磁共振彌散加權(quán)成像評(píng)價(jià)IgA腎病病理及腎功能的研究

蘇妍，楊麗萍，黃翀，龔良庚，尹建華，連珞，秦曉華，占錦峰，涂衛(wèi)平，房向東△

磁共振彌散加權(quán)成像評(píng)價(jià)IgA腎病病理及腎功能的研究

蘇妍1，楊麗萍2，黃翀1，龔良庚1，尹建華1，連珞1，秦曉華1，占錦峰1，涂衛(wèi)平1，房向東1△

摘要：目的探究IgA腎病（IgAN）患者磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）測(cè)量值與其病理及腎功能的相關(guān)性。方法收集35例IgAN患者作為IgAN組，20例健康志愿者作為對(duì)照組，所有受試者均采用3.0T MRI掃描儀進(jìn)行雙側(cè)腎臟DWI，測(cè)量腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)表觀彌散系數(shù)（ADC）值。IgAN組采用99Tcm-DTPA閃爍掃描測(cè)定分腎的腎小球?yàn)V過率（GFR），并根據(jù)Lee氏評(píng)級(jí)系統(tǒng)及Katafuchi評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)IgAN患者進(jìn)行病理分級(jí)與評(píng)分。比較對(duì)照組與IgAN各亞組之間腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值的差異；分析IgAN組分腎皮髓質(zhì)ADC值與其GFR值之間的關(guān)系；IgAN組右腎皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值與其病理積分之間的關(guān)系。結(jié)果對(duì)照組及IgAN各亞組的腎臟皮質(zhì)ADC值均大于髓質(zhì)（P＜0.05），對(duì)照組與IgAN各亞組之間皮、髓質(zhì)ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但I(xiàn)gANⅠ級(jí)組皮質(zhì)ADC值與對(duì)照組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。IgAN組分腎皮、髓質(zhì)ADC值與其GFR值均呈正相關(guān)（P＜0.01）；IgAN組的右腎皮、髓質(zhì)ADC值與其病理積分均呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。結(jié)論DWI可以反映皮、髓質(zhì)各自的生理效能，在IgAN中的應(yīng)用具有可行性，尤其對(duì)評(píng)價(jià)腎臟濾過功能及病理變化有一定的臨床價(jià)值，但對(duì)早期病變?nèi)狈γ舾行浴?/p>

關(guān)鍵詞：腎小球腎炎,IGA；磁共振成像，彌散；腎小球?yàn)V過率；腎皮質(zhì)；腎髓質(zhì)；病理學(xué)

基金項(xiàng)目：江西省衛(wèi)生計(jì)生委科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（20151061）

作者單位：1南昌，南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科（郵編330006）；2江西省腫瘤醫(yī)院

作者簡(jiǎn)介：蘇妍（1989），女，碩士研究生，主要從事腎臟病方面研究

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通訊作者E-mail:xiangdongfang818@sina.com

IgA腎?。↖gA nephropathy，IgAN）是常見的原發(fā)性腎小球疾病，已成為終末期腎臟病（end-stage renal disease，ESRD）重要的病因之一。然而，由于IgAN主要臨床表現(xiàn)為血尿，伴或不伴蛋白尿，疾病早期實(shí)驗(yàn)室檢查腎功能并無異常，大多數(shù)患者未予重視。約有17%的IgAN患者在起病10年后進(jìn)展至ESRD［1］。因此，早期診斷IgAN并動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)其腎功能變化，對(duì)指導(dǎo)臨床治療方案及延緩疾病的進(jìn)展具有重要意義。隨著磁共振成像（magnetic reso?nance imaging，MRI）技術(shù)日益成熟，MRI功能性成像成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。腎臟作為人體主要的排泄器官，機(jī)體血流量供應(yīng)豐富，且腎臟皮、髓質(zhì)有各自的生理特性，這為MRI成像在腎臟的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。目前，MRI對(duì)腎臟的形態(tài)學(xué)研究已經(jīng)很成熟了，然而，磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion-weight?ed MR imaging，DWI）對(duì)腎臟微觀病變及功能性變化的研究尚處于探索階段。本文旨在探討DWI與IgAN病理及腎功能的關(guān)系。

