聲觸診組織定量分析技術(shù)在腎移植患者腎纖維化評估中的潛在價(jià)值

陳銳，羅燕華，祝志敏，張文靜，陳菲，邱少東，黃式文，李又福，曾碧丹

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 超聲科，廣東 廣州 510260

引言

移植腎慢性纖維化是腎移植患者發(fā)生慢性移植腎損傷的重要原因，主要病理特征是移植腎間質(zhì)纖維化及腎小管萎縮[1]。隨著新型免疫抑制劑在臨床的廣泛應(yīng)用，腎移植短期存活率得到顯著提高，術(shù)后短期內(nèi)急性排異反應(yīng)發(fā)生率已低于10%，但遠(yuǎn)期存活率仍居高不下，很多移植腎患者在術(shù)后幾年仍需要進(jìn)行透析或再次腎移植[2]。慢性移植腎損傷病情進(jìn)展緩慢，早期病情隱匿，往往在患者出現(xiàn)血肌酐水平異常之前，移植腎已出現(xiàn)慢性病變和纖維化，影響移植腎慢性纖維化的早期診斷和治療。目前移植腎活檢是臨床診斷移植腎是否發(fā)生纖維化或功能損傷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于移植腎活檢屬于有創(chuàng)檢查，不宜重復(fù)操作和進(jìn)行病情動(dòng)態(tài)監(jiān)測，故尚未在我國器官移植中心得到廣泛應(yīng)用[3]。因此，尋找一種簡單、無創(chuàng)、準(zhǔn)確度高的檢查方法對于移植腎纖維化的術(shù)前病情評估和治療以及預(yù)后改善具有重要意義。聲觸診組織定量分析（Virtual Touch Tissues Quantification，VTQ）是一種通過檢測感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）內(nèi)剪切波波速，利用聲脈沖輻射力成像并進(jìn)行組織彈性模量估計(jì)的新型分析技術(shù)，其相比傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)，不易受深部臟器和邊界條件的影響，可以有效檢測深部組織彈性和精確定位感興趣區(qū)，是實(shí)時(shí)、簡便評估移植腎纖維化程度的有效檢測手段[4]。本研究將采用VTQ 技術(shù)探討其在移植腎不同程度纖維化患者的差異及臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 基本資料

選取我院于2015 年1 月至2018 年1 月期間收治的140 例疑似移植腎纖維化患者為研究對象。男性患者75 例，女性患者65 例，年齡32～58 歲。所有患者在超聲引導(dǎo)下行移植腎穿刺活檢，并于穿刺前3 d 左右進(jìn)行VTQ 檢查，參考移植病理學(xué)會議制定的BANFF05 診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，將本研究病理結(jié)果分為移植腎無纖維化組（G0，32 例）、輕度纖維化組（G1，28 例）、中度纖維化組（G2，36 例）、重度纖維化組（G3，44 例），所有研究對象均簽署知情同意書，本研究獲得我院倫理委員會批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：① 所有患者均進(jìn)行異體腎移植術(shù)且術(shù)后未見明顯急性排異反應(yīng)；② 所有患者移植腎腎臟集合系統(tǒng)分離＜10 mL；③ 所有患者均無慢性肝炎或其他肝病；④ 自愿并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：① 合并有其他惡性腫瘤者；② 心肝功能不全者；③ 患有嚴(yán)重精神疾病者；④ 移植腎腎周血腫、尿路梗阻或發(fā)生局部感染者；⑤ 移植腎動(dòng)脈狹窄或動(dòng)靜脈血栓者；⑥ 近期有移植腎穿刺術(shù)史者。

1.2 檢查方法

1.2.1 移植腎穿刺

患者取仰臥位，在超聲引導(dǎo)下使用一次性18G 自動(dòng)活檢槍進(jìn)行移植腎穿刺活檢術(shù)。超聲定位腎上極或下極作為穿刺點(diǎn)，將穿刺點(diǎn)進(jìn)行常規(guī)消毒后，注射2%利多卡因麻醉，在超聲引導(dǎo)下從穿刺點(diǎn)穿刺進(jìn)針，深度控制2 cm 左右，穿刺兩次取出兩條腎組織，每條長度≥l cm。在穿刺術(shù)完成后行B 超檢查，確認(rèn)移植腎聲像未發(fā)生異常改變后消毒并包扎穿刺點(diǎn)。使用福爾馬林將移植腎組織活檢標(biāo)本固定，石蠟包埋，采用常規(guī)光鏡和HE 染色法進(jìn)行檢查。在本研究中，所有患者在行移植腎穿刺術(shù)后均未出現(xiàn)血尿、腎周血腫等并發(fā)癥。

