砥礪奮進(jìn)：腎移植功能MRI 的現(xiàn)狀與展望

李笑天，沈文（.南開(kāi)大學(xué)醫(yī)學(xué)院，天津 30007； 天津市第一中心醫(yī)院放射科，天津 3009）

腎移植是終末期腎病患者最理想的治療方法，可以延長(zhǎng)患者的生存期，提高生活質(zhì)量。近幾十年來(lái)，隨著手術(shù)技術(shù)的不斷改進(jìn)、有效免疫抑制劑的問(wèn)世以及臨床經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，腎移植的效果得到明顯提高。我國(guó)腎移植從20 世紀(jì)70 年代起步至今，已取得了極大的發(fā)展，而腎移植影像學(xué)在其中也扮演著重要的角色。

目前臨床常用的評(píng)價(jià)腎移植供體和受體腎臟解剖及功能的方法有很多，包括實(shí)驗(yàn)室檢查、超聲、核素顯像、常規(guī)CT 及磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、數(shù)字血管減影（digital subtraction angiography，DSA）及穿刺活檢等，但均存在一定的局限性［1］，如敏感性和特異性較差，需要外源性對(duì)比劑、電離輻射危險(xiǎn)及有創(chuàng)性等缺陷，且常規(guī)影像學(xué)檢查對(duì)于腎臟微觀結(jié)構(gòu)及功能的評(píng)價(jià)存在不足?；谀I臟水分子含量豐富、血氧代謝活躍的生理基礎(chǔ)，功能MRI 不僅能從形態(tài)學(xué)上評(píng)估腎臟解剖結(jié)構(gòu)，而且能從微觀結(jié)構(gòu)層面無(wú)創(chuàng)、定量、敏感的反映腎組織的功能變化，在腎移植的應(yīng)用具有廣闊的前景。本文就腎移植功能MRI 的研究進(jìn)展進(jìn)行分析，對(duì)該領(lǐng)域未來(lái)研究方向進(jìn)行展望。

1 腎移植供體評(píng)估

由于尸體供腎來(lái)源日益緊缺，活體腎臟捐獻(xiàn)被廣泛接受，且近年來(lái)日益普遍。隨著越來(lái)越多的患者從腎臟移植中受益，對(duì)活體腎臟捐贈(zèng)的需求也在增加［2］。術(shù)前對(duì)親體供腎者篩選及手術(shù)計(jì)劃的制定需要輔助影像學(xué)檢查，包括供腎者腎臟形態(tài)學(xué)和血管解剖情況，以減少移植過(guò)程中潛在并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)［3］。隨著對(duì)釓對(duì)比劑安全性的關(guān)注，非對(duì)比增強(qiáng)MRA（non-contrast-enhanced MRA，NCE-MRA）在供腎術(shù)前血管評(píng)估應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有研究者采用將動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）與穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)（steady-state free precession，SSFP）結(jié)合對(duì)供體腎動(dòng)脈進(jìn)行評(píng)價(jià)并與CT 血管造影（CT angiography，CTA）比較，認(rèn)為NCE-MRA 可以替代CTA 用于供腎血管術(shù)前評(píng)估［4］。術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估供體分腎的功能情況對(duì)于患者預(yù)后也至關(guān)重要，通常我們用腎小球?yàn)V過(guò)描述腎功能，而腎小球?yàn)V過(guò)是由腎血流量調(diào)節(jié)。郭文彬 等［5］探討多期相動(dòng)脈自旋標(biāo)記序列（mTI-PASL）測(cè)得腎血流（renal blood flow，RBF）和血流達(dá)峰時(shí)間，評(píng)估了健康供腎者腎血流灌注和腎功能的相關(guān)性，認(rèn)為mTI-PASL 可作為供腎者術(shù)前常規(guī)檢查腎功能的新方法。

