劉 芳

劉芳,天津市第三中心醫(yī)院,天津市肝膽疾病研究所,天津市人工細胞工程技術研究中心 天津市 300170

0 引言

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是遺傳易感、環(huán)境因素和宿主代謝紊亂相互作用導致的一種多系統(tǒng)受累的代謝相關性疾病,與代謝綜合征(metabolic syndrome,MetS)、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)互為因果[1].隨著肥胖和代謝綜合征患病率增加,NAFLD已成為全球普遍關注的醫(yī)學問題和社會問題[2,3],全球成年人NAFLD患病率約6.3%-45%,中國等亞洲國家的NAFLD患病率超過25%[4],在我國隨著乙肝疫苗的廣泛普及、有效抗乙肝/丙肝病毒治療藥物的應用,NAFLD逐漸取代病毒性肝炎成為最常見的慢性肝臟疾病.

NAFLD包括非酒精性肝臟脂肪變性/脂肪肝(non-alcoholichepatic steatosis)、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)、肝硬化和肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)等疾病譜[5],目前認為非酒精性脂肪肝在積極改善生活方式及藥物干預后可以達到疾病逆轉,但是仍然有部分患者進展成為NASH、肝硬化甚至肝癌[6-8].此外,NAFLD還與2型糖尿病、代謝綜合征、動脈硬化性心血管疾病、骨質疏松、慢性腎臟疾病、結直腸腫瘤、乳腺癌等慢性病的發(fā)生有關[9].因此NAFLD的早期診斷、準確疾病評估成為NAFLD干預治療、延緩疾病進展、改善預后的重要基礎.

肝活檢(liver biopsy)作為NAFLD診斷的金標準,通過肝臟組織的病理學改變以評估肝臟脂肪變性、炎癥壞死、纖維化及肝硬化程度.肝臟脂肪變性是一個病理性概念,組織學上主要特征是肝細胞內過量脂滴堆積[10,11],以可見脂滴在肝細胞內所占比例來判斷肝臟脂肪變性的程度,分為0級＜5%肝細胞,1級5%-33%,2級33%-66%,3級＞66%,但是該病理分級僅為含有過量脂肪的肝細胞比例的二維評估,而不考慮脂肪所占體積.但是,由于肝活檢局限性包括取樣誤差、病理醫(yī)生間差異、侵入性操作、肝穿刺相關并發(fā)癥等等,限制其廣泛應用,因此肝活檢并不是一個理想的參考標準.磁共振成像質子密度脂肪分數(shù)(MRI-PDFF)逐漸成為重要的非侵入性定量肝臟脂肪變性的檢測方法[12-15],可替代肝活檢,然而MRI-PDFF價格昂貴、檢測復雜,不適用于大規(guī)模檢測,更多用于臨床研究中.

隨著非侵入性檢查方法的研究及發(fā)展,以超聲檢測為基礎的非侵入性檢查也成為NAFLD研究熱點,本綜述著重于分析超聲診斷技術評估NAFLD的肝臟脂肪變性,為NAFLD的診斷、疾病評估、治療干預、預后判斷提供安全和實用的依據.

1 普通B型超聲檢測

迄今為止普通超聲檢查仍然是臨床應用范圍最廣泛的NAFLD篩查及診斷的檢測手段,已被臨床指南推薦為一線的診斷流程.普通超聲檢查通過主觀評估肝臟內脂肪浸潤程度,初步判斷脂肪肝存在及其脂肪肝分級,既往研究認為超聲檢查對于輕度脂肪肝的敏感性并不高,在肝活檢1級脂肪變性的診斷率約12.0%-49.8%[16],易受肥胖、腸道內氣體、肝纖維化等因素影響;另外,由于操作者之間的主觀判斷及肝臟選擇區(qū)域的差異也會導致診斷結果一致性不佳.Kim等[17]提出普通超聲下聯(lián)合診斷,該研究回顧性分析126例成年NAFLD受試者,在肝臟前場回聲增強、遠場回聲衰減、肝腎回聲對比以及肝內血管結構模糊等方面,認為肝腎回聲對比是超聲診斷脂肪肝較敏感指標,當聯(lián)合肝腎異?；芈暫烷T靜脈回聲消失時,診斷2級以上肝臟脂肪變性的敏感性和特異性有所提高(分別為100%和85.9%,AUROC為0.930).而普通超聲下Hamaguchi評分[18]同樣可以一定程度上提高NAFLD肝臟脂肪變性的診斷率,該評分依據超聲下肝臟前場回聲增強和肝腎回聲對比(評分0-3)、遠場回聲衰減(評分0-2)、肝內血管結構模糊(評分0-1),以評分的形式對脂肪肝超聲斷進行量化評估,研究共納入94例肝活檢的NAFLD患者和4826名健康志愿者,當評分≥2時NAFLD診斷的準確性明顯提高(敏感性91.7%,特異性100%,AUROC0.98).盡管如此,尚需要在大量的臨床工作加以進一步驗證.

