99mTc-焦膦酸鹽單光子顯像：心臟淀粉樣變分型診斷的新應(yīng)用進(jìn)展

孫曉昕 方緯 張宇輝

(1.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國(guó)家心血管病中心 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100037；2.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國(guó)家心血管病中心 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院心衰中心，北京 100037)

心臟淀粉樣變(cardiac amyloidosis，CA)是由于不同前體蛋白異常折疊沉積于心肌細(xì)胞間質(zhì)中導(dǎo)致的疾病[1-2]，伴有心功能受損及心電傳導(dǎo)異常。臨床常見病理類型為免疫球蛋白輕鏈型CA(light chain CA，AL-CA)和甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)CA(transthyretin-related CA，ATTR-CA)，前者多為腫瘤和感染等導(dǎo)致的多臟器淀粉樣變(其中包括心臟)，常伴有血輕鏈蛋白升高；后者是由于肝臟正常合成的甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白解離成單體并錯(cuò)誤折疊后沉積于心肌細(xì)胞間質(zhì)所導(dǎo)致的浸潤(rùn)性病變，根據(jù)形成原因不同，可分為家族性突變型甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白淀粉樣變(mutated transthyretin amyloidosis，ATTRm)和老年性野生型甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白淀粉樣變(wild-type transthyretin amyloidosis，ATTRwt)[3]。AL-CA和ATTR-CA患者血清標(biāo)志物、治療方法和預(yù)后存在很大差異。AL預(yù)后極差，未經(jīng)治療的患者中位生存期不超過6個(gè)月，主要治療方法為化療；甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白淀粉樣變(transthyretin amyloidosis，ATTR)累及心臟相對(duì)較多，ATTRwt CA在老年人中的發(fā)病率為20%～30%，中位生存期為43～75個(gè)月[4]，可采用藥物和外科(肝移植)等方法治療[5-6]，阻斷或延緩淀粉樣物質(zhì)的沉積。歐美國(guó)家從20世紀(jì)90年代開展對(duì)ATTR-CA診斷和治療的研究，隨著對(duì)ATTR-CA病理生理學(xué)認(rèn)識(shí)的提高以及幾種有效藥物的問世，開創(chuàng)了一個(gè)令人興奮的新時(shí)代。氯苯唑酸[7]與甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合后可減少四聚體解離，顯著降低全因死亡率和心血管相關(guān)住院率。2019年5月，氯苯唑酸成為美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的第一個(gè)專門針對(duì)ATTR-CA的藥物。盡管這些療法可防止疾病的進(jìn)一步進(jìn)展，但它們逆轉(zhuǎn)表型的能力尚未得到很好的證實(shí)，因此早期診斷非常重要。鑒于不同類型CA的治療和預(yù)后差距如此顯著，早期診斷和鑒別CA及分型是臨床迫切需要的。現(xiàn)對(duì)99mTc-焦膦酸鹽(99mTc-pyrophosphate，99mTc-PYP)在CA分型診斷中的認(rèn)識(shí)和進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CA的無(wú)創(chuàng)性診斷方法

臨床使用的無(wú)創(chuàng)性診斷CA類型的方法包括心電圖、超聲心動(dòng)圖、心臟磁共振和核素顯像等[8]。

CA的心電圖常表現(xiàn)為心電圖上的彌漫性低電壓，不敏感(<30%)并隨著疾病的進(jìn)展而表現(xiàn)出來(lái)。因此，低電壓具有特異性和預(yù)后性，但對(duì)早期識(shí)別無(wú)幫助[9]。“假心?！?， 即既往無(wú)心肌梗死或室壁運(yùn)動(dòng)異常的病理性Q波/QS波，是一種更敏感的心電圖表現(xiàn)，存在于70%的CA患者中[9]。另外，還可見束支傳導(dǎo)阻滯、電軸偏離異常、心房顫動(dòng)和房室傳導(dǎo)阻滯等，但無(wú)法對(duì)疾病進(jìn)行定性和分型診斷。

超聲心動(dòng)圖顯示，淀粉樣蛋白會(huì)導(dǎo)致心室增厚(左心室壁厚度≥12 mm)、左心房擴(kuò)大和舒張功能障礙(減速時(shí)間過長(zhǎng)、舒張?jiān)缙诙獍暄鞣逯邓俣鹊突蚪M織多普勒二尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)速度低，以及舒張?jiān)缙诙獍暄魉俣扰c舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)運(yùn)動(dòng)速度的比值升高)[10-11]。其他發(fā)現(xiàn)包括瓣膜和房間隔增厚，整體縱向應(yīng)變減低但心尖保留[12]，以及減少二尖瓣環(huán)平面收縮偏移[13]。淀粉樣蛋白的回聲性可能導(dǎo)致心肌出現(xiàn)斑點(diǎn)狀外觀，盡管這種發(fā)現(xiàn)的特異性在諧波成像中較低。疾病初期，射血分?jǐn)?shù)通常正常，這是因?yàn)殡m然每搏輸出量下降，但舒張末期容積也會(huì)伴隨著下降，因此射血分?jǐn)?shù)值得以保留。然而隨著病程進(jìn)展會(huì)出現(xiàn)血壓下降。一種新的應(yīng)變?nèi)莘e參數(shù)，即心肌收縮分?jǐn)?shù)(MCF)，MCF=LVSV/LVMV×100%(LVSV為左心室每搏輸出量，LVMV為左心室心肌容積)，MCF將心肌容積與每搏輸出量聯(lián)系起來(lái)，從而揭露出被射血分?jǐn)?shù)保留所掩蓋的心肌縮短異常[14]。事實(shí)上，無(wú)論在AL-CA[15]還是ATTR-CA[16]中，MCF的明顯降低與死亡率的相關(guān)性都比射血分?jǐn)?shù)更強(qiáng)，但超聲心動(dòng)圖不能用于CA分型的診斷。