1.2.2 VTQ檢查

患者取仰臥位，采用彩色多普勒超聲診斷儀（西門子Aeuson S2000）4C1 探頭進(jìn)行檢測，頻率設(shè)置為3.0～4.5 MHz。將探頭置于患者右髂窩，囑咐患者屏住呼吸，選擇移植腎皮質(zhì)上、中、下部作為感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI），并將10×5 mm 大小的ROI 置于上、中、下部皮質(zhì)區(qū)，按下update 鍵后記錄該皮質(zhì)處VTQ 值（m/s）以及感興趣區(qū)的深度（cm），同時(shí)獲得因局部組織發(fā)生形變產(chǎn)生的剪切波速度（Shear Wave Velocity，SWV）。每個(gè)部位測量5 次得5 次有效值，每例患者共記錄15 次有效值，取平均值。所有VTQ 檢查均由一名有五年以上相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)的超聲科醫(yī)師獨(dú)立完成，且檢查過程采用盲法。

1.2.3 腎功能檢測

于VTQ 檢查當(dāng)天測定腎小球?yàn)V過率（Glomerular Filtration Rate，GFR）可以評價(jià)患者移植腎腎功能，本研究采用簡化的“腎臟病膳食改良試驗(yàn)”（Modification of Diet in Renal Disease，MDRD）公式估測患者GFR，簡化MDRD 公式為eGFR=186×(Scr/88.4)-1.154×(年齡)-0.203×(0.742女性)[6]。

1.3 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)BANFF05 標(biāo)準(zhǔn)，將活檢病理結(jié)果發(fā)生纖維化程度分為無纖維化、輕度、中度、重度纖維化（0～3 級），其中無纖維化（0 級）：移植腎皮質(zhì)區(qū)未發(fā)生間質(zhì)纖維化，且腎小管未發(fā)生萎縮；輕度（1 級）：移植腎皮質(zhì)區(qū)間質(zhì)纖維化面積占皮質(zhì)區(qū)面積的6%～25%，腎小管萎縮面積不高于皮質(zhì)區(qū)腎小管面積25%；中度（2 級）：移植腎皮質(zhì)區(qū)間質(zhì)纖維化面積和腎小管萎縮面積分別占皮質(zhì)區(qū)面積和腎小管面積26%～50%；重度（3 級）：移植腎皮質(zhì)區(qū)間質(zhì)纖維化面積和腎小管萎縮面積分別占皮質(zhì)區(qū)面積和腎小管面積50%以上[7]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0 軟件分析所有數(shù)據(jù)。其中計(jì)量資料以（）表示，采用t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以（n/%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，采用Spearman 秩相關(guān)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)a=0.01進(jìn)行相關(guān)性分析。繪制ROC 曲線判斷診斷價(jià)值，采用Hanley-McNeil 方法比較ROC 曲線下面積，并計(jì)算95%置信區(qū)間（Confidence Interval，CI），P＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者一般資料

根據(jù)移植腎穿刺活檢結(jié)果，140 例疑似移植腎纖維化患者，確診為移植腎無纖維化組（32 例）、輕度纖維化組（28例）、中度纖維化組（36 例）、重度纖維化組（44 例）。患者一般資料如表1 所示，各組在年齡，性別，移植腎腎臟集合系統(tǒng)分離程度均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

表1 患者一般資料

表1 患者一般資料

類別 無纖維化組 輕度纖組維化 中度纖組維化 重度纖組維化年齡 (歲) 41.75±3.44 41.85±3.89 41.58±4.01 42.04±3.95性別 (男/女) 16/16 15/13 17/19 21/23移植腎腎臟集合系統(tǒng)分7.25±1.21 8.02±1.32 7.58±1.14 7.10±1.43離程度 (mL)

2.2 移植腎不同纖維化程度患者超聲參數(shù)比較

無纖維化組VTQ 值、eGFR、SWV 與輕度纖維化組相比均無顯著性差異（P＞0.05），重度纖維化組VTQ 值、eGFR、SWV 顯著高于輕度、中度和無纖維化組（P＜0.05），中度纖維化組VTQ 值、eGFR、SWV 顯著高于輕度纖維化組（P＜0.05）。四組患者的測量深度均無顯著性差異（P＞0.05）。移植腎不同纖維化程度患者超聲參數(shù)比較，見表2。

2.3 各超聲參數(shù)與移植腎纖維化程度之間的相關(guān)性

VTQ 值、SWV 值與移植腎纖維化程度之間呈高度正相 關(guān)（Spearman r=0.796、0.774，P＜0.001），eGFR 與 移植腎纖維化程度之間呈高度負(fù)相關(guān)（Spearman r=-0.889，P＜0.001）。

