周 琴 郭海欣 李靖云 張少波 陳永健 呂國榮
對于慢性肝功能不全的患者,準(zhǔn)確評估肝纖維化程度具有重要意義。剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)是新近應(yīng)用于臨床的彈性成像技術(shù),其能在二維超聲圖像的引導(dǎo)下實時、定量、直觀地評價肝臟硬度。目前應(yīng)用SWE 技術(shù)評估非酒精性脂肪肝?。╪onalcoholic fatty liver disease,NAFLD)肝纖維化的相關(guān)研究尚少。本實驗應(yīng)用SWE技術(shù)檢測不同纖維化分期的NAFLD 大鼠肝臟的楊氏模量平均值(Emean)并分析其診斷效能,旨在為臨床無創(chuàng)性評估肝纖維化提供參考。
選取體質(zhì)量250~270 g 的健康雄性SD 大鼠88 只[由浙江省實驗動物中心提供,許可證號SCXK(浙)2014-0001],將其隨機(jī)分為對照組(40 只)和實驗組(48 只)。對照組采用普通飼喂(購自上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司)。實驗組采用蛋氨酸/膽堿缺乏飼料(MCDD,購自上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司)和高脂飼料[HFD,購自北京華阜康生物科技股份有限公司,其成分為2%膽固醇+15%豬油+5%蛋黃粉+0.5%膽鹽+2%白糖+75.5%普通基礎(chǔ)顆粒飼料]。具體喂養(yǎng)方式和時間見圖1。
圖1 實驗動物模型建立(MCDD:蛋氨酸/膽堿缺乏飼料;HFD:高脂飼料;CCl4:四氯化碳)
1.SWE 檢查:使用法國聲科Supersonic Imagine Aixplorer 彩色多普勒超聲診斷儀,線陣探頭,頻率4~15 MHz;配備SWE 功能。分別于第1、2、3、8、12 周末隨機(jī)抽取對照組大鼠8 只,與預(yù)定喂養(yǎng)周期結(jié)束的實驗組大鼠進(jìn)行SWE 檢測。檢查前實驗動物均空腹10 h,麻醉后肝區(qū)備皮,啟用SWE 模式,統(tǒng)一選取肝中葉避開肝臟大血管、膽道和葉間裂的區(qū)域,于距離體表1.0 cm 處選擇感興趣區(qū)域(ROI),ROI 設(shè)定為直徑約2 mm 的圓形,開啟Q-BOX 測量ROI 的Emean,測量5 次,取其均值。
2.病理學(xué)檢測:SWE 檢查完成后處死大鼠,取肝中葉固定于10%中性福爾馬林,包埋后切片行HE 染色、Masson 染色。病理學(xué)診斷參考Kleiner 等[1]的方法進(jìn)行肝纖維化分期:F0 期,無纖維化;F1 期,竇周或門靜脈周圍纖維化;F2 期,竇周和門靜脈/門靜脈周圍纖維化;F3期,橋接纖維化;F4期,肝硬化。
對照組和HFD-1W 組大鼠肝臟均無纖維化形成(F0期);MCDD-2W組中F0期2只,F(xiàn)2期6只;HFD-3W組中F0期2只,F(xiàn)1期6只;MCDD-8W組和MCDD-12W組大鼠均為F3 期;MCDD-12W/CCl4組 中F3 期2 只,F(xiàn)4 期6 只。本 實 驗 最 終 獲 取F0 期52 只,F(xiàn)1 期6 只,F(xiàn)2期6只,F(xiàn)3期18只,F(xiàn)4期6只;考慮建模成功。
F0 期、F1 期、F2 期、F3 期、F4 期Emean 分別為(5.46±0.37)kPa、(6.28±0.33)kPa、(6.42±0.41)kPa、(9.01±0.95)kPa 和(15.88±2.49)kPa,不同肝纖維化分期Emean 比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=25.5,P<0.05);除F1 期與F2 期比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余任意兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。見圖2。所有大鼠肝臟Emean 與肝纖維化程度呈顯著正相關(guān)(r=0.82,P<0.001)。
