剪切波彈性成像在評估2型糖尿病腎功能正常者腎皮質(zhì)硬度的價值

周 南 張浩然 蔣 艷 梁 蕾

糖尿病腎病是2型糖尿病患者的微血管并發(fā)癥之一，大約20%～30%的糖尿病患者遠(yuǎn)期發(fā)展為腎病[1]。研究表明腎皮質(zhì)細(xì)胞的早期病理生理變化發(fā)生在臨床腎病之前。最早的組織學(xué)改變是基膜增厚，隨后3～5年內(nèi)依次發(fā)生前后小動脈的透明樣變性[2]。早期腎功能不受影響，隨后逐漸出現(xiàn)腎衰竭。因此早期診斷腎臟病變對糖尿病患者預(yù)后有重要意義。剪切波彈性成像(shear wave elastography, SWE)是一種無創(chuàng)、低成本的超聲成像技術(shù)，并能得到比較客觀、穩(wěn)定的結(jié)果，近年來已開始應(yīng)用于糖尿病患者[3]。SWE測定的皮質(zhì)硬度(CS)與腎實質(zhì)疾病和纖維化相關(guān)[4]。目前已知由SWE測定的CS值升高發(fā)生在2型糖尿病患者中[5]。但是關(guān)于2型糖尿病患者腎功能正常時CS值是否發(fā)生變化研究較少。研究表明腎皮質(zhì)細(xì)胞水平的變化發(fā)生在臨床診斷腎臟病變之前[2]。本研究應(yīng)用SWE研究了2型糖尿病患者與非糖尿病患者在腎功能正常時CS值的差異，旨在探索SWE是否能提示2型糖尿病患者腎病發(fā)病前細(xì)胞水平的早期變化。

對象與方法

1.研究對象：共收集100例研究對象，包括50例2型糖尿病腎功能正常的患者，其中，男性30例，女性20例，患者平均年齡為60.3±11.5歲，50例無2型糖尿病腎功能正常者為對照組，其中，男性35例，女性15例，平均年齡為59.8±12.1歲。腎小球濾過率值均正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：有冠狀動脈疾病或心肌梗死病史、重大心臟瓣膜疾病、呼吸衰竭或心力衰竭、活動性甲狀腺疾病、慢性肝病、血液病、腎動脈狹窄、腎切除史、腎臟惡性腫瘤史、出血、感染、妊娠者。所有納入研究的患者均記錄血壓、是否吸煙及肌酐和血尿素氮等血化驗指標(biāo)。2型糖尿病患者記錄糖尿病持續(xù)時間。

2.常規(guī)超聲檢查：使用AixPlorer超聲診斷儀和1～5MHz凸陣探頭(法國)。腎臟超聲檢查均取左右側(cè)臥位，至少在禁食6h和至少休息20min時獲得圖像。首先通過常規(guī)超聲獲取圖像，記錄腎臟大小和皮質(zhì)厚度。測量腎臟上下兩極之間的距離為腎長度，在冠狀面中點測量腎門與腎包膜之間的距離為腎寬度，測量中央?yún)^(qū)腎髓質(zhì)錐體基底部與被膜之間的距離為腎皮質(zhì)厚度。所有測量均從右腎和左腎分別取3次，記錄平均值。

3.剪切波彈性成像檢查：使用AixPlorer超聲診斷儀和1～5MHz凸陣探頭(法國)。剪切波彈性成像檢查過程中盡可能減少對探頭的壓迫，使探頭處于穩(wěn)定狀態(tài)，并防止對腎臟的機械壓力，同時要求研究對象屏住呼吸幾秒鐘，以盡量減少伴隨呼吸的腎臟運動。在常規(guī)超聲圖像基礎(chǔ)上，將ROI放置在目標(biāo)區(qū)域(圖1，圖2)。將ROI放置在腎皮質(zhì)區(qū)，保證沒有血管或囊腫。調(diào)整ROI主軸，使其與腎中軸平行(垂直于腎臟表面)。ROI靶距最大為8cm, ROI取樣框為0.5～1.0cm。對側(cè)腎臟用同樣的方法成像。取平均硬度值作為測量參數(shù)，總共獲得6個有效的腎臟測量值，并計算平均值，結(jié)果均以千帕(kPa)表示。以上操作均由3年以上臨床經(jīng)驗的超聲醫(yī)生進(jìn)行。

