MRI定量分析2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病肝脂肪變性程度與鐵含量的相關(guān)性

劉曉怡，溫馨，周翔海，張新羽，洪楠，王屹*

1.北京大學(xué)人民醫(yī)院放射科，北京 100044；2.北京大學(xué)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京 100044；*通信作者 王屹 wang_yi@bjmu.edu.cn

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是最常見的慢性肝病。由于代謝紊亂、胰島素抵抗等諸多復(fù)雜因素的相互作用，NAFLD的發(fā)生與2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）密切相關(guān)[1]。近年研究顯示，NAFLD患者肝臟鐵含量水平較正常人升高，鐵是NAFLD發(fā)病機(jī)制中的促成因素之一[2-3]；此外，鐵代謝與T2DM之間亦存在緊密聯(lián)系，鐵超載可能在T2DM的發(fā)生、發(fā)展和慢性并發(fā)癥的形成中起重要作用[4]。然而，目前關(guān)于肝臟鐵含量在T2DM合并NAFLD方面的相關(guān)研究很少，鐵代謝是否與肝臟脂肪變性的嚴(yán)重程度相關(guān)，目前尚未很好地闡述。本研究擬采用最小二乘估算法迭代水脂分離技術(shù)（iterative decomposition of water and fat with asymmetry and least squares estimation quantitative fat image，IDEAL-IQ）定量評估肝臟脂肪變性及鐵沉積情況，探討肝臟鐵含量與T2DM伴有NAFLD患者脂肪變性嚴(yán)重程度的相關(guān)性及意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 前瞻性收集2019年12月—2020年12月在北京大學(xué)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科確診為T2DM并住院治療的120例患者，并行腹部MRI平掃。納入標(biāo)準(zhǔn)：①T2DM，年齡≥18歲；②T2DM的診斷符合1999年WHO診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①男性飲酒量為乙醇量＞30 g/d，女性飲酒量為乙醇量＞20 g/d；②病毒性肝炎、藥物性肝病、自身免疫性肝病、肝硬化及肝臟惡性腫瘤；③全胃腸外營養(yǎng)、甲狀腺功能減退等可導(dǎo)致脂肪肝的特定疾?。虎芗韧芯窦膊∈?；⑤患有嚴(yán)重的心、肺、腦或軀體功能損害疾??；⑥妊娠期女性；⑦具有MRI檢查禁忌證；⑧MRI影像偽影重，影響結(jié)果判斷。最終納入94例患者，其中女31例，男63例；年齡17～83歲，平均（51±13）歲。收集患者的年齡、性別、血壓、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）及生化指標(biāo)。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號：2019PHB220-01），患者均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0T MRI掃描儀。根據(jù)臨床常規(guī)影像檢查規(guī)范，采用腹部線圈行上腹部MRI平掃，掃描序列：①橫斷位可變肝臟加速容積采集（LAVA-Flex）序列，TR 3.74 ms，TE 1.69 ms，矩陣40 cm×40 cm；②IDEAL-IQ序列，TR 6.02 ms，TE 2.764 ms，矩陣40 cm×40 cm；③T2WI序列，TR 2 625 ms，TE 82.17 ms，矩陣40 cm×40 cm；④擴(kuò)散加權(quán)成像序列，TR 4 000 ms，TE 58.3 ms，矩陣40 cm ×40 cm。累計(jì)檢查時(shí)間約10 min。

1.3 圖像分析 IDEAL-IQ序列在GE AW 4.6工作站上計(jì)算質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)（proton density fat fraction，PDFF）圖和鐵含量（MRI弛豫率，R2*），在PDFF圖上于每個(gè)肝段手動勾畫感興趣區(qū)（ROI），ROI為200 mm2，避開血管、肝緣、偽影等干擾，計(jì)算平均值，確定脂肪含量。在同一患者IDEAL-IQ自動重組的R2*圖像上，以同樣的方法手動勾畫ROI，取平均值。

