定量分析釓塞酸二鈉增強MRI預測肝纖維化和肝硬化病理分級

童洪飛，王兆洪，陳輝，周斌，倪仲琳

（溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院 肝膽外科，浙江 溫州 325027）

目前臨床上主要運用肝穿刺活檢來精確評估肝纖維化和肝硬化，其標準是肝硬化病理分級的Laennec分級系統，該系統是KIM等[1]在Metavir分級系統的基礎上提出的。有創的肝穿刺活檢標本的病理檢查是該半定量分級系統的基礎。肝穿刺活檢存在一定的風險，且穿刺部位單一，不能代表全肝的情況，因此對于肝纖維化和肝硬化程度的精準評估而言，尋找一種無創且精確的檢查方法來替代肝穿刺活檢顯得更為重要。

釓塞酸二鈉（gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid，Gd-EOBDTPA）是一種新型的MRI對比劑，可被正常肝細胞特異性攝取。肝臟在Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描的肝膽特異期表現為不均勻強化，肝臟功能障礙的程度與強化的差異相關[2]。因此有研究認為肝細胞的功能及密度、肝硬化的程度與肝臟Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描的肝膽特異期的信號強度相關[3]。本研究通過定量分析Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽特異期信號強度來評估肝纖維化和肝硬化的病理分級，以期Gd-EOBDTPA增強MRI掃描能成為評估和預測肝纖維化和肝硬化的分析方法和有效無創工具，進而在臨床上能取代肝組織穿刺活檢。

1 資料和方法

1.1 資料

1.1.1 一般資料：選取溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院從2014年1月至2018年12月行不規則或規則肝部分切除術的患者，Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描均在圍手術期準備階段實施。對于本身會影響肝細胞的功能狀態的疾病以及可能會導致肝癌病灶周圍的肝臟組織受到影響的治療病史的患者均予以排除。總共入選55例患者，對照組10例，男6例，女4例，年齡（50.7±12.0）歲，其肝臟組織無肝纖維化和肝硬化；肝纖維化組10例，男7例，女3例，年齡（51.3±12.9）歲，其肝臟病灶周圍肝臟組織為肝纖維化；肝硬化組為35例，男25例，女10例，年齡（54.8±9.0）歲，Child-Pugh分級A級和B級分別為21例和14例，其肝臟病灶周圍組織為肝硬化。本研究獲得本院醫學倫理委員會的批準。

1.1.2 儀器和試劑：磁共振儀（Philips Achieva 3.0，荷蘭Philips公司）；組織包埋機（BMJ-B型包埋機，常州中威電子儀器有限公司）；全封閉組織脫水機（泰州櫻花醫療科技有限公司）；全自動染片機（Varistain Gemini，美國賽默飛世爾科技公司）；顯微鏡（奧林巴斯CX23，日本奧林巴斯公司）。MRI造影劑：Gd-EOB-DTPA注射液，德國拜耳先靈制藥公司。

1.2 方法

1.2.1 Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描：采用飛利浦3.0T磁共振儀，所有55例患者的掃描參數均相同，Gd-EOB-DTPA作為磁共振增強掃描劑。在術前3～15（8.0±2.4）d，肝臟病灶周邊肝臟組織信號強度情況通過Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描來獲取和測算。具體掃描參數如下：脂肪抑制3D SPGR T1WI掃描：TR/TE：3.0～10.0 ms/1.0～2.0 ms，翻轉角10°～ 15°，層厚：4 mm，矩陣：192×256，視野：420 mm× 420 mm；T1WI掃描TR/TE：3.0～10.0 ms/1.0～ 2.0 ms，翻轉角10°～15°，層厚：4 mm，矩陣：192× 256，視野：420 mm×420 mm；平掃后，以注射速度為2.0 mL/s經肘靜脈注入劑量為10 mL Gd-EOBDTPA注射液，注射20 min后即Gd-EOB-DTPA增強MRI的肝膽特異期，再次行MRI掃描。

