CEUS 對早期移植腎功能延遲恢復預測價值的臨床研究

劉洪， 劉東亮，周果，陳琴，彭志飛，文婧妤，鐘山，王筱嘯，狄文佳，熊瑋，冉清，楊洪吉（.三六三醫院泌尿外科，四川 成都 6007；. 四川省醫學科學院·四川省人民醫院超聲醫學中心，四川 成都 6007；. 四川省醫學科學院·四川省人民醫院器官移植中心泌尿病區，四川 成都 6007）

同種異體腎移植手術是拯救慢性終末期腎病患者生命最有效的措施之一，迄今擁有67 年的悠久歷史［1］，成功的腎移植可恢復腎臟的代謝和內分泌功能［2-3］。1968 年8 月5 日，美國通過了腦死亡判別的哈佛標準，在法律上承認了醫療摘取尸體器官合法用于移植，促進了臨床同種異體腎移植的穩步發展［4］。2015 年，黃潔夫宣布我國采用親屬捐獻和公民逝世后捐獻器官作為移植器官［5］。據2020 年中國器官移植大會報道，我國器官捐獻、器官移植數量均位居世界第二位。

移植腎功能延遲恢復（delayed graft function，DGF）的危險因素包括供者因素、供腎因素以及受體自身因素，缺血/再灌注損傷移植腎實質細胞是重要病理生理機制，免疫因素和藥物腎毒性會加重損傷。DGF 的最常見原因是急性腎小管壞死（acute tubular necrosis ，ATN）［6-9］。DGF 的臨床癥狀多樣，包括尿量急劇改變、移植腎區不適等。生化檢查表現為移植腎功能恢復緩慢或未恢復。進行超聲、腎圖、動脈造影等檢查輔助診斷。移植腎活檢有助于診斷DGF 發生和鑒別診斷。目前國際醫療界主要以“同種異體腎移植術后1 周內行腎臟替代治療”診斷為 DGF［10-12］。DGF 的病理過程包括缺血期、持續期和恢復期，主要治療策略是暫時替代腎臟功能度過延遲恢復期，調整免疫抑制劑，預防感染及支持治療。移植腎超聲技術檢查是術后監測移植腎功能狀態的重要檢查，移植腎超聲造影（contrast-enhanced ultrasonography，CEUS）更有利于觀察移植腎微循環，早期發現移植腎疾病。新型超聲造影劑聲諾維（Sono Vue）主要經過肺循環代謝，對腎臟功能影響小［13-14］。腎臟血供非常豐富，腎血流量占全身血量1/4。其中84%供應腎皮質，其血流狀態改變會影響移植腎主要功能發揮［15-17］，二維灰階超聲及彩色多普勒采集移植腎大小，主腎動脈、腎段動脈、葉間動脈和小葉間動脈的血流和阻力指數，可以監測移植腎形態、結構、血流狀況。移植腎超聲造影技術可以顯影其血流灌注情況并定量分析功能狀態［17］。

本研究的目的是研究早期發生DGF 的CEUS影像特征參數，繪制ROC 曲線評價這一特征參數在預測DGF 中的價值，探索行移植腎超聲、移植腎彩色多普勒及超聲造影指標變化與移植腎發生DGF 的相關性。以期為早期及時預測DGF 發生、治療上挽救移植腎功能、預后評估提供參考。

1 材料與方法

1.1 臨床資料：選取2017 年12 月至2020 年1 月于四川省醫學科學院·四川省人民醫院器官移植中心住院行同種異體腎移植術，符合納入標準的60 例同種異體腎移植患者，男性46 例，女性14 例。DGF 診斷標準是同種異體腎移植術后1 周內行腎臟替代治療大于1 次（血液透析）［12-14］，其中39 例患者術后移植腎功能恢復正常（immediate graft function，IGF），21 例 患 者 術 后 早 期 發 現DGF。全部受檢者均簽署了移植腎超聲造影知情同意書，告知同意行二維超聲，超聲多普勒和超聲造影檢查。選入標準：年齡18 ～ 60 歲；本次實驗期間（2017 年12 月至2020 年1 月）患者于四川省醫學科學院·四川省人民醫院器官移植中心行同種異體腎移植術，術后1 ～ 6 個月；供腎來源為公民心死亡供體和親屬供體；首次行同種腎移植術患者。排除標準：不可排除移植腎原發無功能患者；患者正在進行或已經行骨髓移植或者其他器官移植；對使用造影劑聲諾維有禁忌證的患者；妊娠、嚴重心肺肝功能不全或有其他嚴重合并癥的患者。本研究經四川省醫學科學院·四川省人民醫院倫理委員會審查同意通過。

