腎臟形態(tài)及功能評估對于先天性腎盂輸尿管連接部梗阻手術(shù)決策的意義

宋宏程 李 怡 李 澤

先天性腎盂輸尿管連接部梗阻(ureteropelvic junction obstruction,UPJO)是引起腎積水最常見的原因，也是上尿路最常見的先天畸形。二十世紀(jì)七十年代以前，腎積水多因出現(xiàn)相關(guān)癥狀、體征才被發(fā)現(xiàn)，治療原則相對簡單，手術(shù)成為其唯一治療手段。自二十世紀(jì)八十年代后，隨著產(chǎn)前超聲檢查的應(yīng)用和普及，越來越多的無癥狀腎積水被檢出，雖然治療原則由最初的隨診觀察向目前的分層選擇性早期手術(shù)轉(zhuǎn)變，但是在無癥狀腎積水患者中，究竟哪些屬于能自行緩解的生理性改變；哪些屬于病理性改變，需要手術(shù)干預(yù)，以及手術(shù)干預(yù)的最佳時(shí)機(jī)；哪些患者能在早期手術(shù)中獲益等問題，在近三十年間一直備受爭議，至今尚未達(dá)成共識[1,2]。UPJO的治療目的是保護(hù)正常腎臟功能不惡化，或使已經(jīng)惡化的腎功能得到最大程度恢復(fù)。目前評估腎功能的主要檢查手段包括超聲及腎核素顯像，但這些方法均存在一定的局限性，尚無法準(zhǔn)確判斷UPJO患者腎盂輸尿管連接部是否真正存在梗阻。因此，腎臟形態(tài)及功能評估對于腎盂輸尿管連接部梗阻手術(shù)決策的意義尚需綜合評判。

一、腎臟形態(tài)評估

(一)評估內(nèi)容

1. 腎盂前后徑(anteroposterior diameter of renal pelvis,APD)：APD是腎臟中部橫斷面上腎門水平兩個(gè)實(shí)質(zhì)邊緣之間的距離，是最早用于判斷先天性腎積水嚴(yán)重程度的指標(biāo)[3]。有學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)前APD大于15 mm或產(chǎn)后APD>15～24 mm者需手術(shù)治療，當(dāng)APD>50 mm時(shí)需盡早手術(shù)治療[4-6]。也有文獻(xiàn)報(bào)道APD為15～30 mm、30～50 mm、>50 mm者手術(shù)率分別為38%、75%和100%[7]。但APD評估的缺點(diǎn)是無法觀察腎盂形態(tài)、腎盞擴(kuò)張程度、皮質(zhì)厚度，更無法判斷是否存在梗阻，因此單純以APD作為手術(shù)指征是不準(zhǔn)確的。

2. 分級系統(tǒng)：腎實(shí)質(zhì)變薄是腎臟受壓、腎實(shí)質(zhì)受損的病理性改變，隨著腎積水的加重，腎盞進(jìn)一步擴(kuò)張導(dǎo)致腎實(shí)質(zhì)變薄[8]。1993年美國胎兒泌尿外科協(xié)會(huì)(Society for Fetal Urology,SFU)提出了SFU分級系統(tǒng)。目前對于SFU分級為1級、2級者(即腎實(shí)質(zhì)正常、僅部分腎盞改變的輕度腎積水患者)行保守治療已基本達(dá)成共識，對SFU分級為3級、4級者[即全部腎盞擴(kuò)張和(或)腎實(shí)質(zhì)變薄的腎積水患者]傾向于手術(shù)治療。Koff等[1]隨訪研究發(fā)現(xiàn)，單側(cè)SFU分級為3級、4級者手術(shù)率分別為5.4%和41.7%，而雙側(cè)SFU分級為3級、4級者手術(shù)率分別為10.5%和57.9%。為了進(jìn)一步區(qū)分腎實(shí)質(zhì)變薄的程度，在SFU 4級基礎(chǔ)上分為IVA(腎實(shí)質(zhì)階段性變薄)和IVB(腎實(shí)質(zhì)彌漫性變薄)。2007年Onen[9]提出選擇性分級系統(tǒng)(alternative grading system,AGS)，以腎盂腎盞擴(kuò)張，腎實(shí)質(zhì)變薄50%為臨界點(diǎn)分為AGS 3級和AGS 4級。文獻(xiàn)報(bào)道AGS 2 級、3級、4級者手術(shù)率分別為19.5%、42.1%和93.8%。 2014年美國胎兒泌尿外科協(xié)會(huì)、兒科腎臟協(xié)會(huì)、兒科放射協(xié)會(huì)、超聲協(xié)會(huì)共同提出泌尿系統(tǒng)擴(kuò)張(urinary tract dilation,UTD)分級系統(tǒng)，UTD系統(tǒng)根據(jù)APD、腎盞擴(kuò)張、腎實(shí)質(zhì)厚度、腎實(shí)質(zhì)外觀、輸尿管異常和膀胱異常情況，將腎積水分為3級[10]。但UTD分級系統(tǒng)并未提高SFU分級對于UPJO手術(shù)的預(yù)測價(jià)值。