據(jù)報(bào)道，活體腎臟捐贈(zèng)者罹患終末期腎病和心血管疾病的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加，可能需要縱向檢測(cè)［6］。Eisenberger 等［7］對(duì)活體供腎行磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）檢查，顯示DWI 可用于檢測(cè)供者余腎術(shù)前和術(shù)后1 年的彌散變化。另外早期檢測(cè)余腎組織氧水平的變化，對(duì)供體腎功能障礙的研究具有重要意義。Seif 等［8］研究顯示供體腎切除術(shù)后余腎皮髓質(zhì)的R2＊明顯降低，并在至少1 年的時(shí)間內(nèi)保持下降，且皮質(zhì)R2＊與腎小球?yàn)V過(guò)率呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為血氧水平依賴（blood oxygenation level-dependent，BOLD） MRI 成像可提供關(guān)于余腎功能狀態(tài)的信息，用于監(jiān)測(cè)移植前后余腎組織氧水平的縱向變化。Niles 等［9］用ASL 和BOLD MRI 聯(lián)合評(píng)估腎移植供者術(shù)后2 年以上的腎功能，供腎余腎的皮質(zhì)灌注在基線和2 年之間下降了11.8%，而皮質(zhì)R2＊下降了5.6%，ASL 和BOLD MRI在腎移植供者的無(wú)創(chuàng)功能監(jiān)測(cè)中具有重要作用。

2 腎移植受體評(píng)估

對(duì)腎移植受者來(lái)說(shuō)，主要的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)是移植腎失功，而許多引起移植腎失功的原因是可以治療的，對(duì)移植受體腎功能的縱向監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)并發(fā)癥的早期診斷，從而改善遠(yuǎn)期預(yù)后。

移植腎功能障礙是移植術(shù)后早期常見(jiàn)的并發(fā)癥，包括急性腎小管壞死（acute tubular necrosis，ATN）、急性排斥反應(yīng)（acute rejection，AR）、藥物毒性和移植功能延遲（delayed graft function，DGF）［10］。不同病因可能有相似的臨床癥狀，但治療方法有很大的不同。早期加強(qiáng)對(duì)移植物功能障礙的監(jiān)測(cè)和及時(shí)干預(yù)是保證腎移植成功的重要因素。在早期的研究中，Thoeny 等［11］將DWI 用于腎移植術(shù)后評(píng)估，將ADC 作為一種定量工具，用于移植腎和健康志愿者之間比較，發(fā)現(xiàn)與正常腎臟相比，移植腎的皮質(zhì)與髓質(zhì)之間缺乏顯著的ADC 差異。隨后Eisenberger 等［12］研究發(fā)現(xiàn)AR 和ATN 移植腎的ADC 值明顯低于功能良好的移植腎。而其他研究也證實(shí)了ADC 值與移植腎功能的相關(guān)性［13］。Fan 等［14］研究顯示，DTI 和纖維示蹤可以在早期評(píng)估移植腎的功能，髓質(zhì)FA、皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC 與估算腎小球?yàn)V過(guò)率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）相關(guān)，能有效評(píng)估移植腎的功能，移植腎功能受損時(shí)髓質(zhì)FA 值明顯減低。Deger 等［15］研究顯示，腎髓質(zhì)FA 值和移植腎功能之間的相關(guān)性，Hueper 等［16］也報(bào)道了移植后 4 ～ 11 d 移植功能延遲患者的髓質(zhì)FA 值顯著降低。BOLD 可以通過(guò)測(cè)量R2＊水平來(lái)評(píng)估腎內(nèi)氧合狀態(tài)，已有研究將BOLD 用于評(píng)估早期移植腎功能障礙,并可以區(qū)分AR 和ATN，R2＊值在AR 異體移植物中顯著降低，在ATN 早期升高［17］。Chen 等［10］研究IVIM 在腎移植術(shù)后評(píng)估的潛能，顯示功能良好組移植腎皮質(zhì)ADCfast 值高于髓質(zhì)，功能受損組皮髓質(zhì)間ADCfast 值無(wú)差異，且聯(lián)合使用皮質(zhì)參數(shù)可以檢測(cè)移植腎功能障礙。Peperhove 等［18］研究顯示腎移植術(shù)后T1 弛豫時(shí)間延長(zhǎng)，且與腎功能顯著相關(guān)，皮髓質(zhì)間差異隨腎功能損害的加重而減輕，T1 mapping 可能有助于早期評(píng)估急性腎損傷。有學(xué)者將磁敏感加權(quán)成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）用于評(píng)估術(shù)后早期移植功能延遲（delayed graft function，DGF）［19］，發(fā)現(xiàn)DGF 患者的皮髓質(zhì)交界處可在SWI 上出現(xiàn)低信號(hào)，且診斷DGF 的特異性和PPV 均為100%。

