剪切波彈性成像評(píng)估大鼠非酒精性脂肪肝病肝纖維化程度

周 琴 郭海欣 李靖云 張少波 陳永健 呂國(guó)榮

對(duì)于慢性肝功能不全的患者，準(zhǔn)確評(píng)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(shí)時(shí)、定量、直觀地評(píng)價(jià)肝臟硬度。目前應(yīng)用SWE 技術(shù)評(píng)估非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）肝纖維化的相關(guān)研究尚少。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用SWE技術(shù)檢測(cè)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(wú)創(chuàng)性評(píng)估肝纖維化提供參考。

材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及模型制備

選取體質(zhì)量250～270 g 的健康雄性SD 大鼠88 只［由浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證號(hào)SCXK（浙）2014-0001］，將其隨機(jī)分為對(duì)照組（40 只）和實(shí)驗(yàn)組（48 只）。對(duì)照組采用普通飼喂（購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司）。實(shí)驗(yàn)組采用蛋氨酸/膽堿缺乏飼料（MCDD，購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司）和高脂飼料［HFD，購(gòu)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(shí)間見(jiàn)圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)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）

二、儀器與方法

1.SWE 檢查：使用法國(guó)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(duì)照組大鼠8 只，與預(yù)定喂養(yǎng)周期結(jié)束的實(shí)驗(yàn)組大鼠進(jìn)行SWE 檢測(cè)。檢查前實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(kāi)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(kāi)啟Q-BOX 測(cè)量ROI 的Emean，測(cè)量5 次，取其均值。

2.病理學(xué)檢測(cè)：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(wú)纖維化；F1 期，竇周或門(mén)靜脈周?chē)w維化；F2 期，竇周和門(mén)靜脈/門(mén)靜脈周?chē)w維化；F3期，橋接纖維化；F4期，肝硬化。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、病理結(jié)果

對(duì)照組和HFD-1W 組大鼠肝臟均無(wú)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(shí) 驗(yàn) 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。

二、肝臟Emean與肝纖維化分期的關(guān)系

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(jì)學(xué)意義（F=25.5，P＜0.05）；除F1 期與F2 期比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余任意兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見(jiàn)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）。

三、ROC曲線分析

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(duì)大鼠NAFLD肝纖維化的診斷效能見(jiàn)表1和圖3。

表1 肝臟Emean對(duì)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

討 論

NAFLD 是我國(guó)第一大慢性肝?。?］，肥胖是其主要因素。MCDD 模型是制備N(xiāo)AFLD 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(shí)間長(zhǎng)，故Fan和Qiao［4］通過(guò)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(diǎn)相似的動(dòng)物模型。經(jīng)本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(píng)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(kāi)展。因此，非侵入性檢查在評(píng)估肝纖維化中的重要性越來(lái)越受到重視。

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的SWE 技術(shù)是一種新型超聲成像技術(shù)，可定量評(píng)估肝臟硬度。其原理是通過(guò)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(shí)產(chǎn)生橫向位移，通過(guò)“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(shí)時(shí)顯示組織彈性圖。以往國(guó)內(nèi)外有眾多研究［6-8］報(bào)道了SWE 在評(píng)估慢性肝炎患者肝纖維化方面的高診斷性能，但用其評(píng)估NAFLD 肝纖維化的研究較少。對(duì)于NAFLD 進(jìn)展而來(lái)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(shí)驗(yàn)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(duì)大鼠NAFLD肝纖維化程度的診斷效能。

本實(shí)驗(yàn)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(jì)學(xué)意義（F=25.5，P＜0.05），除F1期與F2期肝臟Emean 比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余任意兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。說(shuō)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(píng)估，但對(duì)于輕度肝纖維化的評(píng)估存在一定的局限。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，肝臟Emean提示診斷≥F1期、≥F2期、≥F3期、F4期的截?cái)嘀捣謩e為6.3 kPa、7.4 kPa、8.6 kPa、9.7 kPa，且對(duì)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(píng)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(píng)估大鼠NAFLD 肝纖維化程度，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。