1.2 儀器與方法：① 彩色多普勒超聲診斷儀：采用PHILIPS IU Elite 彩色多普勒超聲診斷儀器，腹部C1-5（頻率為1 ～ 5M Hz） 凸陣探頭，在對比脈沖序列（contrast pulsed sequences，CPS）模式下行CEUS 檢查，機械指數（mechanical index，MI） 為1.2，患者保持仰臥位，全部造影過程中顯像深度、圖像增益、聲壓均保持不變。② 超聲造影定量分析軟件：超聲檢查過程中同步記錄數據存儲圖像于計算機。采用PHILIPS QLAB 造影分析軟件進行在線分析。③ 超聲造影劑是意大利Bracco 公司生產的聲諾維（Sono Vue），該造影劑的存儲狀態為凍干粉劑，每瓶含氣相六氟化硫 59 mg 及白色凍干粉 25 mg，其凍干粉的主要成分為聚乙二醇、二硬脂磷酰膽堿、二棕櫚酸卵磷脂酰甘油和棕櫚酸。聲諾維需形成單分子層磷脂外殼包裹的六氟化硫微氣泡，注射前注入無菌生理鹽水溶液5 ml 瓶內，用力搖勻到凍干粉完全溶解形成均質的乳白色混懸液。聲諾維具有良好穩定性，平均直徑為2.5 μm，90% 微泡直徑小于6 μm，濃度為（2 ～ 5）×108個MBs/ml，經頸內靜脈注射，經呼吸道排除，平均代謝約15 min［17］。

1.3 研究方法：① 常規超聲檢查：同種異體腎移植術后第一天，患者取平臥位，充分顯露移植腎體表部位，先測量移植腎大小、皮質厚度，有無結石、集合系統擴張等；再用彩色多普勒超聲檢查移植腎血流灌注狀態，記錄主腎動脈、段動脈、葉間動脈、小葉間動脈的阻力指數及血流速度。② 超聲造影檢查：然后采用PHILIPS IU Elite 超聲診斷儀，C1-5T 探頭（頻率1.0 ～ 5.0 MHz），選擇通過腎門、包膜完整、顯示移植腎面積最大且同顯示段動脈及小葉間動脈的長軸切面，固定探頭，選擇局部放大模式，準備行造影檢查。進入CPS 模式，造影頻率為1.5 MHz，機械指數（mechanical，MI）為1.2，動態范圍（dynamic range，DR）為80 dB，幀頻為8 Hz。所有患者均由同一名護士經頸內靜脈置管團注1.2 ml 聲諾維，立即快速推注5 ml 生理鹽水，囑患者平靜、勻速呼吸。造影劑推注立即開始計時，持續觀察并存儲圖像，存儲過程約1 min；造影過程中固定探頭，造影結束后立即觀察圖像，測量統計分析數據。③ 超聲造影定量分析（如圖1 和圖2）：造影圖像應用QLAB 機載定量分析軟件進行分析。本研究在移植腎皮質中部選擇2 個厚度約2 mm、長度約20 mm 的方形感興趣區，分別為移植腎皮質和移植腎錐體。觀察指標包括：造影劑腎皮質達到時間、造影劑腎皮質達峰時間、造影劑腎錐體達到時間、造影劑腎錐體達峰時間、腎皮質時間差、腎錐體時間差、腎皮質造影強度峰值、腎錐體造影強度峰值。所有病例同種異體腎移植手術方法、免疫抑制劑方案均相同。

圖1 移植腎IGF 超聲造影

圖2 移植腎DGF 的超聲造影

1.4 統計學分析：統計分析采用Windows 版的SPSS 21.0 軟件運算。計量資料結果采用均數±標準差（±s）或中位數（四分位間距）M（QL，QU）描述，計數資料用率或者構成比描述。組間比較計量資料滿足正態分布時使用兩獨立樣本t 檢驗分析，不滿足正態分布時使用非參數（Mann-Whitney檢驗）分析；計數資料組間比較使用卡方檢驗或Fisher 精確檢驗。單指標診斷，各標記物預測DGF能力的敏感性和特異性用ROC 曲線獲得；聯合診斷，以金標準診斷結果為應變量，以移植腎主腎動脈阻力指數RI、移植腎皮質時間差、移植腎皮質造影峰值強度、移植腎皮質錐體到達時間差、移植腎皮質錐體峰值時間差為自變量做logistic 回歸分析，根據分析結果得到聯合多個指標的復合指標值，對復合指標值用于DGF 診斷繪制ROC 曲線和做出診斷評價；并以臨界點為界值對每個病例做出多指標聯合診斷，聯合診斷結果與金標準結果做一致性分析。 所有統計學檢驗，P ＜0.05 被認為差異有統計學意義。