約10%的移植腎功能延遲恢復(fù)患者由于血管因素［20］，包括移植腎動(dòng)脈狹窄（transplant renal artery stenosis，TRAS）、動(dòng)靜脈血栓、假性動(dòng)脈瘤和動(dòng)靜脈瘺形成。最常見(jiàn)的動(dòng)脈并發(fā)癥是移植腎動(dòng)脈狹窄，多發(fā)生在吻合口或遠(yuǎn)端［21］。早期發(fā)現(xiàn)這些異常是搶救移植腎和保護(hù)其功能的關(guān)鍵。TOF成像一直是高分辨率NCE-MRA 的主流，但由于其對(duì)血流方向的嚴(yán)格要求、存在湍流偽影等局限性，不能很好地評(píng)估移植腎動(dòng)脈［22］。SSFP 與傳統(tǒng)的增強(qiáng)MRA 相比，具有相似的敏感性和特異性，較其他NCE-MRA 方法具有更高的空間分辨率和更短的成像時(shí)間，主要用于移植腎動(dòng)脈狹窄的檢測(cè)的研究。Zhang 等［23］采用流入反轉(zhuǎn)回復(fù)（inflow inversion recovery，IFIR）SSFP 技術(shù)可以良好顯示移植腎動(dòng)脈圖像，對(duì)TRAS 患者的診斷與DSA 表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。相位對(duì)比MRA 主要用于評(píng)估大血管，因?yàn)?較長(zhǎng)的獲取時(shí)間限制了其在小血管區(qū)域的應(yīng)用， 最近的研究表明，與3D CTA 相比，基于廣泛采樣各向同性投影重建（vastly under sampled isotropic projection reconstruction，VIPR）的技術(shù)可以可靠地評(píng)估TRAS［24］。Fan 等［25］應(yīng)用DWI 觀察TRAS 患者移植腎灌注及組織彌散變化，結(jié)果顯示與正常移植腎相比，輕度TRAS 患者無(wú)組織擴(kuò)散和灌注損傷，中重度TRAS 患者的總表觀擴(kuò)散系數(shù)（total apparent diffusion coefficient，ADCT）明顯降低。ADCT 在血管成形術(shù)成功后顯著增加，而在血管成形術(shù)失敗的患者中無(wú)明顯變化，表明DWI 可用于檢測(cè)血管成形術(shù)后腎功能恢復(fù)情況。