2 肝腎脂肪變性指數(shù)

針對普通超聲檢測在肝臟脂肪變性方面的局限性,有研究提出肝腎脂肪變性指數(shù),肝腎脂肪變性指數(shù)(hepatorenal steatosis index,HSI)是利用普通超聲相關指標的肝腎回聲差異和肝腎回聲比值(肝臟特定區(qū)域與右腎皮質特定區(qū)域間平均回波強度之比)計算而得出.在診斷脂肪肝中肝腎指數(shù)隨著不同研究納入人群特征不同、參考標準(肝活檢或MRI-PDFF)不同以及計算的專門軟件不同,其臨界值有所不同.Tanpowpong等[19]以MRI-PDF為標準,使用不帶附加軟件的標準工作站來計算肝腎指數(shù),存在肝臟脂肪變性的患者和無脂肪變性的對照組之間的肝腎指數(shù)分別為1.49和1.11(P＜0.001),AUROC為0.875,敏感性96.6%,特異性74.8%,97例NAFLD患者中診斷肝臟脂肪變性1級的肝腎指數(shù)的最佳臨界值1.18(AUROC 92.6,敏感性90.0%,特異性80.0%),診斷2級和3級的最佳臨界值分別為1.55和1.60(敏感性大于90%,特異性大于80%).而Petzold等[20]以肝臟組織學為參考,使用圖片存檔和通訊系統(tǒng)(PACS;GE Healthcare Centricity)計算肝腎指數(shù),認為肝腎指數(shù)與肝臟脂肪變性等級之間存在獨立的正相關(P＜0.001),其中肝腎指數(shù)在診斷肝臟脂肪變性的臨界值為1.46,敏感性為42.7%,特異性為90.7%,脂肪變性S≥1的肝腎指數(shù)為1.05,靈敏度為85.4%,特異性為30.7%,脂肪變性S≥2和S=3的最佳臨界值分別為1.48和1.79.Shiralkar等[21]直接從PACS通過醫(yī)學數(shù)字成像和醫(yī)學通信(DICOM)圖像快速準確計算肝腎指數(shù),無需專用軟件即可得出診斷肝臟脂肪變性臨界點1.34,可識別超過5%肝臟脂肪變性,具有更高的敏感性和特異性(92%,85%).肝腎脂肪變性指數(shù)在一定程度上彌補了普通超聲檢測輕度肝臟肪變性的不足,同時可以提高操作者間的一致性,但是肝腎脂肪變性指數(shù)在大量患者中缺乏驗證,尚不清楚對臨床工作的可用性.

3 受控衰減參數(shù)

近年來超聲彈性成像技術迅速發(fā)展,利用彈性力學、生物力學等物理因素的作用,獲得組織彈性數(shù)據為超聲診斷肝臟脂肪變性帶來實質性突破.