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象IgAN組：收集2015年1月—5月在南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科住院經(jīng)腎活檢、免疫熒光確診為IgAN的患者35例，男17例，女18例，平均（32.03±11.58）歲。診斷標(biāo)準(zhǔn)：免疫熒光及免疫組化顯示腎小球系膜區(qū)有以IgA為主的彌漫性沉積。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）繼發(fā)IgA沉積的疾病，如紫癜性腎炎、狼瘡性腎炎等。（2）其他病因造成的腎臟病變，包括腎萎縮、腎積水、腎結(jié)石等。（3）不能配合呼吸末屏氣或有磁共振檢查禁忌。根據(jù)Lee分級(jí)系統(tǒng)將IgAN分為Ⅰ～Ⅴ級(jí)［2］。對(duì)照組：選擇同時(shí)期的20例年齡、性別相匹配的健康志愿者作為對(duì)照組，男9例，女11例，平均（33.00± 10.73）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）無高血壓、糖尿病等基礎(chǔ)疾病史。（2）無腎積水、腎結(jié)石、腎炎等腎臟病史。（3）近半年體檢尿常規(guī)及腎功能正常。（4）近期無服用氨基糖苷類等腎毒性的藥物。（5）能配合呼吸末屏氣。（6）無MRI檢查禁忌，且MRI常規(guī)T1、T2加權(quán)成像掃描提示腎臟形態(tài)正常。2組間性別（χ2= 0.07）、年齡（t=0.31）比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過，受試者持自愿參與原則，與院方簽署知情同意書。

1.2MRI檢查行MRI檢查前8 h禁食、水及藥物治療。向受試者詳細(xì)介紹檢查各步驟，告知噪音和長時(shí)間固定體位所帶來的恐懼和疲勞。MRI采用GE Singa HDxt GE3.0T磁共振掃描機(jī)，表面相控陣線圈，呼吸門控技術(shù)。首先，對(duì)受試者行常規(guī)T1WI、T2WI腎臟掃描，后采用單次激發(fā)自旋回波平面成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI）序列進(jìn)行腎臟DWI。DWI參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 78.7 ms，矩陣96×128，F(xiàn)OV 32 cm×25.6 cm，激勵(lì)次數(shù)1次，以腎臟中心層面為掃描中心層面，層厚6 mm，層間距2 mm，層數(shù)6層，彌散敏感梯度系數(shù)（b值）選用500 s/mm2。

1.3圖像后處理將DWI原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE ADW4.4工作站，利用Functool 9.4.05a軟件包對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，系統(tǒng)自動(dòng)生成彩色表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖。在腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)分界清楚的層面繪制感興趣區(qū)（regions-of-interest，ROI），用線條勾畫出皮質(zhì)輪廓，盡量避開腎囊腫和化學(xué)位移偽影；用圓形工具在腎臟上、中、下極圈畫3個(gè)面積約15～25 mm2的圓形區(qū)域，其平均值為該側(cè)腎髓質(zhì)ADC值。

1.4同位素腎小球?yàn)V過率（GFR）測(cè)定采用99Tcm-DTPA閃爍掃描測(cè)定IgAN患者分腎的GFR。儀器為美國GE公司生產(chǎn)的Infinia vc Hawkeye4雙探頭單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層儀（singlephotonemissioncomputedtomographyapparatus，SPECT），檢查時(shí)患者后腰部靠近探頭，視野包括雙腎，“彈丸”式靜脈注射顯像劑后立即進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，得到腎動(dòng)態(tài)顯像，并利用計(jì)算機(jī)ROI技術(shù)繪制曲線進(jìn)行定量分析，得到分腎GFR。