2 結 果

在2017 年12 月1 日— 2020 年1 月31 日實驗期間，四川省醫學科學院·四川省人民醫院器官移植中心共進行LDK 和DCD 供體腎移植手術100 例，滿足入組條件的患者共80 例，其中完整測量并收集US 及CDFI 和CEUS 數據的移植腎患者共有60 例（表1 和表2）。IGF 組患者的手術年齡為（39.05±10.27）歲，最大年齡49 歲，最小年齡29 歲；DGF 組患者的手術年齡為（35.4±9.61）歲，最大年齡45 歲，最小年齡25 歲。其中男性46 例，女性14 例。根據實驗期間入組診斷標準“行同種異體腎移植術術后1 周內是否行血液透析暫時替代治療［11-13］”，將入組患者分為術后IGF 組和術后DGF組。在這60 例行同種異體腎移植術后患者中，發現21 例DGF，均為DCD 供體，本中心同種異體腎移植DGF 的發病率為35%。

表1 同種異體腎移植受體信息統計分析結果

表2 同種異體腎移植供體信息統計分析結果

聯合移植腎主腎動脈阻力指數、移植腎皮質時間差、移植腎錐體峰值時間、移植腎皮質造影峰值強度、皮質錐體到達時間差和冷缺血時間6 個指標，經過logistic 回歸的分析結果計算“復合指標值”。“復合指標值”ROC 曲線下面積為0.901（P ＜0.001），“復合指標值”診斷95%可信區間分別為（0.822，0.978），“復合指標值”的診斷臨界值為8.8158，靈敏度85.70%，特異度84.62%，陽性預測值為72%，陰性預測值為91.42%，陽性似然比為4.77，陰性似然比0.174。

2.1 logistic 回歸分析：以金標準結果為應變量，移植腎主腎動脈阻力指數、移植腎皮質時間差、移植腎造影錐體峰值時間、移植腎造影皮質峰值強度、皮質錐體到達時間差、冷缺血時間為自變量，logistic 回歸分析結果（表3）。

表3 聯合診斷參數

2.2 聯合診斷的ROC 曲線：“復合指標值”ROC曲線下面積為0.90（P ＜0.001），“復合指標值”診斷95%可信區間為 （0.822，0.978），如圖3 和表4。

圖3 移植腎造影聯合指標“復合指標值”診斷DGF 的ROC 曲線

表4 移植腎造影聯合指標“復合指標值”診斷DGF 的ROC 曲線

2.3 聯合診斷的評價 “復合指標值”的診斷臨界值為8.8158，靈敏度為85.70%，特異度為84.62%，陽性預測值為76.19%，陰性預測值為87.17%，陽性似然比為5.56，陰性似然比0.16。

2.4 聯合診斷與金標準診斷結果的一致性：根據logistic 回歸的分析所得復合指標計算式（3.471×主腎動脈阻力指數+ 0.157×皮質時間差T1 +0.120× 皮 錐 時 間 差- 0.105× 皮 質 峰 值 強 度+0.005 ×錐體峰值時間+ 0.550 ×冷缺血時間），計算每個病例復合指標值，以臨界點為界值對每個病例做出多指標聯合診斷，聯合診斷結果與金標準結果做一致性分析，二者具有一致性（P ＜0.001），Kappa ＝0.634。見表5。

