關(guān)分析中，比較相關(guān)系數(shù)r及其95%CI，可見2種PDFF水平與ALT、LDL-C、TG、TC、尿酸水平均呈正相關(guān)，與HDL-C水平則呈負(fù)相關(guān)。MRI-PDFF與PLT水平呈正相關(guān)，MRS-PDFF則顯示無線性關(guān)系。在與代表纖維化的APRI指數(shù)和FIB-4指數(shù)相關(guān)性分析中，2者均未提示線性相關(guān)關(guān)系。詳見表2。

表2 MRI-PDFF、MRS-PDFF與常規(guī)肝臟生化檢查、CAP、APRI、FIB-4相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between PDFF and routine blood biochemical index, CAP, APRI, FIB-4

2.3 肝臟病理分析 55例肝穿病理標(biāo)本，評(píng)價(jià)肝脂肪變性時(shí)，S0級(jí)（＜5%脂變）0例，S1級(jí)為20例，S2和S3級(jí)分別為16例和19例。NAS評(píng)分最低為3分，故將0～3分合并為1組，該組共14例，4分為9例，＞4分為32例；亦即本研究當(dāng)中，經(jīng)肝穿病理證實(shí)為NASH的病例數(shù)32例，不能確證為NASH的病例數(shù)23例，占41.8%（表3）。MRS-PDFF和MRI-PDFF與肝脂肪變性程度線性相關(guān)度良好，r值分別為0.602和0.606，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖3）。MRIPDFF與MRS-PDFF之間相關(guān)性好，r=0.804（95%CI：0.744～ 0.855），P=0.001（圖 4）。MRI-PDFF、MRS-PDFF診斷NASH（NAS＞4分）時(shí)，2者AUC分別為0.884和0.866（圖5）。

表3 55例患者的肝臟病理NAS評(píng)分狀況Table 3 Fifty-five patients' liver biopsy NALFD activity score (NAS) and other features

圖3 不同肝脂肪變性分級(jí)的MRS-PDFF（A）、 MRI-PDFF（B）水平Figure 3 MRS-PDFF (A) and MRI-PDFF (B) are related to the corresponding steatosis grade of the liver

圖4 2種模態(tài)MRI-PDFF、MRS-PDFF的相關(guān)性Figure 4 The MRI-PDFF and MRS-PDFF of the 2 modes showed a good correlation

圖5 雙模態(tài)MRI-PDFF、MRS-PDFF對(duì)NAS＞4分（符合NASH診斷）的ROC曲線Figure 5 Diagnostic efficacy diagram of bimodal MRIPDFF and MRS-PDFF for NAS ＞ 4 (in accordance with NASH criteria)

3 討 論

針對(duì)NAFLD，尤其是NASH的診斷，肝臟病理檢查仍是金標(biāo)準(zhǔn)，但病理活檢因有創(chuàng)性等諸多原因，不能滿足臨床診療和藥物臨床評(píng)估的需求亦是臨床現(xiàn)實(shí)。眾多潛在NASH患者因無法進(jìn)行肝臟病理檢查，可能延誤診治時(shí)機(jī)，或不能正確進(jìn)行疾病危險(xiǎn)分層管理。因此，尋找合適的替代方法是肝病本領(lǐng)域研究的持續(xù)熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)核磁成像受到T1偏頻、T2*衰減、脂肪和渦流中質(zhì)子多頻段信號(hào)干擾等因素限制，無法準(zhǔn)確定量肝臟脂肪。但近年來新興的多種序列技術(shù)消除了傳統(tǒng)MRI偏倚，可以提供MRI-PDFF。這種新生物學(xué)標(biāo)志物，與MRS-PDFF具有很好的相關(guān)性和等效性[4]。在本研究中，2者相關(guān)系數(shù)r=0.8022（95%CI：0.789～ 0.817）。MRI-PDFF可對(duì)全部肝臟的肝段測(cè)量脂肪，并基本可應(yīng)用于目前主要臨床MRI平臺(tái)（飛利浦、GE、西門子等），而MRS-PDFF則通過生物化學(xué)方法測(cè)量小塊區(qū)域感興趣的脂肪，2者分別從大體和部分2個(gè)角度來評(píng)估肝臟脂肪含量，具有較好的互補(bǔ)性。