SWE 診斷≥F1、≥F2、≥F3、F4 期的ROC 曲線下面積分別為0.87、0.89、0.93、0.98。肝臟Emean 對大鼠NAFLD肝纖維化的診斷效能見表1和圖3。
表1 肝臟Emean對大鼠NAFLD肝纖維化分期的診斷效能
圖2 大鼠NAFLD肝纖維化分期SWE圖
圖3 SWE診斷大鼠NAFLD肝纖維化分期的ROC曲線圖
NAFLD 是我國第一大慢性肝?。?],肥胖是其主要因素。MCDD 模型是制備NAFLD 的經(jīng)典模型[3],但由于其炎癥的迅速發(fā)展難以產(chǎn)生單純脂肪變性,且誘發(fā)肝硬化所需的時間長,故Fan和Qiao[4]通過HFD飼喂和腹腔注射CCl4克服這些缺陷,從而構(gòu)建與NAFLD 患者組織病理學(xué)特點相似的動物模型。經(jīng)本實驗驗證,該建模方法安全有效,可成功構(gòu)建NAFLD大鼠模型。慢性肝病的治療和預(yù)后在很大程度上取決于肝纖維化的程度和進(jìn)展,因此,準(zhǔn)確評估纖維化程度是治療慢性肝病的重要環(huán)節(jié)[5]。目前,肝活檢仍是確診肝臟纖維化程度的金標(biāo)準(zhǔn),但其具有有創(chuàng)性及抽樣誤差所致的不準(zhǔn)確性,在臨床上不能廣泛開展。因此,非侵入性檢查在評估肝纖維化中的重要性越來越受到重視。
本實驗應(yīng)用的SWE 技術(shù)是一種新型超聲成像技術(shù),可定量評估肝臟硬度。其原理是通過發(fā)射高速聚焦的聲輻射力脈沖在縱向不同深度上連續(xù)聚焦,使不同深度的組織幾乎同時產(chǎn)生橫向位移,通過“馬赫錐”原理,在聚焦部位產(chǎn)生剪切波,隨后應(yīng)用顏色編碼技術(shù)實時顯示組織彈性圖。以往國內(nèi)外有眾多研究[6-8]報道了SWE 在評估慢性肝炎患者肝纖維化方面的高診斷性能,但用其評估NAFLD 肝纖維化的研究較少。對于NAFLD 進(jìn)展而來的肝纖維化,SWE 技術(shù)是否同樣具有高診斷效能值得進(jìn)一步探討。本實驗建立了不同肝纖維化分期的NAFLD 大鼠模型,旨在探討SWE技術(shù)對大鼠NAFLD肝纖維化程度的診斷效能。
本實驗結(jié)果表明,肝臟Emean 與肝纖維化程度有較好的相關(guān)性(r=0.82,P<0.001),肝臟Emean 隨著纖維化程度加重而升高,與Kazemirad 等[9]研究結(jié)論一致。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)不同纖維化分期的Emean 值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=25.5,P<0.05),除F1期與F2期肝臟Emean 比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余任意兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。說明Emean值可在一定程度上反映肝纖維化嚴(yán)重程度的特征,提示SWE 技術(shù)可用于NAFLD 肝纖維化程度的評估,但對于輕度肝纖維化的評估存在一定的局限。本實驗結(jié)果還顯示,肝臟Emean提示診斷≥F1期、≥F2期、≥F3期、F4期的截斷值分別為6.3 kPa、7.4 kPa、8.6 kPa、9.7 kPa,且對應(yīng)的曲線下面積分別為0.87、0.89、0.93、0.98,表明SWE 技術(shù)評估NAFLD 肝纖維化程度同樣具有較好的診斷效能。
綜上所述,SWE 技術(shù)可有效評估大鼠NAFLD 肝纖維化程度,具有一定的臨床應(yīng)用價值。