1.2.2 肝臟的信號絕對增強強度（absolute enhancement value，AEV）和對比增強率（Contrast enhancement ratio，CER）的分析：在MRI掃描的 T1WI平掃期和肝膽特異期，分別選定近肝臟病灶的相同部位處為感興趣區域（region of interesting，ROI），再測量ROI的信號強度（signal Intensity，SI）。ROI為限定在切除區域內的圓形或橢圓形區域。ROI應避免主要管道和組織壞死區域。ROI的大小為99.9～166.8（128.2±11.7）mm2。由一位固定的高年資醫師計算ROI的肝膽特異期對平掃期的信號AEV和CER。不同病變程度的肝臟組織代表性圖片見圖1-3。ROI的信號AEV計算：AEV=SIlh-SIlu算得，SIlh（SIliver hepatobiliary phase）代表肝膽特異期肝臟的信號強度，SIlu（SIliver unhancement phase）代表平掃期肝臟的信號強度。肝臟肝膽特異期對平掃期CER計算：CER=SIlh-SIlu/SIlh。

1.2.3 病理學分析：組織病理學用來最終確定肝臟組織的病理情況。外科醫師和病理科醫師重新評估手術切除標本中的病灶周圍肝臟組織部分，結合影像學進行ROI區域的定位。手術切除標本置于4%中性甲醛溶液固定，水洗，脫水透明，石蠟包埋，切片，HE染色和Masson染色。由2位對臨床和病例資料不知情的高年資病理科醫師來判斷每個肝臟組織的病理分級。具體標準根據肝硬化病理學的Laennec分級系統，將肝組織分為7個等級：0級，無纖維化；1 級，極少纖維化（無間隔或極少細小間隔，可有匯管區擴大或輕度竇周纖維化）；2級，輕度纖維化（偶有細隔）；3級，中度纖維化（中等度細隔，不完全纖維化）；4級肝硬化，細分為3個亞級[1]。肝纖維化和肝硬化的代表性HE染色和Masson染色圖片見圖1-3。

1.3 統計學處理方法 采用SPSS20.0軟件進行統計學分析。不同病理分級的平均信號AEV和CER的差別以ANOVA-LSD來分析。計量資料以±s來表達，決定系數R2由散點圖中的總計擬合線計算得出。信號增強程度和病理分級的相關性利用Spearman相關系數來確定。不同病理分級之間CER的最佳截斷值利用ROC曲線確定。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 Gd-EOB-DTPA增強MRI平掃期和肝膽特異期信號強度的定量分析 Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽特異期肝臟病灶周圍肝臟信號強度均高于平掃期。正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的平均信號AEV和肝膽特異期對平掃期的CER均存在差異。從正常肝臟組織組到肝硬化組，其肝膽特異期的信號強度逐漸減弱，其平均信號AEV也逐漸減弱。對照組信號AEV為666.50±186.69，肝纖維化組信號AEV為514.93 ±139.51，肝硬化組信號AEV為392.97±137.87。對照組的CER為0.96±0.16；肝纖維化組的CER為0.73±0.14；肝硬化組的CER為0.46±0.18。

圖1 對照組肝臟MRI平掃、肝膽特異期、HE染色和Masson染色圖片

圖2 肝纖維化組MRI平掃、肝膽特異期、HE染色和Masson染色圖片

圖3 肝硬化組MRI平掃、肝膽特異期、HE染色和Masson染色圖片

2.2 3組的病理分級與信號AEV和CER的相關性分析 從正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級與信號AEV和CER的相關性分析中發現：正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級和信號AEV負相關（r=-0.526，P＜0.001），見圖4A；正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級和CER負相關（r=-0.741，P＜0.001），見圖4B。比較病理分級與這2種分析方法的相關性后發現，正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級和CER之間存在更顯著的負相關。

2.3 CER預測正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級 正常組和肝纖維化組間的AUC為0.840（95%CI=0.663～1.000），靈敏度為90.0%，特異度為50.0%，最佳截斷值為0.76，見圖5A。肝纖維化組和肝硬化組的曲線下面積為0.871（95%CI=0.751～0.992），靈敏度為100%，特異度為48.6%，最佳截斷值為0.46，見圖5B。