1.5病理檢查及評(píng)分腎活檢所取得的組織標(biāo)本用4%中性甲醛固定緩沖液固定、乙醇梯度脫水、石蠟包埋制片（1 μm），常規(guī)進(jìn)行光鏡及免疫熒光（IgA、IgM、IgG、C3、C4、C1q、Fib）檢查。參照Katafuchi半定量評(píng)分系統(tǒng)，腎小球、腎小管及血管三者評(píng)分相加為其病理損害積分［3］。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所測(cè)量的計(jì)量數(shù)據(jù)均采用±s表示。兩組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t法。相關(guān)關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1IgAN患者腎活檢病理結(jié)果根據(jù)Lee氏分級(jí)系統(tǒng)將IgAN患者分為3個(gè)亞組：A、B、C組分別對(duì)應(yīng)Ⅰ級(jí)（3例），Ⅲ級(jí)（21例），Ⅳ級(jí)（11例），無Ⅱ級(jí)、Ⅴ級(jí)IgAN患者，見圖1。

2.2DWI掃描圖像由DWI圖顯示，IgAN各亞組的腎臟皮質(zhì)信號(hào)高于髓質(zhì)；Lee氏級(jí)別越高，皮質(zhì)、髓質(zhì)的信號(hào)越強(qiáng)，但分界越模糊，見圖2。ADC偽彩圖能較清晰地顯示IgAN A組腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)顏色差異，B、C兩組的皮髓、質(zhì)顏色對(duì)比度下降。IgAN組腎臟ADC值隨著Lee氏級(jí)別的升高而下降，圖像表現(xiàn)為藍(lán)綠色部分增多，紅橙色部分減少，見圖3。

2.3對(duì)照組與IgAN組腎臟ADC值的比較對(duì)照組及IgAN各亞組的腎臟皮質(zhì)ADC值均顯著大于髓質(zhì)（P＜0.05）。除對(duì)照組與A組之間的皮質(zhì)ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外（P＞0.05），其余任意兩組之間的腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值隨著IgAN級(jí)別的加重呈下降趨勢(shì)，見表1。

Tab.1　Comparison of ADC values between control group and different grades of IgAN groups表1　對(duì)照組與IgAN各亞組間腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值比較（×10-3mm2/s，±s）

Tab.1　Comparison of ADC values between control group and different grades of IgAN groups表1　對(duì)照組與IgAN各亞組間腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值比較（×10-3mm2/s，±s）

＊＊P＜0.01；a與對(duì)照組比較，b與A組比較，c與B組比較，P＜0.05

組別對(duì)照組A組B組C組F n t 20 3 21 11皮質(zhì)ADC值2.61±0.09 2.57±0.08 2.35±0.12ab2.13±0.23abc32.711＊＊髓質(zhì)ADC值2.37±0.07 2.19±0.08a2.08±0.06ab1.86±0.15abc94.614＊＊20.248＊＊57.500＊＊13.628＊＊7.601＊＊

2.4IgAN組腎臟ADC值與GFR的關(guān)系左腎皮質(zhì)、左腎髓質(zhì)、右腎皮質(zhì)、右腎髓質(zhì)ADC值與其GFR均呈正相關(guān)（r分別為0.78、0.80、0.78和0.78，均P＜0.01）。

2.5IgAN組右腎ADC值與病理積分的關(guān)系IgA腎臟組右腎皮、髓質(zhì)ADC值與病理Katafuchi積分之間存在明顯的負(fù)相關(guān)（r分別為-0.75和-0.78，均P＜0.05）。

3　討論

DWI早期多用于觀察中樞神經(jīng)系統(tǒng)，如超急性期腦梗死、腦損傷、腦腫瘤［4-6］等。隨著DWI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用日益成熟，促使人們對(duì)DWI在其他臟器疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。彌散成像作為目前唯一能測(cè)定活體水分子布朗運(yùn)動(dòng)的無創(chuàng)方法，通過測(cè)量組織水分子自由活動(dòng)的差異，反映生理或病理狀態(tài)下組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)［7］。常用ADC值表示水分子彌散能力的強(qiáng)弱［8］。腎臟時(shí)刻在進(jìn)行血液濾過、原尿的重吸收等水分子轉(zhuǎn)運(yùn)活動(dòng)。無論何種病因造成慢性腎臟彌漫性病變，都具有相似的致病特點(diǎn)，包括腎小球硬化、間質(zhì)纖維化、炎癥細(xì)胞浸潤及腎小管萎縮，使得水分子擴(kuò)散受限，從而降低腎臟皮髓質(zhì)ADC值［9］。近年來，國內(nèi)外學(xué)者將DWI應(yīng)用于不同病因（包括原發(fā)性腎小球腎炎［10］、糖尿病性腎病［11］、梗阻性腎病［12］、移植腎排斥反應(yīng)［13］、腎腫瘤［14］等）的腎病研究，結(jié)果顯示患腎的ADC值降低，且與腎功能受損程度呈正相關(guān)，證實(shí)了DWI在部分腎臟病的臨床診療過程中具有重要價(jià)值。