1.4 分組 以PDFF≥6.4%為標(biāo)準(zhǔn)[6]，將T2DM患者分為伴有NAFLD 51例和不伴有NAFLD 43例。進(jìn)一步根據(jù)PDFF按照脂肪變性嚴(yán)重程度劃分為4組：PDFF＜6.4%為不伴有NAFLD組（F0組，43例），6.4%～17.3%為NAFLD輕度脂肪變性組（F1組，35例），17.4%～22.3%為NAFLD中度脂肪變性組（F2組，11例），≥22.4%為NAFLD重度脂肪變性組（F3組，5例）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)。不同脂肪變性組間肝臟鐵沉積比較采用方差分析，并進(jìn)行趨勢檢驗(yàn)。以是否患有NAFLD為因變量，將單因素分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素納入自變量，進(jìn)行Logistic回歸分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料分析 與T2DM不伴有NAFLD組相比，T2DM伴有NAFLD組的BMI、舒張壓、空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate aminotransferase，AST）、白蛋白（albumin，ALB）、總蛋白（total protein，TP）水平明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），兩組其他指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

2.2 T2DM伴有NAFLD組與不伴有NAFLD組R2*值比較 與不伴有NAFLD組相比，T2DM伴有NAFLD組R2*值升高（P＜0.01），見表1。

表1 T2DM伴有NAFLD與不伴有NAFLD患者的基本資料及R2*比較

2.3 不同脂肪變性組間肝臟鐵沉積的方差分析 F0組、F1組、F2組、F3組R2*值分別為（49.0±10.0）/s、（55.2±12.6）/s、（57.4±6.8）/s、（63.0±11.3）/s。與F0組相比，F(xiàn)1組、F2組、F3組R2*值升高（F=3.126，P＜0.05）。趨勢性檢驗(yàn)結(jié)果提示，隨著脂肪變性程度加重，R2*值逐漸升高（F=6.312，P＜0.05），見圖1、2。 2.4 多因素Logistic回歸分析 R2*值、ALT、BMI是T2DM伴有NAFLD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（P＜0.05），見表2。

表2 多因素Logistic回歸分析T2DM伴NAFLD的影響因素

圖1 IDEAL-IQ PDFF與R2*圖。A～D.F0-F4組 PDFF圖示脂肪變性程度逐漸增加，PDFF值分別為2.0%（A）、13.4%（B）、19.1%（C）、36.9%（D）；E～H.F0-F4組R2*圖示隨著脂肪變性程度的加重，R2*值升高，R2*值分別為39.8/s（E）、52.6/s（F）、59.4 /s（G）、69.5/s（H）；IDEAL-IQ：最小二乘估算法迭代水脂分離；PDFF：質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)；R2*：MRI弛豫率

3 討論

本研究應(yīng)用MRI IDEAL-IQ技術(shù)探討T2DM合并NAFLD患者肝臟鐵沉積與肝臟脂肪變性嚴(yán)重程度的關(guān)系，結(jié)果顯示T2DM伴有NAFLD患者的R2*值高于不伴有NAFLD者，且隨著PDFF值的增高，R2*值有增加的趨勢。經(jīng)典的“二次打擊”學(xué)說認(rèn)為胰島素抵抗和氧化應(yīng)激是NAFLD的主要發(fā)病機(jī)制[7]。既往研究表明，鐵是NAFLD發(fā)病機(jī)制中的促成因素之一[8]。因此，探討鐵沉積與T2DM合并NAFLD之間的關(guān)系，有助于為疾病的臨床診治提供一定的科學(xué)依據(jù)。目前，超聲、CT和MRI已應(yīng)用于NAFLD的臨床診斷與研究，但超聲診斷輕度脂肪肝的敏感度低，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性；CT射線對人體有害，不適用于NAFLD的普查、診斷和隨

訪[9-10]。本研究采用MRI新技術(shù)IDEAL-IQ序列，通過采集6個(gè)不同TE時(shí)間的回波信號，一次掃描可重建獲得純脂肪像、脂肪比像、同相位像、反相位像、純水像和R2*弛豫圖像，在脂肪比像和R2*弛豫圖像上直接勾畫ROI即可獲得PDFF及R2*數(shù)值，分別反映脂肪及鐵含量水平，操作簡單，可重復(fù)性強(qiáng)，相關(guān)臨床研究證實(shí)該技術(shù)能較為精準(zhǔn)地定量分析肝臟脂肪及鐵含量，有利于定期監(jiān)測肝臟鐵含量和脂肪的動態(tài)變化[11-14]。