圖4 AEV、CER和正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級相關性

圖5 正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化的病理分級之間CER差異AUC

3 討論

目前有多種評分和分級系統用來評估肝纖維化和肝硬化的病理學分級。上世紀末，肝臟纖維化嚴重程度分級由Metavir首次通過肝活檢評級系統提出，將肝臟的纖維化程度分為F0～F4共5級，F4即為肝硬化[4]。現今臨床中主要依靠肝臟活組織檢查來精確評估肝纖維化和肝硬化等肝臟的疾病和功能狀態。事實上肝臟活檢檢查是一種有創的檢查方式，其自身包含一定的危險性，尤其是肝硬化的患者。另外從全肝的角度考慮，肝纖維化和肝硬化存在不均一性，肝組織活檢標本量少，從而會導致一定取樣誤差，因此肝穿刺活檢并不適宜肝臟病變的篩查、較長時間的定期隨訪監測以及相應治療反應的精準評估[5]。因此，尋找一種可重復性、無創和精準的方法在臨床中來評估肝纖維化和肝硬化顯得尤其重要。

現如今臨床上對于肝臟功能狀態的主要血液學檢查評估手段包括谷丙轉氨酶與血小板的比率、透明質酸水平、IV型膠原蛋白水平等指標[6]。另外目前B超、CT、MRI和肝膽核素顯像等是臨床中常用的無創影像學評價手段。B超的評估主要側重于形態學及彈性指數方面。CT評估肝硬化的獨立性預測指標是肝實質異常、結節性肝表面、門靜脈高壓及肝邊緣變鈍。普通MRI評估肝硬化的獨立性預測指標是結節性肝表面、肝實質異常以及門靜脈高壓。MRI彈性成像、彌散成像以及灌注成像等主要通過檢查肝臟組織的硬度、水彌散成像的限制程度和肝內血流的開放程度來評估肝纖維化和肝硬化[7]。上述影像學檢查都是從形態學或彈性指數方面對肝硬化和肝硬化的嚴重程度進行評估，不能進一步從肝細胞功能狀態來評估肝臟組織病變的嚴重程度。另外，肝膽核素顯像雖然可以從功能角度進行評估，但由于其使用復雜、放射性損害、圖像分辨率低等負面因素，應用受到限制。因此需要尋找一種更精準的方法來評估肝臟功能的狀態。

肝細胞特異性的MRI造影劑Gd-EOB-DTPA的問世，為相應肝功能的精準評估創造了有利條件。目前階段，對于Gd-EOB-DTPA的使用研究主要在于肝細胞肝癌的精準診斷方面，亦有少量用于肝臟的功能評估的研究，通過文獻檢索未發現有關肝臟實質的病理學狀態與肝細胞攝取Gd-EOB-DTPA狀況方面的研究。

由于Gd-EOB-DTPA特有的親脂性乙氧基苯甲基基團，能夠使約50%的Gd-EOB-DTPA被肝細胞特異性攝取，外周靜脈團注后10～20 min即可獲得清晰的T1WI肝細胞特異性圖像[8-9]。有研究利用Gd-EOBDTPA增強MRI肝膽特異期的T1WI的信號強度來評估肝功能狀況[10-11]。對于肝硬化程度與Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽特異期增強程度之間相關性方面也有研究報道，此類研究主要集中在其與肝硬化Child-Pugh分級之間的相關性[12]。在Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽特異期增強程度與肝臟組織病理學方面，GOSHIMA等[13]發現肝臟組織的增強指數（SI-post/SI-pre）和肝臟對肌肉的信號增強比率與肝纖維化的病理分級之間相關性非常顯著。還有研究則發現肝臟對Gd-EOB-DTPA的攝取能力受到肝臟纖維化程度的顯著影響[14]。有研究通過利用Gd-EOB-DTPA增強MRI掃描大鼠肝硬化動物模型，然后定量分析肝臟平掃期和肝膽特異期的信號強度，得出相對增強指數，發現相對增強指數可以提示肝纖維化和肝硬化所對應的肝臟損害。進一步分析了正常肝臟組織、肝纖維化和早期肝硬化的病理分級和相對增強指數之間的差異性，發現肝纖維化組和對照組之間、肝纖維化組和早期肝硬化組之間的差異無顯著性，而對照組和早期肝硬化組之間存在差異性，從而得出相對增強指數有助于早期肝硬化的評估和判斷[15]。

綜上所述，定量分析Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽特異期信號強度發現，CER與正常肝臟組織、肝纖維化和肝硬化組的病理分級存在比較顯著的相關性，并能通過分析CER來評估肝纖維化和肝硬化的病理分級。