盡管移植腎的1 年存活率已達(dá)90%以上，但長(zhǎng) 期存活率仍較低，對(duì)受體術(shù)后移植腎長(zhǎng)期的隨訪以及治療效果的監(jiān)測(cè)需要更多關(guān)注［26］。Niles 等［9］在2 年內(nèi)對(duì)15 對(duì)匹配的活體腎臟供者和受者進(jìn)行了4 次連續(xù)的ASL 成像，在移植受者之間觀察到氯沙坦對(duì)灌注的潛在長(zhǎng)期保護(hù)作用，證明了腎臟ASL能夠很好地跟蹤移植腎的灌注情況。Kaul 等［27］補(bǔ)充ADC 值在排斥反應(yīng)后的恢復(fù)過(guò)程中也有所增加，這表明DWI 可用于排斥反應(yīng)發(fā)生后的治療監(jiān)測(cè)。 有研究表明［28］，與健康志愿者相比，慢性移植物腎病患者的皮質(zhì)和髓質(zhì)R2＊均顯著降低，BOLD 可用于評(píng)估移植腎慢性功能障礙。一項(xiàng)針對(duì)移植受者的大型研究顯示［29］，皮質(zhì)ASL 灌注與慢性腎衰竭之間存在顯著的關(guān)系。Katarzyna 等［30］將IVIM 用于監(jiān)測(cè)移植腎功能，于術(shù)后3 個(gè)月及18 個(gè) 月行IVIM 檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)移植腎功能降低的患者彌散參數(shù)值有下降的趨勢(shì)，尤其是FP。移植腎失功的組織學(xué)特征是間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮。張聲旺等［31］研究發(fā)現(xiàn)，早期慢性移植腎腎病患者的D 值低于移植腎功能長(zhǎng)期穩(wěn)定的對(duì)照組，考慮早期慢性移植腎腎病患者水分子彌散受限與移植腎間質(zhì)發(fā)生纖維化，纖維細(xì)胞數(shù)量及密度增加有關(guān)，認(rèn)為IVIM 的D 值可以協(xié)助早期診斷早期慢性移植腎腎病。有研究表明MR 彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE） 對(duì)于診斷移植腎慢性功能障礙具有較好的診斷準(zhǔn)確性［32］。Kirpalani 等［33］研究表明，移植腎硬度與生物組織活檢的纖維化評(píng)分之間存在中度正 相關(guān)。

3 腎移植功能MRI 新技術(shù)及形勢(shì)

近年來(lái)隨著影像技術(shù)的迅速發(fā)展，新型功能MRI 技術(shù)也不斷出現(xiàn)，如擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）及磁化傳遞成像（magnetization transfer imaging，MTI）等。目前已有研究將DKI用于健康腎臟及小鼠纖維化模型[34-35]，有可能為腎移植的評(píng)估提供新思路。Jiang 等[36]研究表明MTI 可用于測(cè)量和縱向監(jiān)測(cè)單側(cè)腎動(dòng)脈狹窄小鼠的腎纖維化進(jìn)展，提示MTI 可能具有評(píng)估移植腎功能的潛在價(jià)值。而新型功能MRI 技術(shù)用于腎臟的研究有待進(jìn)一步優(yōu)化，其相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確意義尚待闡明。雖然功能MRI 能夠?qū)σ浦材I損傷進(jìn)行無(wú)創(chuàng)定量評(píng)估，臨床地位逐漸提高，但其在腎移植損傷中應(yīng)用仍存在一些問(wèn)題亟待解決。① 已有的研究多局限于技術(shù)的可行性及可重復(fù)性，樣本量較小，且部分研究結(jié)果相互矛盾，仍需要更大樣本量的臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些研究結(jié)果；② 各種功能MRI 的掃描技術(shù)以及數(shù)據(jù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化有待統(tǒng)一；③ 現(xiàn)有研究多集中于對(duì)腎移植術(shù)后早期功能的評(píng)價(jià)，缺乏長(zhǎng)期的隨訪研究；④ 單一功能MRI 技術(shù)在腎移植的應(yīng)用價(jià)值有限，多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用仍為研究的趨勢(shì)，而不同成像技術(shù)定量參數(shù)之間的關(guān)系也有待 探索。

4 結(jié) 語(yǔ)

伴隨著國(guó)內(nèi)腎移植手術(shù)的積極開(kāi)展，功能MRI作為一種具有無(wú)限潛力的成像技術(shù)，在腎移植相關(guān)的影像學(xué)研究中取得了一定的進(jìn)展。但在提高移植腎功能MRI 的診斷精度和晚上研究成果向臨床轉(zhuǎn)化方面還有待我們進(jìn)一步的探究。希望腎移植影像學(xué)領(lǐng)域的同道們滿懷信心，面對(duì)腎移植影像學(xué)領(lǐng)域的高峰，砥礪前行，奮勇攀登！