瞬時彈性成像技術的受控衰減參數(shù)(controlled attenuation parameter,CAP)是世界范圍內使用最廣泛的一種基于超聲的定量診斷肝臟脂肪變性的技術,CAP利用超聲波在肝組織及脂肪組織中的傳播速度不同,計算反向射頻信號以評估肝臟脂肪浸潤.目前臨床上以中國FibroTouch和法國FibroScan設備為主.最近一項前瞻性研究[22]表明CAP和MRI-PDFF在脂肪變性嚴重程度及其變化之間呈正相關,CAP的1 dB/m的變化與MRI-PDFF的0.039%的變化相關,CAP診斷肝臟脂肪變性臨界值為291.6 dB/m,對于脂肪變性＜10%、10-20%和＞20%,CAP臨界值為254、301.5和329.5 dB/m,當脂肪變性≥10%和＞20%時CAP診斷性能達到0.821和0.814.Piccinni等[23]在一項慢性肝病患者(包括非酒精性脂肪肝/非酒精性脂肪性肝炎以及合并代謝綜合癥)的回顧性研究中也提示CAP可以準確識別任何級別的肝臟脂肪變性(接收操作特征曲線下的區(qū)域AUROC 0.847,P＜0.0001),44例患者(43例患有代謝綜合征)患有重度脂肪變性.這些結果與其他研究分析結果相符[24-28],目前認為CAP能夠檢出5%以上的肝臟脂肪變性,在區(qū)分輕度肝脂肪變與中重度肝脂肪變方面優(yōu)于普通超聲檢測[16,29-30],對NAFLD的分級診斷具有重要的臨床意義.

在瞬時彈性成像技術的受控衰減參數(shù)(CAP)應用過程中,Pu等[31]在1297例經肝活檢證實的NAFLD患者的薈萃研究中提出,CAP正確診斷脂肪肝的可能性91%,錯誤診斷的可能性11%,對于S1患者CAP診斷的敏感性87%,特異性91%,診斷比值比(DOR)84.35,AUROC為0.9588,優(yōu)于≥S2和≥S3脂肪變性的診斷能力,CAP的DOR和AUROC對S1和S2的肝脂肪變性比對≥S3的脂肪變性具有更好的診斷價值,CAP在嚴重肝臟脂肪變性診斷欠佳,如之前報道的CAP對嚴重脂肪變性的診斷價值低可能與皮下組織厚有關,CAP在皮膚至肝包膜距離(SLCD)＜25 mm的患者中檢測S≥脂肪變性要優(yōu)于SLCD＞25 mm的患者,研究亞組分析表明在診斷中重度肝臟脂肪變性時,受地理區(qū)域、臨界值、年齡和體重指數(shù)(BMI)等因素影響.Karlas等[32]薈萃分析也認為盡管CAP診斷準確性良好,NAFLD的脂肪變性≥11%、≥33%和≥66%的AUROC分別為0.82、0.86和0.88,最佳臨界值為248 dB/m(95%CI 237-261 dB/m)、268 dB/m(95%CI 257-284 dB/m)和280 dB/m(95%CI 268-294 dB/m),仍應考慮患病率、病因、糖尿病和BMI等因素的影響.因此盡管CAP是用于快速標準化脂肪變性定量的有前途的即時醫(yī)療技術,但是在區(qū)分不同程度肝臟脂肪變性的診斷閾值及其動態(tài)變化的臨床意義尚待大量研究針對不同的人群、不同疾病基礎加以界定[33].