2.4 ROC曲線分析與最佳截?cái)嘀荡_立

移植腎纖維化診斷臨界點(diǎn)ROC 曲線，見圖1～3。移植腎輕度纖維化及以上分期ROC 曲線下面積為0.865，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.028，95%CI（0.768～0.964）；將2.69 m/s 作為VTQ 值的截?cái)嘀担舾卸葹?2.9%，特異度為82.1%；中度纖維化及以上分期ROC 曲線下面積為0.938，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.024，95%CI（0.887～0.987），以3.12 m/s 為截?cái)嘀担舾卸葹?6.1%，特異度為94.4%；重度纖維化ROC 曲線下面積為0.957，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.031，95%CI（0.895～0.994）。

圖1 移植腎輕度纖維化診斷臨界點(diǎn)ROC曲線

圖2 移植腎中度纖維化診斷臨界點(diǎn)ROC曲線

圖3 移植腎重度纖維化診斷臨界點(diǎn)ROC曲線

3 討論

移植腎慢性纖維化是腎移植患者發(fā)病率較高的一種術(shù)后并發(fā)癥，術(shù)后1 年的發(fā)生率為50%，2 年達(dá)70%，10 年高達(dá)100%。其預(yù)后較差，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致移植腎發(fā)生失功能。移植腎慢性纖維化是一個(gè)緩慢過程，病情發(fā)展隱匿，早期無明顯臨床癥狀[8]。移植腎慢性纖維化的主要發(fā)病機(jī)制是機(jī)體自身免疫因素和一些非免疫因素刺激導(dǎo)致腎組織發(fā)生損傷，組織損傷后會自動(dòng)啟動(dòng)修復(fù)機(jī)制，同時(shí)產(chǎn)生大量的致纖維化因子、細(xì)胞因子以及生長因子，從而引起機(jī)體產(chǎn)生炎癥和細(xì)胞增殖，結(jié)果導(dǎo)致腎小球和腎小管間質(zhì)發(fā)生細(xì)胞外基質(zhì)沉積（Extracellular Matrix，ECM），最終發(fā)生移植腎的纖維化[9-10]。以往臨床上會根據(jù)血肌酐等生化檢查結(jié)果進(jìn)行診斷，但當(dāng)患者血肌酐水平出現(xiàn)異常之前，移植腎早已發(fā)生慢性纖維化，因此在早期進(jìn)行移植腎纖維化的診斷和治療是改善患者預(yù)后以及延長患者生存周期的關(guān)鍵因素。穿刺活檢準(zhǔn)確性高，是移植腎纖維化診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但穿刺具有創(chuàng)傷性且伴隨檢測后出血風(fēng)險(xiǎn)，限制了該方法的廣泛應(yīng)用[11-12]。因此，尋找操作簡單、結(jié)果可靠且無創(chuàng)傷性的移植腎纖維化檢查方法成為目前的研究重點(diǎn)。

表2 移植腎不同纖維化程度患者超聲參數(shù)比較

表2 移植腎不同纖維化程度患者超聲參數(shù)比較

注：*表明與無纖維化相比，P＜0.05；#表明與輕度纖維化組相比，P＜0.05；△表明與中度纖維化組相比，P＜0.05。

組別 例數(shù)(例) VTQ值 (m/s) eGFR (mL/min) SWV (m/s) 測量深度 (cm)無纖維化組 (G0) 32 2.48±0.67 72.25±10.25 2.14±0.34 2.58±0.58輕度纖維化組 (G1) 28 2.69±0.85 68.36±9.58 2.25±0.35 2.53±0.54中度纖維化組 (G2) 36 3.12±0.74*# 42.58±9.87*# 2.65±0.41*# 2.51±0.47重度纖維化組 (G3) 44 3.51±0.69*#△ 28.54±10.23*#△ 3.15±0.29*#△ 2.49±0.51 F — 5.258 10.253 6.217 0.205 P — 0.025 0.000 0.012 0.658