3. 集合系統(tǒng)與腎實(shí)質(zhì)厚度比值：UPJO腎實(shí)質(zhì)厚度隨著集合系統(tǒng)積水的增加而減少，有學(xué)者提出將集合系統(tǒng)與腎實(shí)質(zhì)厚度的比值作為手術(shù)預(yù)判指標(biāo)。Babu等[11]認(rèn)為腎盂與腎實(shí)質(zhì)厚度比值(pelvis/cortex ratio,PCR)，即超聲檢查冠狀面最大APD與縱向面皮質(zhì)最大厚度的比值可作為手術(shù)預(yù)判指標(biāo)，當(dāng)PCR≥12時(shí)需手術(shù)治療，PCR為8～12時(shí)40%的患者需要手術(shù)，PCR<8時(shí)可隨診觀察；此外該研究發(fā)現(xiàn)PCR≥12診斷UPJO的靈敏度和特異度分別為92%和100%。Cost等[12]認(rèn)為腎實(shí)質(zhì)厚度與腎盂前后徑比值<1.6時(shí)需要手術(shù)治療，>1.6時(shí)可隨診觀察。Rickard等[13]認(rèn)為超聲檢查矢狀面上腎實(shí)質(zhì)與腎集合系統(tǒng)面積之比(renal parenchyma to hydronephrosis area ratio,PHAR)為0.745～0.881時(shí)需要手術(shù)治療，并認(rèn)為PHAR較APD及SFU分級對于決策UPJO手術(shù)時(shí)機(jī)更為敏感。

(二)形態(tài)評估的局限性

超聲檢查在UPJO隨診過程中因簡單易行、價(jià)格低且無輻射等優(yōu)勢而成為最普及的影像學(xué)檢查手段。但通過超聲檢查測量腎臟形態(tài)改變的判定與患者水化膀胱充盈程度及體位有關(guān)，也與超聲醫(yī)生的主觀判斷有關(guān)，因此在測量時(shí)應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)化。另外，通過超聲檢查描述腎臟形態(tài)的改變與腎功能是否存在相關(guān)性尚未得到證實(shí)，無論采用哪種分級及參數(shù)來指導(dǎo)治療，都未能準(zhǔn)確體現(xiàn)與分腎功能的相關(guān)性，也無法準(zhǔn)確判斷患腎功能的變化。

二、功能評估

(一)功能評估內(nèi)容

1. 腎核素顯像評估分腎功能：腎核素顯像是根據(jù)示蹤劑進(jìn)入腎盞腎盂前在每側(cè)腎實(shí)質(zhì)的相對積聚情況來計(jì)算分腎功能(differential renal function,DRF)。術(shù)前患者DRF低于40%或35%為手術(shù)指征目前已達(dá)成共識。其依據(jù)是有研究發(fā)現(xiàn)如果UPJO術(shù)前DRF<35%，手術(shù)后腎功能改善有限；如果術(shù)前DRF為35%～40%，手術(shù)后腎功能可得到顯著改善，甚至可恢復(fù)至正常[14,15]。Stock等[16]對17例腎積水手術(shù)患者行腎臟活檢，發(fā)現(xiàn)6例腎臟組織發(fā)生病理改變，其中5例術(shù)前DRF<33%；而11例術(shù)前DRF>44%者，腎臟組織病理正常，故該研究建議將DRF<40% 作為腎積水的手術(shù)指征。EAU指南將初次腎核素顯像檢查DRF<40%，或在隨訪中出現(xiàn)癥狀、積水加重、實(shí)質(zhì)變薄、DRF下降超過5%～10%作為UPJO的手術(shù)指征[17]。腎核素顯像被認(rèn)為是指導(dǎo)UPJO手術(shù)時(shí)機(jī)的金標(biāo)準(zhǔn)，單側(cè)腎積水DRF為35%～40%、連續(xù)2次腎圖顯示DRF下降超過5%為手術(shù)指征，目前已成為共識。

