超聲剪切波組織定量技術在IgA腎病牛津分型中的應用

謝青， 吳潔， 牟怡， 段慶紅**

(1.貴州醫科大學附屬腫瘤醫院 影像科， 貴州 貴陽 550000； 2.貴州省人民醫院 超聲科， 貴州 貴陽 550000)

IgA腎病(igA nephropathy，IgAN)于1968 年由Berger 和Hinglais[1]首次報道，是以呈顆粒狀或團塊狀的單純IgA 或以IgA 為主的免疫球蛋白伴補體C沉積于腎小球系膜區的一種臨床病理綜合征，迄今為止，其發病機制尚不完全清楚。IgAN 在中國患病率高，約占原發性腎小球腎炎的45.26%～58.2%[2-3]，普遍開展的腎穿刺活檢發現IgAN的預后并不理想[4]。目前，IgAN是我國尿毒癥患者的主要原發病[5]。鑒于IgAN是一個進展的腎臟疾病，發病率高且預后不良，因此早期診斷與及時的病情評估對延緩疾病進展顯得尤為重要。目前，臨床上確診IgAN僅能倚靠腎臟病理組織學檢查，但該檢查方式屬于有創檢查，針對腎組織病理變化的過程無法做到及時有效地評估[6]；同時臨床常用的各項檢查方式均存在一定程度上的局限性[7-8]。彈性成像的出現打破了對傳統醫學影像學的定位，由定性向定量、形態學向功能學發展及轉變，將超聲與病理以及生物力學聯系起來，為臨床診斷提供了一個全新的思路與方法。超聲剪切波組織定量技術(elasto point quantification，Elasto PQ)通過測量組織的剪切波速度(shear wave velocity，SWV)，定量的反映組織的彈性狀況，為臨床提供新的評估參數。楊氏模量值能夠提供組織硬度的絕對值，并且在某些層面上有助于對疾病的評估，運用最廣泛的主要體現在肝纖維化的診斷。目前關于Elasto PQ運用于IgAN中的研究相對較少[9]，本次研究應用Elasto PQ測量IgAN腎皮質彈性的楊氏模量值，探討針對IgAN牛津分型中的病理改變，評估Elasto PQ的應用價值。

1 臨床資料與方法

1.1 臨床資料

收集2017年1月-12月行腎臟組織學病理活檢術確診為IgAN的患者65例，其中男36例、女29例，平均(38.64±11.60)歲。剔除標準：一般情況差不能配合檢查者，腎臟穿刺后血腫者，腎臟內多發結石、腎臟積水者，重度腹水者，腎臟占位病變者。

1.2 方法

1.2.1超聲檢查方法 使用Philips EPIQ5彩色超聲診斷儀，選擇腹部探頭C5-1，頻率為5～1 MHz，該探頭配置Elasto PQ技術。超聲檢查與腎臟穿刺活檢術間隔時間均在1周內。患者取左側臥位，固定探頭方向與腎臟的最大長軸切面保持垂直，選擇Elasto模式，嚴格控制取樣框與皮膚的距離在6 cm以內，將取樣框置于腎臟中部皮質；囑患者屏住呼吸，待圖像穩定后，按measure鍵，獲得患者的楊氏模量值(圖1)，同一患者同一部位重復測量5次有效值，并取平均值記錄，單位為kPa。

圖1 腎臟皮質的楊氏模量值Fig.1 Young's of the renal cortical modulus value

1.2.2腎臟穿刺活檢術 患者取俯臥位，充分暴露患者的腰背部。常規消毒鋪洞巾，超聲引導下定位右腎下極，2%利多卡因5 mL局部浸潤麻醉，用巴德16G組織切割式活檢針對患者進行取材。低溫下放入固定液中送病理檢查。嚴格把控每一例穿刺患者的禁忌癥。