本研究結(jié)果顯示，健康成人和IgAN患者的腎皮質(zhì)ADC值均顯著大于髓質(zhì)，這與既往大多數(shù)學(xué)者對(duì)彌漫性腎臟病變的研究結(jié)果相一致，其原因可能是皮質(zhì)的血流灌注更為豐富，髓質(zhì)內(nèi)放射狀小管限制了水分子的自由擴(kuò)散［15］。筆者對(duì)IgAN患者進(jìn)行Lee氏分級(jí)，測(cè)得除Ⅰ級(jí)皮質(zhì)ADC值與對(duì)照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其他IgAN各亞組的腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值均低于對(duì)照組，且皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值隨著Lee氏級(jí)別的加重呈下降趨勢(shì)，表明ADC值對(duì)鑒別IgAN Lee氏級(jí)別有一定的臨床意義。IgANA組與對(duì)照組之間的皮質(zhì)ADC值無明顯差異，其余任意兩組之間的腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值均有顯著性差異。這表明ADC值對(duì)鑒別IgAN的早期病變并不敏感，分析其原因可能與本研究納入A組的病例數(shù)偏少有關(guān)。王帥文等［16］也認(rèn)為ADC值無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)及監(jiān)測(cè)早期IgAN患者的腎臟病變進(jìn)展。因此，ADC值對(duì)鑒別早期IgAN的能力有待進(jìn)一步探討研究。

多項(xiàng)研究表明腎臟ADC值與GFR存在一定的正相關(guān)性。Toyoshima等［17］將腎盂積水患者納為研究對(duì)象，研究發(fā)現(xiàn)其患腎的ADC值與分腎GFR存在相關(guān)性（R2=0.56）。Xu等［18］也報(bào)道了類似的結(jié)論，兩者間的相關(guān)系數(shù)為0.709。本研究結(jié)果顯示，IgAN組腎臟皮、髓質(zhì)ADC值與GFR之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)性，且以髓質(zhì)ADC值略為明顯。分析其原因可能是腎間質(zhì)占髓質(zhì)體積大于皮質(zhì)。研究表明，GFR下降與腎間質(zhì)病變程度存在相關(guān)性［19］。但Zhu等［20］研究卻發(fā)現(xiàn)腎皮質(zhì)ADC值反映腎臟纖維化級(jí)別較髓質(zhì)更為敏感，認(rèn)為腎間質(zhì)纖維化會(huì)降低腎小球血流量，髓質(zhì)內(nèi)腎小球數(shù)目相對(duì)少，故產(chǎn)生的ADC值變化更容易在皮質(zhì)顯示。個(gè)別研究顯示盡管ADC值隨估算腎小球率過率（eGFR）的降低呈下降趨勢(shì)，但兩者間的相關(guān)性卻無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮可能與各研究選取不同的ROI及掃描參數(shù)有關(guān)［21］。