聲觸診組織定量分析是一種基于剪切波傳播原理和聲脈沖輻射力成像原理發(fā)展而成的一種新型分析技術(shù)。VTQ 與其他傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)相比，受深部臟器和邊界影響較小，可以對深部組織進(jìn)行精確定位和有效檢測，是一種操作簡便且可有效評估移植腎纖維化程度檢測手段[13-17]。本研究采用VTQ 技術(shù)研究不同程度移植腎纖維化患者的表現(xiàn)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)移植腎皮質(zhì)VTQ 值與纖維化病理分期及纖維化程度呈正比。分析認(rèn)為，相同組織在硬度或彈性上存在一定差異，但相同組織在不同病理狀態(tài)下彈性存在顯著差異。腎皮質(zhì)由腎單位構(gòu)成，移植腎正常時(shí)，腎皮質(zhì)組織的硬度或彈性主要取決于皮質(zhì)組織分子的組成及組合方式[18]。當(dāng)腎小球和腎小管發(fā)生ECM 大量堆積導(dǎo)致移植腎發(fā)生纖維化時(shí)，腎皮質(zhì)硬度隨著腎纖維化程度的增加而增加，VTQ 技術(shù)通過檢測移植腎皮質(zhì)ROI 內(nèi)組織的微小位移而分析出腎皮質(zhì)硬度，故硬度增加，VTQ 剪切波速度（SWV）也相應(yīng)增加，從而科學(xué)可靠的反映出移植腎的纖維化程度。在本研究結(jié)果中，四組患者的測量深度均無顯著性差異（P＞0.05），無纖維化組VTQ 值、SWV 與輕度纖維化組相比均無顯著性差異（P＞0.05），重度纖維化組VTQ 值、SWV 顯著高于輕度、中度和無纖維化組（P＜0.05），中度纖維化組VTQ值、SWV 顯著高于輕度纖維化組（P＜0.05）。說明VTQ 技術(shù)可以較好地區(qū)分不同程度的移植腎纖維化，且纖維化程度越高，區(qū)分效果越明顯。移植腎無纖維化組與輕度纖維化組VTQ 值無顯著差異，分析原因可能有：本研究病例數(shù)不多，可能不能夠較好的區(qū)分兩組之間的差異，需要增加病例后進(jìn)行更深入的研究；也有可能移植腎輕度纖維化程度相比無纖維化患者本身不明顯，故在VTQ 值上無法很好體現(xiàn)；另外可能與VTQ 值的精確度有關(guān)，無法檢測或區(qū)分更細(xì)微的區(qū)別。本研究于VTQ 檢查當(dāng)天檢查所有患者腎小球?yàn)V過率（eGFR）以評價(jià)患者移植腎腎功能，結(jié)果顯示無纖維化組eGFR 與輕度纖維化組相比均無顯著性差異（P＞0.05），重度纖維化組eGFR 顯著高于輕度、中度和無纖維化組（P＜0.05），中度纖維化組eGFR 顯著高于輕度纖維化組（P＜0.05），說明腎小球?yàn)V過率與移植腎纖維化程度呈高度負(fù)相關(guān)，即移植腎纖維化程度越高，患者腎功能越差。主要是因?yàn)槁砸浦材I損傷會損壞腎小球毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小球毛細(xì)血管及腎小管內(nèi)的上皮細(xì)胞，從而導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率逐漸降低。

分析VTQ 值、SWV 值與移植腎纖維化程度之間的相關(guān)性，結(jié)果表明VTQ 值、SWV 值與移植腎纖維化程度之間呈高度正相關(guān)（Spearman r=0.796、0.774，P＜0.001），eGFR 與移植腎纖維化程度之間呈高度負(fù)相關(guān)（Spearman r=-0.889，P＜0.001）。對移植腎不同纖維化程度進(jìn)行ROC曲線分析，結(jié)果表明移植腎輕度纖維化及以上分期ROC 曲線下面積為0.865，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.028，95%CI（0.768～0.964）；將2.69 m/s 作為VTQ 值的截?cái)嘀担舾卸葹?2.9%，特異度為82.1%；對中度纖維化及以上分期ROC 曲線下面積為0.938，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.024，95%CI（0.887～0.987），以3.12 m/s 為截?cái)嘀担舾卸葹?6.1%，特異度為94.4%；重度纖維化ROC 曲線下面積為0.957，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.031，95%CI（0.895～0.994）。說明VTQ 檢測移植腎不同纖維化程度均具有較高的靈敏度和特異性。

綜上所述，移植腎纖維化腎皮質(zhì)的VTQ 值與不同病理分期有正相關(guān)性。VTQ 技術(shù)是一種操作簡單、無創(chuàng)且結(jié)果可靠性較強(qiáng)的彈性檢測技術(shù)，雖然VTQ 檢查診斷移植腎病理的嚴(yán)謹(jǐn)性仍與穿刺活檢存在一定差距，但其與活檢相比有不可比擬的優(yōu)勢，且將VTQ 與腎小球?yàn)V過率檢測相結(jié)合，結(jié)果更加真實(shí)可信，有望成為移植腎纖維化診斷分級及預(yù)后控制的一種新型檢測手段，在評價(jià)慢性移植腎纖維化程度上具有廣闊應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。