2. 利尿性腎圖半排時(shí)間評估梗阻情況：美國兒科學(xué)會(huì)利用同位素腎圖利尿后得出的時(shí)間-活性曲線計(jì)算半排時(shí)間(T1/2)，評估腎積水上尿路的梗阻情況；T1/2<10 min被判定為非梗阻，10～20 min為中間狀態(tài)，>20 min為梗阻[18]。但這一評判標(biāo)準(zhǔn)大多用來評估成年人或有相關(guān)癥狀的大齡兒童，對于嬰兒和無癥狀腎積水兒童不一定適用。這是因?yàn)?歲以下兒童腎臟尚未發(fā)育成熟，且小年齡患者對于檢查前飲水、檢查中排空膀胱難以配合，進(jìn)而影響水化程度及膀胱容量，從而增加了假陽性的可能。Arena等[19]對于DRF正常，T1/2>20 min的患者進(jìn)行長期隨訪發(fā)現(xiàn)，大部分患者保守觀察是安全的，腎功能并未惡化，無需手術(shù)干預(yù)[2]。歐洲核醫(yī)學(xué)會(huì)兒科委員會(huì)在兒童利尿性腎動(dòng)態(tài)顯像指南中指出，T1/2無法作為判斷兒童腎積水梗阻的指標(biāo)。目前尚沒有一項(xiàng)檢查能夠精準(zhǔn)地判定哪類腎積水存在需要手術(shù)解決的病理性梗阻。

(二)客觀認(rèn)識腎核素顯像評估腎功能的價(jià)值

腎核素顯像是評估腎積水DRF的金標(biāo)準(zhǔn)，故腎核素顯像的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，但其結(jié)果受多種因素影響，如示蹤劑的選擇、腎臟功能、積水程度、水化程度、利尿劑作用時(shí)間、膀胱容量等。為此，1992年美國SFU和兒童核醫(yī)學(xué)委員會(huì)發(fā)表了腎核素顯像標(biāo)準(zhǔn)化操作指南，制定了利尿性腎核素顯像檢查的標(biāo)準(zhǔn)，包括檢查前及檢查中水化、檢查時(shí)留置尿管、患者體位、數(shù)據(jù)采集與分析、利尿劑應(yīng)用時(shí)間、興趣區(qū)選擇等。發(fā)布該指南的目的是力求操作標(biāo)準(zhǔn)化，使腎核素顯像結(jié)果具有可比性。然而，臨床實(shí)際應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)化操作仍有困難，目前國內(nèi)除小兒泌尿?qū)I(yè)發(fā)展較好的綜合醫(yī)院核素顯像水平能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化以外，兒童?？漆t(yī)院核醫(yī)學(xué)專業(yè)仍處于欠完善階段，腎核素顯像提示的DRF不能準(zhǔn)確反映腎積水嚴(yán)重程度。因此，盡管腎核素顯像是評估腎功能的金標(biāo)準(zhǔn)，腎核素顯像提示的DRF不應(yīng)作為判定UPJO腎積水手術(shù)指征、評估腎積水手術(shù)后恢復(fù)狀況的唯一標(biāo)準(zhǔn)。判斷UPJO腎積水手術(shù)指征更需要臨床醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)積累，應(yīng)力求患者獲益最大。特別是小年齡患者，DRF可供參考，但非絕對，目前評估腎積水程度仍需結(jié)合系列超聲、靜脈腎盂造影等影像學(xué)檢查綜合判斷。腎核素顯像檢查宜在同一醫(yī)療單位、同一檢查標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行，檢查前后結(jié)果的對比對治療的指導(dǎo)意義更大。

三、其他評估指標(biāo)