圖1 糖尿病組剪切波彈性檢查患者，男性，58歲。左腎剪切波彈性檢查，右上角顯示腎實質(zhì)平均硬度值為17.9kPa

圖2 對照組剪切波彈性檢查某研究對象，女性，63歲。右腎剪切波彈性檢查，右上角顯示腎實質(zhì)平均硬度值為8.0kPa

結(jié) 果

1.兩組研究對象基本資料比較：兩組年齡、是否高血壓及是否吸煙等項目比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。2型糖尿病組的血糖、糖化血紅蛋白及尿素氮水平較對照組高(P=0.000，P=0.000，P=0.042)，而兩組肌酐和腎小球濾過率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.756，P=0.912)，詳見表1。

表1 2型糖尿病組及對照組的基本資料及實驗室參數(shù)

2.兩組研究對象常規(guī)超聲及剪切波彈性成像參數(shù)比較：2型糖尿病組患者的腎臟大小與對照組相似(P=0.362，P=0.519)，而腎皮質(zhì)厚度較對照組大(P=0.012)，經(jīng)剪切波彈性成像檢查測得的腎皮質(zhì)硬度值在2型糖尿病組中較大(P=0.000)，詳見表2。

表2 2型糖尿病組及對照組的常規(guī)超聲及剪切波彈性成像參數(shù)

3.腎皮質(zhì)硬度與腎皮質(zhì)厚度、糖尿病持續(xù)時間的關(guān)系：2型糖尿病組患者的腎皮質(zhì)硬度和腎皮質(zhì)厚度、糖尿病持續(xù)時間分別呈正相關(guān)(P=0.033，P=0.019)，并且呈線性相關(guān)(圖3、圖4)。

圖3 腎皮質(zhì)硬度與腎皮質(zhì)厚度呈線性相關(guān)

圖4 腎皮質(zhì)硬度與糖尿病持續(xù)時間呈線性相關(guān)

討 論

糖尿病引起腎臟病變的機制是糖代謝異常導(dǎo)致葡萄糖、脂質(zhì)水平升高，糖基化脂質(zhì)、活性氧產(chǎn)物增加，從而引發(fā)炎性細(xì)胞因子和纖維的產(chǎn)生[6]。腎損害主要發(fā)生在系膜細(xì)胞、內(nèi)膜細(xì)胞和上皮細(xì)胞，腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化則發(fā)生在腎病時期。糖尿病腎病最重要的特征是間質(zhì)纖維化[7,8]。在發(fā)生腎病之前，確定系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞在早期的變化是很重要的。腎活檢的組織學(xué)檢查可以清楚地顯示正在發(fā)生的纖維化，但這是一種有創(chuàng)檢查。因此，亟待尋找一種非侵入性檢查。微量白蛋白尿的測定對糖尿病腎病的早期診斷具有重要意義，是糖尿病腎病的一個強有力的預(yù)測指標(biāo)，但微量白蛋白尿易受到運動和血糖水平的影響，在白天可變化40%～50%[9，10]。因此，需要一個更客觀、更穩(wěn)定的參數(shù)來對糖尿病腎病患者進(jìn)行早期診斷。剪切波彈性成像是一種很有前途的非侵入性研究，能客觀顯示腎臟彈性或組織硬度，獲得的CS是一個很有價值的參數(shù)。