NAFLD與代謝異常相關(guān)早已是共識(shí)，故新近有更名為代謝相關(guān)性脂肪性肝病的倡議[5]，以便更精確定義該疾病的基本特征。本組研究病例中，男性病例占比稍多，病史資料中顯示臨床確診糖尿病病例的占比不高（5.8%），這可以解釋雙模態(tài)PDFF與HDL呈負(fù)相關(guān)，與TG、TC和尿酸呈正相關(guān)，而與血糖水平未呈相關(guān)性的原因。一般認(rèn)為血清酶學(xué)或血脂等指標(biāo)與病理學(xué)分級(jí)診斷相關(guān)性并不可靠，且受到患者體質(zhì)量、服用藥物、共患疾病等多種因素制約。值得注意的是，PDFF與肝纖維化程度未顯示關(guān)聯(lián)。與APRI評(píng)分相關(guān)性檢驗(yàn)中，2種模態(tài)PDFF的P值均在0.60左右，顯示無線性相關(guān)；與FIB-4評(píng)分相關(guān)性檢驗(yàn)中，P值在0.05左右，也未見明顯相關(guān)性。一般認(rèn)為NASH患者的肝臟脂肪變性程度與纖維化進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)或不相關(guān)，故本研究未展示和討論包含纖維化（F）的SAF病理評(píng)分系統(tǒng)與PDFF的關(guān)系。

NASH患者占NAFLD人群的20%～25%，約有20%的NASH患者將發(fā)展為進(jìn)展期肝纖維化和肝硬化，比例顯著高于單純性脂肪肝患者（4%），因此NASH患者是NAFLD診斷和治療的重點(diǎn)人群[6]。NASH診斷很大程度上仍依據(jù)病理檢查，然其缺點(diǎn)如前述及。盡管經(jīng)過充分溝通，本研究亦僅約30%患者行肝穿刺檢查，表明多數(shù)患者對(duì)病理活檢仍存顧慮，這也是磁共振等技術(shù)為代表的無創(chuàng)診斷能夠獲得長(zhǎng)足進(jìn)展的重要?jiǎng)右騕7-8]。

B超和FibroScan檢查是當(dāng)前應(yīng)用最多的脂肪肝診斷方法，成本低廉，可重復(fù)性較好。CAP被多個(gè)國(guó)內(nèi)外指南推薦，可用于診斷10%以上的脂肪變性，與脂肪變性分級(jí)的相關(guān)性可達(dá)0.8以上，然而肥胖和超重患者檢測(cè)失敗率高，存在腹水時(shí)常難以施行[9]。磁共振則可以克服以上缺點(diǎn)，但成本較高，基層醫(yī)院尚待開展。盡管NAS評(píng)分包括脂肪變、小葉內(nèi)炎癥和氣球樣變3部分，但2種MR模態(tài)下測(cè)定所得PDFF對(duì)于NAS評(píng)分仍有很好的預(yù)測(cè)價(jià)值。在本研究中，隨著脂肪變性等級(jí)（S）增加，2種模態(tài)測(cè)量的PDFF亦增加，r值分別為0.602和0.606，組間比較提示P值＜0.001，表明核磁影像學(xué)與病理形態(tài)學(xué)上對(duì)于肝臟脂肪變的診斷效能一致。當(dāng)NAS＞4分時(shí)，MRI-PDFF和MRS-PDFF的AUC分別為0.884和0.866，提示2者在判別患者是否存在NASH時(shí)均有較高診斷效能，且效能相仿。MRS-PDFF已應(yīng)用于幾項(xiàng)大型流行病學(xué)研究，可準(zhǔn)確分類肝臟脂肪變性和量化肝臟脂肪含量[10]；一系列多中心研究表明，MRI-PDFF用于24周或48周內(nèi)對(duì)肝臟脂肪含量變化的縱向評(píng)估時(shí)，與相應(yīng)肝臟組織學(xué)比較，MRI-PDFF在評(píng)估肝脂肪變化方面可能比后者更加敏感，預(yù)期未來有更多臨床試驗(yàn)將其做為主要研究終點(diǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)[11-12]，進(jìn)一步推動(dòng)整體NASH的藥物研發(fā)。

本研究尚存在不足之處。首先是樣本量偏少，這也是臨床診斷試驗(yàn)中的截?cái)嘀挡环€(wěn)定的重要原因。關(guān)于多種MR模態(tài)條件下所測(cè)定的PDFF，受制于廠商不同的算法序列，目前尚無統(tǒng)一截?cái)嘀涤糜阼b別脂肪變嚴(yán)重程度，各級(jí)之間截?cái)嘀挡町愐酂o統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[13]。其次在評(píng)價(jià)小葉炎癥、氣球樣變和纖維化時(shí)，尚有待結(jié)合MRE（磁共振彈性成像檢查）做進(jìn)一步深入分析和數(shù)據(jù)積累。