表5 CDFI 聯合CEUS 指標對DGF 的診斷四格表

3 討 論

隨著腎移植基礎理論的進步，流行病學的發展，外科手術技術的進步和免疫學及免疫抑制藥物的更新，腎移植術后患者生存時間大大延長，但同種異體腎移植術患者的并發癥仍存在，尤其是發生DGF的患者形勢嚴峻［18］。研究顯示，DCD 供腎行同種異體腎移植術后DGF 的發生率為10% ～ 50%，LDK供腎行同種異體腎移植術后DGF的發生率為6%［19］，我院器官移植中心數據統計分析DGF 發生率為35%，與國際國內同行報道相似。DGF 的臨床診斷標準目前主要采用美國Yarlagadda 等提出的“術后1 周內行腎臟替代治療”，容易受醫生或者患者主觀因素而影響診斷尤其是術后因高血鉀或者液體過多透析，較為主觀［20］。多個醫療中心正在尋求更客觀的指標，血液如血清肌酐值、NAGL、IL-18、IL-35，尿液如NAGL，灌注液標志物NAGL、KIM-1［21-24］，我們器官移植中心和超聲醫學中心擬探索聯合US、CDFI 與CEUS 對DGF 的診斷預測。對于同種異體腎移植術后監測移植腎功能，超聲技術檢查是首選方式，移植腎主腎動脈阻力指數診斷DGF 敏感度高，但容易受全身血流動力學改變影響，對移植腎皮質微循環狀態不能直接反映，很難區分排斥反應與DGF。CDFI 報告移植腎動脈阻力指數RI 診斷急性排斥反應（acute rejection，AR）和DGF 特異性較差［25］。

CEUS 是監測移植腎微循環灌注檢查的重要技術［26］，經人體頸內靜脈注射造影劑，通過心血管系統血液循環到達移植腎，采集移植腎皮質微循環呈全部顯影過程，立即行精確定量測量和分析研究。本研究表明移植腎主腎動脈阻力指數大于0.8，移植腎發生DGF 風險高。移植腎皮質時間差是聲諾維達到皮質顯影最強的時間差，反應了移植腎皮質微循環血管通暢度，我們選擇了離心臟最近的體表頸內靜脈，路徑統一距離較短，數據客觀可測但預測性較低。本研究結果數據分析出移植造影皮質時間差長于6.05 s，移植腎發生DGF 風險增大。移植腎皮質錐體到達時間差是聲諾維移植腎皮質造影過程，反映了移植腎皮質腎單位濾過工作效率，數據客觀可測但預測性較低。移植造影錐體峰值時間反映了整個移植腎造影的灌注過程。本研究表明移植造影錐體峰值時間大于21.7 s，移植腎發生DGF 風險增大。移植腎造影皮質峰值強度是移植腎皮質造影充盈量，反映了移植腎皮質血液可充盈度，本研究所有移植腎的移植部位為髂窩，受呼吸運動影響小。數據客觀可測但預測性較低。本研究結果數據分析移植腎皮質造影峰值強度大于10.46 dB，移植腎發生DGF 風險增大。腎臟冷缺血時間過長是DGF 的主要原因，數據客觀可測且預測性較好，但移植腎發生DGF 是多因素綜合的結果。本研究結果數據分析出腎臟冷缺血時間大于9.5 h，腎移植術后發生DGF 風險增大。以上指標行聯合實驗后獲得指標“復合值”，“復合指標值”的診斷臨界值為8.8158，靈敏度為85.70%，特異度為84.62%，陽性預測值為76.19%，陰性預測值為87.17%，陽性似然比為5.56，陰性似然比為0.16。對DGF 預測靈敏度和特異度都較好，國際國內同行報道較少。正常移植腎造影過程表現為注射造影劑后受體髂動脈、腎動脈、段動脈、葉間動脈、弓形動脈、小葉間動脈依次顯影。隨后腎皮質、腎髓質逐漸顯影，皮質由內向外迅速顯影，髓質開始顯影稍慢于移植腎皮質，造影劑從每個移植腎錐體邊緣開始灌注，由四周向中央逐級擴散顯影，移植腎錐體持續顯影過程較長，腎移植術后移植腎發生功能延遲恢復表現為移植腎皮質時間差延長，移植腎皮質造影峰值強度低［27-28］。CEUS 檢查發現早期移植腎術后腎周血腫、移植腎動脈狹窄、移植腎靜脈血栓、移植腎腎功能不全等并發癥，與國際報道相似［14］。