腎穿刺活檢及組織病理學(xué)改變與IgAN腎功能損害嚴(yán)重程度密切相關(guān)，但其屬有創(chuàng)性操作，有一定的風(fēng)險(xiǎn)，且病理結(jié)果容易受抽樣誤差和觀察者偏倚的影響，隨訪不能依賴于重復(fù)腎穿刺。因此，需要尋找一種無創(chuàng)性方法替代重復(fù)腎穿刺以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)IgAN的病理變化。本次研究中IgAN腎組織病理涉及不同程度的腎小球硬化、間質(zhì)細(xì)胞浸潤、小管萎縮及血管壁增厚等，這些病理改變相互影響，導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化及腎小球血流灌注降低，影響組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散。Togao等［12］通過檢測(cè)單側(cè)輸尿管梗阻鼠的ADC值，發(fā)現(xiàn)其與細(xì)胞密度及纖維化程度有關(guān)，證實(shí)了DWI可以用于監(jiān)測(cè)腎臟纖維化進(jìn)展變化。筆者采用Katafuchi積分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)IgAN病理損害程度進(jìn)行量化評(píng)分。分析右腎皮、髓質(zhì)ADC值與積分的相關(guān)性，結(jié)果顯示兩者間呈負(fù)相關(guān)，說明隨著病理損害程度的加重，腎組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越受限。因此，ADC值能夠反映IgAN腎臟病理變化，有望成為無創(chuàng)性評(píng)價(jià)腎臟病理損害程度的影像學(xué)方法。

本研究還存在一些不足：本研究受時(shí)間限制，收集IgAN患者的例數(shù)較少，而且缺少部分級(jí)別的IgAN病例，因此DWI鑒別IgAN Lee氏分級(jí)的能力有待擴(kuò)大病例數(shù)后進(jìn)一步研究；其次，本研究未對(duì)治療后的IgAN患者進(jìn)行隨訪，如能在藥物干預(yù)后重復(fù)磁共振掃描，有望能作為觀察療效的影像學(xué)依據(jù)。

綜上所述，磁共振DWI成像能反映腎臟皮髓質(zhì)各自的病理生理狀態(tài)，在IgAN的應(yīng)用中具有可行性，尤其對(duì)評(píng)價(jià)腎臟的濾過功能及病理變化有一定的臨床價(jià)值。

（圖1～3見插頁）

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（2015-10-27收稿2015-12-20修回）

（本文編輯魏杰）

中圖分類號(hào)：R692

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.11958/20150263

Assessment of the diffusion-weighted imaging for the pathology and renal function in IgA nephropathy

SU Yan1，YANG Liping2，HUANG Chong1，GONG Lianggeng1，YIN Jianhua1，LIAN Luo1，QIN Xiaohua1，ZHAN Jinfeng1，TU Weiping1，F(xiàn)ANG Xiangdong1△
1 The Second Affiliated Hospital of Nanchang University,Nanchang 330006,China；2 Jiangxi Cancer Hospital
△Corresponding AuthorE-mail:xiangdongfang818@sina.com

Abstract：Objective To study the correlation between the diffusion-weighted imaging(DWI)measurements and glomerular filtration rate(GFR),Katafuchi scores in IgA nephropathy.MethodsThirty-five patients with IgA nephropathy (IgAN group)and twenty healthy volunteers(control group)were enrolled in this study.All of the subjects underwent bilateral renal DWI measurements with 3.0T MRI scanner.The values of apparent diffusion coefficient(ADC)of renal cortex and medulla were measured.GFR of IgAN group was detected with99Tcm-DTPA scintigraphy.Based on the Lee classification and the Katafuchi score system,the pathological grading was carried out in patients of IgAN group.The ADC values were compared between control group and different grades of IgAN group.The correlations between ADC and GFR values were analysed in defferent groups.The correlations between ADC values and Katafuchi scores were analysed in IgAN group. ResultsThe renal cortical ADC values were significantly higher than medulla ADC values in both control group and IgAN group(P<0.05).There were statistically significant differences in renal cortical ADC values and medulla ADC values between control group and IgAN subgroups(P<0.05).But there was no significant difference in renal cortical ADC value between IgANⅠgroup and control group(P>0.05).There was a positive correlation between the renal cortical and medulla ADC values and the GFR values in IgAN group(P<0.01).Negative correlation was found between the renal cortical andmedulla ADC values and the Katafuchi scores in IgAN group(P<0.05).ConclusionThe diffusion-weighted imaging can reflect the physiological functions of kidney.It was feasible for application DWI in IgA nephropathy,which can be used for assessing the renal filtration function and the pathological damage.However,DWI measurement is not sensitive to early renal disease.

Key words:glomerulonephritis,IGA;diffusion magnetic resonance imaging;glomerular filtration rate;kidney cortex; kidney medulla;pathology