1. 腎積水相關(guān)癥狀：腎積水相關(guān)癥狀包括腹痛、腹部包塊、泌尿系統(tǒng)感染、血尿、高血壓等。在產(chǎn)前檢查或體檢中發(fā)現(xiàn)的嬰幼兒腎積水大多沒有癥狀，手術(shù)指征和時(shí)機(jī)的選擇更多依賴影像學(xué)檢查。大齡兒童腎盂輸尿管連接部梗阻常因腹痛、惡心、嘔吐、血尿等癥狀被發(fā)現(xiàn)，需注意的是急性癥狀型UPJO患者腹痛時(shí)腎積水可加重，無腹痛時(shí)腎積水減輕甚至消失，因此對于此類患者應(yīng)行多次超聲檢查，即在腹痛時(shí)及無腹痛時(shí)分別行超聲檢查，如腹痛時(shí)積水加重則明確為腎積水相關(guān)腹痛，需手術(shù)治療。關(guān)于腎積水出現(xiàn)臨床癥狀與腎功能降低是否存在相關(guān)性，目前尚沒有統(tǒng)一認(rèn)識，有文獻(xiàn)認(rèn)為無癥狀患者出現(xiàn)癥狀(大部分為腹痛)后，其患腎功能明顯下降[20]。當(dāng)出現(xiàn)臨床癥狀且患腎功能下降，大部分文獻(xiàn)認(rèn)為需通過手術(shù)治療來緩解癥狀，改善腎功能[21,22]。不同首發(fā)癥狀者手術(shù)后腎功能恢復(fù)存在差異，其中以腹部包塊為表現(xiàn)者術(shù)后患腎功能恢復(fù)相對更好[23]。對于有臨床癥狀，但腎核素顯像未見異常者是否需要手術(shù)治療尚不明確。有文獻(xiàn)報(bào)道，出現(xiàn)癥狀但DRF及排泄曲線均無明顯異常者行手術(shù)治療后，其癥狀能得到明顯改善，且在利尿性腎圖中半排時(shí)間較術(shù)前有明顯好轉(zhuǎn)，這說明對于出現(xiàn)腎積水相關(guān)癥狀者即使DRF正常仍有手術(shù)意義[24]。

2. 生物標(biāo)記物和機(jī)器學(xué)習(xí)：曾有較多學(xué)者研究UPJO相關(guān)生物標(biāo)記物，以期發(fā)現(xiàn)一種快捷、無創(chuàng)而可靠的方法來診斷UPJO并監(jiān)測手術(shù)時(shí)機(jī)。有文獻(xiàn)報(bào)道，與對照組比較，UPJO組尿液中以下標(biāo)志物存在差異，即中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)、單核細(xì)胞趨化肽-1(monocyte chemotactic peptide-1,MCP-1)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)、腎臟損傷分子1(kidney injury molecule 1,KIM 1)等[25]。亦有學(xué)者利用蛋白組學(xué)技術(shù)篩選UPJO組及對照組中差異表達(dá)的尿液蛋白[26，27]。Pavlaki等[28]報(bào)道術(shù)前UPJO組患者尿液NGAL高于術(shù)后12個(gè)月復(fù)查的UPJO組及對照組患者，提示尿液NGAL表達(dá)情況可以幫助診斷UPJO，并有希望監(jiān)測手術(shù)時(shí)機(jī)、評估預(yù)后。但是，尋找一種高靈敏度、特異性和預(yù)測價(jià)值的尿液生物標(biāo)志物來評估手術(shù)時(shí)機(jī)是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，亟待通過設(shè)計(jì)合理的前瞻性臨床研究來解決。另外，隨著人工智能的發(fā)展，通過使用人工智能對UPJO影像學(xué)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取，進(jìn)而對UPJO患者進(jìn)行監(jiān)測預(yù)判，最終選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行手術(shù)或許成為今后的研究方向[29]。