本研究對移植腎皮質與移植腎的超聲造影定量參數分別進行比較，結果發現移植腎皮質對腎臟血流改變更敏感。腎移植術后出現DGF 的主要原因是圍術期供腎的急性腎損傷。腎前性的因素包括移植腎摘取、保存運輸，移植腎過程中熱缺血、冷缺血，藥物的腎毒性損傷，術中出現低血壓和移植腎動脈狹窄及血管栓塞，這些因素導致移植腎灌注不足。腎性的因素主要是移植腎缺血/再灌注損傷，腎臟小血管內皮細胞和腎小管上皮細胞缺血缺氧壞死，急性排斥反應，血栓性微血管病，原發性腎小球疾病復發。腎后性因素主要有術后早期漏尿、輸尿管梗阻或受血腫壓迫、神經源性膀胱和前列腺增生。腎缺血/再灌注損傷過程中腎小血管內皮細胞和腎小管上皮缺血缺氧損傷，釋放炎癥因子如IL-6、TNF-α，募集炎癥細胞如中性粒細胞、單核巨噬細胞和淋巴細胞移行至移植腎，導致促炎癥因子和抑制因子表達失衡［29］。DGF 不僅影響移植腎功能早期恢復，還增加急性排斥風險、肺部感染和移植腎功能丟失［30-31］。移植腎腎功能延遲恢復與腎移植圍術期并發癥發生可能互為因果，這與李馨等報道相似［24］。文獻報道，建議縮短移植腎熱缺血時間和冷缺血時間，器官保存液選用UW和保存溫度0 ～ 4℃，還建議靜態灌注和Lifeport機械灌注結合，供體心臟跳動停止立即進行床旁靜態灌注，摘取器官完成繼續行Lifeport 機械灌注［32-33］。波蘭Lepiesz 等［34］發明了透明滅菌乙烯袋，腎移植術中使用它可減少熱缺血時間。圍術期低血壓可能會形成腎前性急性腎損傷，造成移植腎灌注不足，嚴重者造成心臟驟停［35］。積極控制體重、血糖和血脂，促進移植腎功能盡早恢復和手術切口愈合［36-37］。一旦發現移植腎發生DGF，立即行替代腎臟功能度過延遲恢復期，調整免疫抑制劑和預防感染［38-40］。可使用免疫抑制誘導劑（ATG或ATGF）調節患者免疫狀態，爭取早期恢復移植腎功能［20，41］。美國Butler 等［42］報道，腎移植術前使用免疫抑制誘導藥物胸腺球蛋白有降低DGF發生風險。波蘭Zmonarski 等［43］報道，可以通過測量DGF 患者外周血中單核細胞的TLR4ex 來評估患者的免疫力水平。合理調整藥物劑量和種類，為減少CNI 類藥物腎毒性，停用環孢素換用他克莫司［44］。合理使用利尿劑，如呋塞米，通過調節電解質和酸堿平衡來改善移植腎微循環和擴張移植腎血管［45］。有學者研究了KIM-1 和NGAL 染色在腎同種異體移植物活檢中的定位和分布，認為KIM-1與DGF 發生有一定相關性［46］。

我們對本研究60 例患者進行了密切電話隨訪1 ～ 6 個月。有2 例發生DGF 移植腎受體移植腎功能丟失，有2 例患者死亡，有1 例患者發生嚴重肺炎克雷伯桿菌感染，有2 例患者穿刺活檢病理報告為移植腎急性腎小管壞死，余移植腎功能恢復。總體住院時間較IGF 患者延長1 周。腎移植術后有過DGF 患者近期并發癥發生風險高，應該加強隨訪和移植腎功能監測。Mirzaee 等［47］報道，術后發生DGF 患者近期移植腎功能恢復較差，移植腎功能丟失，發生排斥反應，受體感染和死亡風險大。還應重視有過DGF 患者的移植腎遠期并發癥，及時發現并診治［48］。本實驗研究證明了CEUS 的檢查指標與腎移植術后早期移植腎發生DGF 相關性。進行了單指標預測和聯合指標的ROC 曲線分析，聯合實驗推薦DGF 的最佳預測界值為8.4411，靈敏度為85.71%，特異度為82.05%，陽性預測值為72%，陰性預測值為91.42%，陽性似然比為4.77，陰性似然比為0.174，患病率為35%，并且后期的隨訪結果大致符合該診斷實驗的判斷。

4 結 論

本研究發現聯合移植腎的主腎動脈動力指數、移植腎皮質時間差、移植腎皮質造影峰值強度、移植腎皮質錐體造影達到時間差、移植腎冷缺血時間可早期及時預測發現腎移植術后移植腎功能恢復延遲。本研究發現CEUS 對發現移植腎早期并發癥有較大輔助，可及時發現移植腎周血腫、移植腎動脈狹窄、移植腎急性排斥反應等。在同種異體腎移植術患者，冷缺血時間延長與移植腎早期發生DGF 有相關性。

綜上所述，移植腎超聲造影檢查是超聲影像技術的重要補充，為早期DGF 提供及時、有效、準確的輔助診斷資料。聯合臨床指標冷缺血時間和超聲及超聲造影檢查會提高對早期發生DGF 的預測。