圖2 T2DM患者脂肪變性程度與R2*的相關(guān)性。隨著脂肪變性程度加重，R2*值逐漸升高

3.1 肝臟鐵含量與肝臟脂肪變性嚴(yán)重程度的關(guān)系 本研究顯示，54%（51/94）的T2DM患者伴有不同程度肝臟脂肪變性，即合并NAFLD，與既往報(bào)道一致，驗(yàn)證了MRI對肝臟脂肪定量的適用性[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，T2DM伴有NAFLD者肝臟鐵含量高于不伴有NAFLD者，與Kim等[16]報(bào)道的NAFLD單純性脂肪變性組代表鐵沉積的T2*弛豫時(shí)間（1/R2*）比健康對照組短這一結(jié)果相符，提示T2DM伴有NAFLD患者普遍存在鐵超載現(xiàn)象。Imajo等[17]研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者肝細(xì)胞炎癥和氣球樣變程度越重，R2*值越大，提示鐵沉積可能參與了NAFLD的進(jìn)展。本研究也發(fā)現(xiàn)，隨著肝臟脂肪變性程度增加，鐵沉積程度加重。肝臟是鐵的主要存儲器官，而肝臟內(nèi)鐵過度沉積可啟動Fenton反應(yīng)和Haber-Weiss反應(yīng)，產(chǎn)生氧自由基，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化；過量的鐵可損傷肝細(xì)胞、加劇NAFLD肝臟脂肪變性的嚴(yán)重程度，且肝細(xì)胞損傷進(jìn)一步加重肝臟鐵代謝紊亂，兩者協(xié)同使NAFLD不斷發(fā)生、發(fā)展[8]。

3.2 T2DM合并NAFLD患者的臨床特點(diǎn)及危險(xiǎn)因素 本研究中T2DM伴有NAFLD患者BMI、舒張壓、空腹血糖、ALT、AST、ALB、TP及R2*值均高于不伴有NAFLD者，表明此類患者存在較嚴(yán)重的肥胖、糖脂代謝紊亂及肝功能不同程度損害，與Bian等[18]、Lee等[19]的研究結(jié)果一致。Logistic回歸分析顯示，R2*值、ALT及BMI是T2DM發(fā)生NAFLD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示肝臟鐵含量增加、ALT異常及肥胖共同促進(jìn)了T2DM合并NAFLD的發(fā)生。肝臟內(nèi)鐵沉積干擾胰島素信號，影響胰島素的合成和分泌；且鐵沉積介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化加重肝臟損傷，影響肝臟的糖代謝，可能是造成上述結(jié)果的主要原因[20-21]。因此，肝臟鐵含量可能是T2DM合并NAFLD的有效預(yù)測指標(biāo)或治療靶點(diǎn)。

3.3 局限性和展望 本研究未能與肝臟穿刺活檢的組織學(xué)“金標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行對照分析；未考慮肝臟纖維化程度對鐵沉積和脂肪沉積測量結(jié)果的影響，在一定程度上可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著MRI的發(fā)展，精準(zhǔn)分離肝臟脂肪、鐵和纖維化的干擾，將是今后的研究熱點(diǎn)。另外，雖然本研究發(fā)現(xiàn)T2DM合并NAFLD患者隨著肝臟脂肪變性程度加重，肝臟鐵含量升高，但體內(nèi)鐵負(fù)荷在T2DM患者NAFLD發(fā)生及發(fā)展中的機(jī)制和因果作用，還需要進(jìn)行更深入的基礎(chǔ)研究和前瞻性研究。

總之，對于T2DM伴有NAFLD患者，肝臟鐵含量與肝臟脂肪變性嚴(yán)重程度有很好的相關(guān)性。鐵是T2DM合并NAFLD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一，降低鐵沉積水平、減少鐵介導(dǎo)的氧化應(yīng)激，可能有助于改善肝臟脂肪變性，有望成為T2DM合并NAFLD的綜合治療方法之一。IDEAL-IQ序列有利于定期監(jiān)測肝臟鐵含量和脂肪的動態(tài)變化，便于對T2DM伴有NAFLD患者的病情評估、治療方案選擇和療效評估提供指導(dǎo)性意見。