盡管在多種病因(包括病毒性、酒精性和非酒精性肝病)引起的肝臟脂肪變性中CAP的診斷及評估無差異[34],但是最近一項對4282例患者進行的隨訪研究表明[35],肝臟脂肪變性的存在或嚴重程度均不能在短期內預測肝功能失代償、癌癥及心腦血管等事件的發(fā)生,NAFLD患者(占整個隊列的40.7%)與病毒性肝炎(乙型肝炎37.0%,丙型肝炎2.9%)亞組分析觀察到結果一致.相似的結果在Scheiner等[36]的回顧性研究中也可以觀察到CAP評估肝臟脂肪變性不能預測肝功能失代償甚至肝臟有關死亡的發(fā)生,無論是否患有肝臟脂肪變性,肝功能失代償首次發(fā)生(危險比HR 0.97,95%置信區(qū)間[95%CI]:0.91-1.03,P=0.321)或進一步加重(HR 0.99,95%CI:0.94-1.03,P=0.554)結果類似.在NALFD治療過程中也同樣涉及治療后的肝臟脂肪變性評估,一項針對減肥手術治療NAFLD患者研究[37]提出,治療前體重指數(shù)為45.2 kg/m2±7.1 kg/m2,CAP 326.5(301-360.5) dB/m,CAP評價肝活檢中度肝脂肪變性(S2-3vsS0-1)及重度肝脂肪變性(S3vsS0-2)的AUROC分別為0.74(95%CI:0.62-0.86)和0.82(95%CI:0.73-0.91).經過減肥手術治療1年的隨訪,肝活檢進一步證實肝臟脂肪變性明顯改善(P=0.001),同時CAP顯著下降.在Handzlik等[38]在NAFLD患者予以飲食控制聯(lián)合二甲雙胍治療,觀察3 mo及5 mo CAP值明顯降低(基線319 dB/m,3月285 dB/m,5月295 dB/m,P＜0.05).僅飲食控制的NAFLD患者的肝臟CAP值無明顯變化.受控衰減參數(shù)(CAP)技術無論是NAFLD患者肝臟脂肪變性的基礎評估還是治療過程中療效評價,具有非常重要的臨床意義,但是仍然需要在以后的兩組工作中建立多中心、縱向的研究設計以進一步評估CAP與NALFD臨床結局之間的關系.

4 反向散射系數(shù)

反向散射系數(shù)(back scatter coefficient,BSC)是受檢組織返回的超聲信號的一種定量參數(shù),取決于組織的結構和組成,BSC通過使用計算機和參考體模計算而得,由于減少對超聲設備和觀察者相關的依賴性,從而提高了診斷肝臟脂肪變性的準確性和可重復性.Paige等[39]前瞻性研究中使用定制軟件計算超聲特定區(qū)域的BSC,生成參數(shù)圖,顯示出BSC空間分布,該研究觀察61例經肝臟組織學證實NAFLD患者,采用MRI-PDFF為參考標準,首次確定BSC閾值,提出BSC可以比普通B超、衰減系數(shù)更準確地預測NAFLD脂肪變性,但不及MRI-PDFF準確,BSC脂肪變性分級準確度68.3%(普通B超51.7%,衰減系數(shù)55.0%,MRI-PDFF 76.7%),BSC隨著組織學脂肪變性分級的增加而逐漸增加,但是該研究并未納入無脂肪變性的對照組.一項前瞻性研究[40]針對肝臟脂肪變性的有無提出BSC可以準確準確診斷和量化肝臟脂肪變性,試驗組和驗證組中BSC診斷NAFLD(MRI-PDFF＞5%)的敏感性93%和87%,特異性97%和91%,AUROC為0.98(0.95-1.00,P＜0.0001),BSC(范圍0.00005-0.251/cmsr)與MRI-PDFF相關(Spearman的ρ=0.80;P＜0.0001),最佳BSC臨界值0.0038.盡管BSC可在任何普通B超設備上操作,能夠提供肝臟解剖圖像,記錄肝臟測量位置,為進一步縱向監(jiān)測研究提供依據,而且在肥胖患者BSC檢測失敗率低.然而,該技術也存在一定局限性,如操作復雜,需要使用幻像,因此需要進一步大量臨床數(shù)據加以驗證.

5 聲速評估

軟組織聲速從肌肉(1.575 mm/μs)到脂肪(1.450 mm/μs)略有不同,與健康的肝組織相比,脂肪的縱向聲速相對較低,當肝臟脂肪含量增加則導致聲速降低,脂肪肝的預期聲速可能低于健康肝臟的預期聲速,利用該原理建立的能夠計算肝臟聲速的聲速評估(sound speed estimation,SSE)技術,有望對肝臟脂肪變性和脂肪浸潤程度加以評估.Imbault等[41]初步臨床試驗(17例患者)中采用MR-PDFF和肝活檢為參考標準,研究顯示診斷肝臟脂肪變性的SSE臨界值為1.555 mm/μs,AUROC為0.942,SSE與MR-PDFF和活檢相關.Dioguardi等[42]以MRI-PDFF(SO≤6.5%)作為參考標準,納入 50例患者為試驗組,50例患者為驗證組,兩組0級脂肪變性的SSE值1.570±0.026 mm/μs和1.568±0.023 mm/μs,1-3級的SSE分別為1.521±0.031 mm/μs和1.514±0.019 mm/μs,兩組均發(fā)現(xiàn)SSE與MR-PDFF之間存在對應關系,而且重復性良好(組內相關系數(shù)0.93),以SSE 1.537 mm/μs的臨界值,肝臟脂肪變性≥1的靈敏度80%,特異性85.7%,SSE與MRI-PDFF相關.為了進一步證實這些初步結論,有待于進一步的臨床研究以確定可能影響SSE的臨床和生物學混雜因素,包括覆蓋肝臟的皮下脂肪、肝纖維化和肝臟炎癥等病理生理過程.