四、UPJO手術(shù)時(shí)機(jī)的決策

對于UPJO患者，目前達(dá)成一致的手術(shù)指征為存在腎積水相關(guān)臨床癥狀(如腹痛等)，DRF<35%～40%，DRF>40%，系列超聲隨訪結(jié)果顯示腎積水加重，或腎核素顯像DRF下降超過5%～10%；相對手術(shù)指征包括SFU分級為3級、4級[30]。新生兒腎臟功能不成熟，腎核素顯像檢查結(jié)果不可靠，不能以此標(biāo)準(zhǔn)作為手術(shù)評價(jià)指標(biāo)。另外，新生兒腎盂腎盞及腎小管順應(yīng)性好，即使隨診觀察，在新生兒期腎功能損傷也較小，因此在新生兒期不建議行手術(shù)治療。只有對新生兒巨大腎積水，嚴(yán)重影響呼吸、喂養(yǎng)，或者腎積水破裂者建議行手術(shù)治療。對于滿足手術(shù)指征的患者建議積極手術(shù)治療，盡管既往觀點(diǎn)認(rèn)為即使適當(dāng)延遲手術(shù)也能使患腎功能恢復(fù)至最初水平，但目前多數(shù)學(xué)者傾向于延遲手術(shù)治療會(huì)導(dǎo)致腎功能損傷，延遲手術(shù)的患者腎功能改善明顯低于早期手術(shù)患者[31-34]。國內(nèi)多中心研究也發(fā)現(xiàn)對于SFU 4級、DRF<40%的患者，當(dāng)手術(shù)年齡>8.1個(gè)月，其術(shù)后患腎功能無法恢復(fù)到正常的風(fēng)險(xiǎn)更高[35]。對于孤立腎、雙側(cè)腎積水需要更積極的治療。

隨著產(chǎn)前超聲的普及，越來越多的UPJO出生后即明確診斷，對于生后SFU分級為1級、2級腎積水，可自愈已成共識。SFU分級為3級、4級，DRF<40%者需手術(shù)也已達(dá)成共識。對于SFU分級為3級、4級，DRF>40%者的治療仍存在爭議。一些研究表明出生后確診SFU 3級、4級的單側(cè)中、重度腎積水患者中DRF>40%者，早期手術(shù)后腎功能改善較明顯，保守觀察組中待腎功能降低再行手術(shù)治療者腎功能恢復(fù)較差[32,34]，但也有學(xué)者認(rèn)為對于SFU分級為3級、4級的UPJO進(jìn)行密切隨訪，待患腎功能下降5%～10%后再行手術(shù)治療即延遲手術(shù)，其DRF亦可恢復(fù)至初始水平，并建議對于SFU 3級、4級而患腎功能無明顯異常者僅進(jìn)行規(guī)律隨訪即可[36，37]。雖然SFU分級為3級、4級腎積水且DRF>40%者的手術(shù)時(shí)機(jī)有爭議，但可以肯定的是，如果不早期手術(shù)，密切監(jiān)測是必須的，1歲內(nèi)腎積水狀態(tài)變化較大，建議1歲內(nèi)每3個(gè)月復(fù)查超聲，每6個(gè)月復(fù)查腎核素顯像，1歲后每6個(gè)月復(fù)查超聲和腎核素顯像。盡管有學(xué)者主張非手術(shù)者隨診到青春期，但更多學(xué)者認(rèn)為隨診到2～4歲其UPJO的狀態(tài)基本穩(wěn)定[38]。保守觀察雖可使部分患者避免手術(shù)，但頻繁的影像學(xué)檢查不僅帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更會(huì)增加家長及患者的焦慮心理，也有可能造成部分患者不可逆的腎功能受損。因此，手術(shù)醫(yī)生應(yīng)全面告知家長手術(shù)及保守治療的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，無論最終采取何種治療方式，家長依從性對患者預(yù)后是極其重要的。

目前，對于UPJO的手術(shù)指征和手術(shù)時(shí)機(jī)的選擇仍需多方面考慮[39]。雖然腎核素顯像分腎功能可以量化腎積水的嚴(yán)重程度，但其在兒童時(shí)期應(yīng)用的缺點(diǎn)不可忽視，特別是小年齡無癥狀患者不能單純依據(jù)DRF來決定手術(shù)治療時(shí)機(jī)。近年來也出現(xiàn)了一些綜合患者癥狀、利尿性腎圖及B超檢查結(jié)果，評價(jià)腎積水嚴(yán)重程度，相對多元地定義腎積水的手術(shù)指征。在期待核醫(yī)學(xué)發(fā)展以提供更精確的相關(guān)參數(shù)的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合自身臨床工作，綜合患者多方面評估指標(biāo)，力求患者獲益最大化，全面告知家長相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，制定切實(shí)可行的治療方案；同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)系列檢查的動(dòng)態(tài)評估，不能僅依據(jù)某一次檢查來決定UPJO的手術(shù)時(shí)機(jī)。