1.2.3病理學分析方法 穿刺獲得的腎組織使用石蠟包埋后、連續切片，切片厚度約2～3 μm、HE染色，光鏡觀察，穿刺成功的標準為腎小球數目為10個以上，同時分別作Masson染色、PASM染色及PAS染色。

1.3 觀察指標

將入組患者腎臟穿刺活檢取材的標本進行病理學分析。采用2009年公布的牛津分型(Oxford分型)[10]對IgAN進行分型，病根據分型分為M0組、M1組、E0組、E1組、S0組、S1組、T0組、T1組及T2組。分型標準：(1)系膜細胞增生(mesangial hypercellularity，M)分為M0和M1，M1指50%腎小球系膜區超過3個系膜細胞；(2)毛細血管內細胞增生(endocapillary hypercellularity，E)分為E0、E1，即有或無；(3)節段性硬化或黏連(segmental sclerosis or adhesion，S)分為S0、S1，即有或無；(4)腎小管萎縮或間質纖維化(tubular atrophy or renal interstitial fibrosis，T)分為T0、T1、T2，T0指≤25%，T1指>25%～50%，T2指>50%。各組患者年齡比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1，表2。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 M、E、S病變組的楊氏模量值

M0與M1組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；E0與E1組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。S0與S1組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 M、E及S病變組的楊氏模量值Tab.1 Difference comparison of Young's modulus in groups of M，E and S

2.2 腎小管萎縮或腎間質纖維化病變

T0與T1、T0與T2組間比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，T1與T2組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 T病變各組的楊氏模量值Tab.2 Difference comparison of Young'smodulus in groups of T

注：(1)與T0組比較，P<0.05。

2.3 65例IgAN牛津分型中T病變的分布

如圖2所示，T0組患者33例，PASM染色后可見腎小管上皮空泡及顆粒變性，小灶狀萎縮，呈紅色；間質纖維組織少量增生，呈淡紅色，亦可見呈藍色的小灶狀淋巴細胞浸潤，病變范圍局限在25%以內；T1組患者19例，PASM染色后可見腎小管上皮細胞呈中度萎縮及變性，間質纖維化的病變范圍增加，超過25%但局限于50%以內；T2組患者13例，PASM染色后、在100倍及40倍鏡下病變幾乎占滿整個視野，腎小管上皮細胞萎縮呈重度，可見呈束狀、網狀成片的纖維組織增生，病變范圍超過50%。

圖2 T病變各組腎臟組織(PASM)Fig.2 Microscopic changes of T in each groups (PASM)

3 討論

IgAN在我國范圍內發病率高同時預后較差，因此早期診斷以及及時的對病情進行評估顯得十分重要。然而，目前臨床尚缺乏一種無創、重復性高且經濟方便的檢查手段。生物組織的病理發生改變時，彈性這一重要的物理特征通常會產生變化。組織彈性基于組織的微觀結構，與其生物學特性緊密相關，因此任何的微觀病理結構的改變，均有可能引起組織宏觀的彈性出現變化，故可以通過測量組織彈性，間接獲取組織內部的病理改變[11]。生物組織的彈性對疾病的診斷及預后具有十分重要的參考價值。一種新的超聲成像技術，即彈性成像可通過組織的彈性變化初步評估組織的病理改變[12]，彌補了常規超聲的不足，能更生動地反應病變彈性及病變性質，從而為臨床早期診斷IgAN及對其進行動態監測提供更多可能性。