6 超聲定量診斷指數(shù)

在提高NAFLD肝臟脂肪變性診斷的定量超聲技術上,Liao等[43]研究提出超聲定量診斷指數(shù)(ultrasound quantitative diagnostic index,QDI)可以反映NAFLD相關的代謝特征,該研究通過超聲數(shù)據提取相關參數(shù)以信噪比(SNR)和中心頻率降檔(CFDS)斜率生成QDI(范圍0-6),研究認為QDI與人體測量指標、生化學指標、代謝綜合征顯著相關,QDI每增加1個單位,則發(fā)生代謝綜合征的風險增加9%,可用于識別代謝綜合征(AUROC 0.89),因此使用QDI可能有益于NAFLD患者的臨床監(jiān)測、流行病學研究和代謝疾病評估.隨著脂肪變性、炎癥及纖維化生物標志物的發(fā)展,以后的研究工作可以在更多縱向隨訪隊列中觀察與其他超聲特征結合的多個QDI參數(shù)的使用,為NAFLD和代謝綜合征的疾病診斷及評估提供更有價值的測量方法.

7 定量超聲多變量模型

為了更好的利用定量超聲(quantitative ultrasound,QUS)技術來診斷及評估肝臟脂肪變性,最近提出多種技術組合應用,Han等[44]研究開發(fā)了QUS多變量模型,該研究前瞻性分析7個QUS參數(shù)(衰減系數(shù)、反向散射系數(shù)、Lizzi-Feleppa斜率、截距、中頻帶、包絡統(tǒng)計參數(shù)k參數(shù)和μ參數(shù)),從組織超聲能量損失、組織返回超聲能量的客觀度量,針對頻數(shù)變換反向散射系數(shù)線性回歸的參數(shù),以及K分布擬合到包絡統(tǒng)計的k參數(shù)和μ參數(shù)進行QUS多變量模型分析,研究認為多變量QUS模型與MRI-PDFF具有極好的相關性.當MRI PDFF 34%或更少時,預測肝臟脂肪含量與MRI PDFF相關[Spearmanρ=0.82 (P＜0.001);皮爾遜r=0.76 (P＜0.001)],平均偏差為0.02%,一致性為95%,并且呈線性關系(R=0.63;斜率為0.69;截距為4.3%).目前QUS多變量模型處于較小的臨床試驗階段,而且無法實時評估,另外QUS的參數(shù)組合的可變性及實用性均有限,尚需要進行大量的臨床研究.

8 結論

隨著NAFLD患病率增加,擁有一種即時、準確、定量、經濟、安全的診斷及評估肝臟脂肪變性程度的非侵入性技術是非常重要的,以超聲檢測為基礎的各種定量超聲技術的研發(fā)和進一步的臨床應用為NALFD診斷、疾病評估、治療干預、療效評估等研究提供了新思路.目前臨床工作中以受控衰減參數(shù)(CAP)為應用最廣泛的無創(chuàng)、定量診斷肝臟脂肪變性的技術,在使用過程中也會面臨著技術局限性,因此不斷有新的檢測技術的開發(fā)及應用,而且在定量超聲方面進行多種技術組合應用是將來臨床研究的重點及難點,這些技術的臨床應用價值目前尚未達到統(tǒng)一認識,還有待進一步的深入研究及臨床驗證.