常規(guī)超聲僅能提示某些腎臟實質(zhì)病變，如腎臟體積縮小、皮質(zhì)厚度變薄、皮質(zhì)回聲增強等，而組織硬度無法觀察。超聲彈性成像是基于組織硬度差異而成像的原理，并能客觀反映組織硬度值的方法，目前許多研究將彈性成像應(yīng)用于腎臟檢查，SWE就是其中的一種方式，具有低成本、可靠、無創(chuàng)的優(yōu)勢，可用于測定腎皮質(zhì)組織彈性，單位為千帕(kPa)，并且研究表明在SWE檢查中獲得的CS值更受歡迎[5，11～13]。腎實質(zhì)纖維化是腎臟疾病最重要的體征之一，它能改變腎臟的力學(xué)特征，可以應(yīng)用SWE進(jìn)行客觀的測量。已有研究表明，腎臟SWE彈性評估在確定腎臟破裂、診斷移植腎排斥反應(yīng)、糖尿病腎病的分期以及慢性腎病患者中是有價值的[14，15]。SWE的局限性在于臨床檢測中會得到不一致的結(jié)果，因為尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的CS正常值。目前常規(guī)超聲檢查中未包含腎臟SWE檢測結(jié)果，僅在特定疾病和研究中測量CS值。

本研究最重要的發(fā)現(xiàn)是2型糖尿病腎功能正?；颊叩哪I皮質(zhì)硬度較對照組無糖尿病腎功能正常者高，平均硬度值為13.0±39.5 kPa。SWE檢測的CS值已經(jīng)開始應(yīng)用于糖尿病腎病，但是關(guān)于不同分期CS變化的一些研究結(jié)果互相沖突，其界限值也沒有明確的數(shù)據(jù)。Hassan等[5]研究結(jié)果為糖尿病腎病4級、3級和對照組的CS值分別為30.4±16.2、14.6±8.1和9.02±2.42kPa。另一項研究認(rèn)為糖尿病腎病患者CS值高于正常組，但腎病級別越高CS值反而降低，與Hassan等的研究結(jié)果不一致[6]。本研究得到的2型糖尿病組和對照組的CS值分別為13.0±39.5和10.1±47.1。同樣，對于2型糖尿病合并或無腎病的患者，SWE測量的CS值也沒有明確的證據(jù)。因此應(yīng)用SWE檢測腎皮質(zhì)硬度變化還需開展深入研究。

Hassan等[5]在一項包括糖尿病腎病患者在內(nèi)的研究中發(fā)現(xiàn)，腎皮質(zhì)厚度隨臨床級別顯著下降，4級慢性腎病患者的腎皮質(zhì)厚度小于3級慢性腎病患者。但本研究發(fā)現(xiàn)2型糖尿病腎功能正?；颊吲c對照組比較皮質(zhì)厚度增加，這與Soldo等[16]研究結(jié)果一致。因為無癥狀腎病期超濾作用導(dǎo)致皮質(zhì)厚度增加，而皮質(zhì)厚度顯著性降低發(fā)生在以后階段。

本研究認(rèn)為糖尿病病程與腎皮質(zhì)增厚、CS增加密切相關(guān)。皮質(zhì)硬化增加是長期糖尿病腎病的結(jié)果。腎皮質(zhì)厚度增加與CS之間的相關(guān)性是由于超濾和腎單位肥大引起的CS增加。目前，應(yīng)用SWE測量不伴有腎病的2型糖尿病患者的CS值研究較少。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，2型糖尿病腎功能正常的患者應(yīng)用SWE測得的CS值增加，這是因為在發(fā)生腎病或GFR降低之前腎臟已經(jīng)發(fā)生了一些病理生理變化。

本研究中2型糖尿病不伴有腎病患者CS增加可能與腎單位水平的過度超濾或發(fā)生在細(xì)胞和間質(zhì)水平纖維化有關(guān)。因此，可通過SWE這項非侵入性檢查來顯示糖尿病患者的CS增加和早期纖維化，從而使此類患者獲得更密切的隨訪和更積極的治療。本研究的局限性在于：(1)樣本量較少，需要增加觀察病例進(jìn)一步研究。(2)本研究僅入組腎功能正常的2型糖尿病患者和無糖尿病及腎病者兩組病例，今后需加入其他級別糖尿病及腎病者進(jìn)一步研究。(3)本研究病例分組較單一，今后可增加糖尿病病程長短、年齡等分組進(jìn)行研究。

綜上所述，腎功能正常的2型糖尿病患者SWE測得腎皮質(zhì)硬度較高，并且腎皮質(zhì)硬度增加發(fā)生在腎病之前，因此建議將SWE檢查腎皮質(zhì)硬度作為2型糖尿病患者的常規(guī)檢查。