Elasto PQ是基于聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse，ARFI)彈性成像原理。ARFI 成像是利用聲輻射力成像的一種方法，其基本原理是通過超聲探頭發射超聲波到受測組織某一設定的深度，利用超聲探頭聚焦約5～100 ms，聚焦的超聲波聲輻射力引起組織產生縱向壓縮，橫向膨脹位移振動從而產生剪切波深入到受測組織，使得聚焦位置的組織發生位移，緊接著用探頭接收輻射力作用前和作用后的超聲射頻回波信號，然后超速成像系統實時抓捕整個過程中連續的未經處理的射頻點。最后，運用時間-路程計算方法將收集到的這些數據進行處理，得出一個剪切波速度譜。通過計算SWV，可以間接的反映出組織的彈性模量，從而反映物質本身的彈性性質，即量化的反映局部組織硬度的水平[13]。世界范圍內的多項研究均表明IgAN的預后與病理指標具有相關性。因此通過腎臟的病理改變對預后進行預測是研究的一大熱點。國內外的學者不斷研究與探索針對IgAN病理分型的方法，希望能夠對預后起到良好的預測作用。2009年[14-15]，針對原有的Hass分型、Lee分型、WHO組織學分類法的不足公布了針對IgAN病理分型的牛津分型。牛津分型對M、E、S及T病變進行了整體評估。迄今為止，該分型被認為是最科學、最嚴謹、最被病理及臨床醫生接受采納的臨床分型方法。此分型方法能夠評估IgAN預后以及指導治療。研究結果顯示M、S、T 3種病理改變是獨立的危險因素，與預后具有相關性，E這種病理改變則與腎上腺皮質激素、免疫抑制劑治療具有相關性。同時，目前研究認為S能夠獨立預測腎功能的下降速率[16]。

本研究結果中表1～3顯示IgAN牛津分型中M0與M1、E0與E1、S0與S1組間差異無統計學意義(P>0.05)，針對該結果考慮M、E、S病變屬于非定量指標，在本次試驗中，M1、E1、S1組中不能除外較多病變輕微的患者，故可能導致M0與M1、E0與E1、S0與S1組間差異性縮小、彈性變化不大。表4顯示T0與T1、T0與T2組間比較差異具有統計學意義(P<0.05)，T1與T2組間差異無統計學意義(P>0.05)。T1、T2組的楊氏模量值大于T0組的楊氏模量值這一結果提示隨著腎小管萎縮或間質纖維化的進展，腎皮質的楊氏模量值增加，彈性減低。腎間質纖維化是各種慢性腎臟病發展至終末期的共同結果，因此腎間質纖維化與腎功能受損程度密切相關，同時亦與腎臟彈性的改變密切相關。T1與T2組的楊氏模量值之間差異性無統計學意義，分析導致此研究結果可能相關的原因，在IgAN的疾病過程中，腎臟的病理改變極其復雜，主要包括三個階段，第一為炎癥反應階段，第二為纖維化形成階段、第三為瘢痕形成階段。從而可以得知，腎間質纖維化只是復雜病理改變中的一部分，可能還存在其他的病理改變，包括腎小球硬化、血管管壁及基底膜增厚、系膜細胞及內皮細胞的增殖、間質炎癥細胞的浸潤、腎小管萎縮等。隨著腎間質輕度纖維化的出現，其他炎癥性的改變也可能伴隨出現，導致腎皮質楊氏模量值增高。炎癥反應能夠使得楊氏模量值增高這一現象被Sagir等[17]通過對肝臟的研究發現。因此本次研究中T1與T2組的楊氏模量值比較時，T1組伴有其他炎性改變的這一部分患者的楊氏模量值增高，這可能是導致T1與T2組楊氏模量值之間的差異性減小的其中一個原因。Grenier等[18]通過彈性成像應用于移植腎中的研究證實，腎皮質楊氏模量值的改變是與腎臟所有基礎病變的總和相關，表明間質纖維化不是影響腎臟彈性值改變的唯一相關因素。通過本次研究表現出，Elasto PQ作為一種新的無創檢查方式，定量的評估患者腎組織間質纖維化的有無，但不能對腎間質纖維化程度進行分級。Elasto PQ一定程度上彌補了常規超聲無法評估腎間質纖維化的局限性。目前，國內外多篇文獻報到支持牛津分型中的T病變對IgAN的預后能夠獨立預測。根據本次研究的T0與T1、T2組具有顯著差異性這一結果，間接初步的提示了Elasto PQ與IgAN的預后具有一定的相關性。