心臟磁共振可評(píng)估心臟功能和結(jié)構(gòu)，心肌延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement，LGE)成像可以診斷CA，左心室和左心房的LGE是CA的特征性改變，通常要早于超聲心動(dòng)圖的特征圖像，從心內(nèi)膜下逐漸發(fā)展為透壁性LGE，有研究認(rèn)為AL多表現(xiàn)為彌漫性心內(nèi)膜下LGE，而ATTR中透壁LGE更多見[17]。T1定量成像是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)， Fontana等[17]的研究發(fā)現(xiàn)ATTR患者的T1值明顯高于肥厚型心肌病和正常對(duì)照組，但不如AL患者的高。心臟磁共振不能可靠地區(qū)分AL-CA和ATTR-CA。此外，心臟磁共振測(cè)量細(xì)胞外體積正在成為一種潛在的評(píng)估方法，用于跟蹤C(jī)A隨病情的進(jìn)展和對(duì)治療的反應(yīng)。

2 CA的分型診斷

以前ATTR-CA的明確診斷通常需用剛果紅進(jìn)行心內(nèi)膜心肌活檢染色陽(yáng)性，并通過免疫組織化學(xué)或質(zhì)譜法對(duì)ATTR進(jìn)行確認(rèn)測(cè)試。心內(nèi)膜心肌活檢具有高度的敏感性和特異性(每種都接近100%)，被認(rèn)為是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。然而，鑒于其侵入性，只有在明顯懷疑CA時(shí)才進(jìn)行活檢。此外病理結(jié)果的解讀需特定的專業(yè)知識(shí)。因此診斷常被大大延遲。最近核素顯像作為一種非侵入性診斷方法出現(xiàn)，在排除了單克隆免疫球蛋白血癥的情況下，對(duì)診斷ATTR-CA的敏感性為92%，特異性為95%[18-20]。美國(guó)使用放射性示蹤劑99mTc-PYP，其他國(guó)家多使用99mTc-雙羥基雙膦酸鹽(dicarboxypropane diphosphonate，DPD)或99mTc-羥亞甲二膦酸鹽(hydroxymethylene diphosphonate，HMDP)，這三種示蹤劑在CA分型診斷中的敏感性和特異性基本一致，各個(gè)國(guó)家使用不同示蹤劑的主要原因與每個(gè)國(guó)家法律批準(zhǔn)使用的放射性示蹤劑許可有關(guān)。

心臟影像學(xué)提示CA結(jié)合心外組織中免疫球蛋白輕鏈淀粉樣蛋白的活檢病理診斷，通常足以確定AL-CA診斷，脂肪墊活檢的敏感性最多為80%[21-22]，因此，當(dāng)臨床高度懷疑但脂肪墊活檢為陰性時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)行心內(nèi)膜心肌活檢或受累器官的活檢。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試必須包括血清和尿蛋白免疫固定電泳以及Kappa和Lambda血清游離輕鏈。綜合所有這些檢測(cè)，對(duì)于診斷單克隆漿細(xì)胞惡病質(zhì)導(dǎo)致的AL-CA的敏感性為99%[23]。血清游離輕鏈、血和尿免疫固定電泳這三項(xiàng)檢查均為陰性，可排除AL-CA，但陽(yáng)性并不能確定是AL-CA，因?yàn)橛?0%～40%的ATTR-CA患者也存在單克隆免疫球蛋白血癥。游離輕鏈由腎小球?yàn)V過排泄，腎功能不全會(huì)使其血清濃度和比值升高。合并單克隆免疫球蛋白血癥或者由于腎功能不全導(dǎo)致血清游離輕鏈升高的ATTR-CA患者可能被誤診為AL-CA，進(jìn)一步混淆了診斷[24-25]。這種情況下99mTc-PYP核素顯像不足以診斷，需要活檢。

由于ATTR-CA的特效治療藥物引入國(guó)內(nèi)較晚，中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局于2020年10月批準(zhǔn)氯苯唑酸軟膠囊用于治療ATTR-CA，且2019年中國(guó)才開展99mTc-PYP SPECT心臟淀粉樣物質(zhì)顯像[26]。近幾年，中國(guó)臨床醫(yī)師才對(duì)此病逐漸有所認(rèn)識(shí)并重視，并于2021年4月發(fā)布了相關(guān)的專家共識(shí)[27]。目前已有的專家共識(shí)均認(rèn)為99mTc-PYP SPECT心臟顯像與血輕鏈蛋白檢測(cè)聯(lián)合使用時(shí)，診斷靈敏度和準(zhǔn)確性高，診斷效能甚至可與心內(nèi)膜心肌活檢結(jié)果媲美，在ATTR-CA診斷與分型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3 99mTc-PYP單光子顯像在CA分型中的應(yīng)用

99mTc標(biāo)記的膦酸鹽衍生物常用于骨顯像，國(guó)外單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像 (single photon emission computed tomography，SPECT)相關(guān)ATTR-CA分型研究所用的顯像劑包括99mTc-PYP、99mTc-DPD或99mTc-HMDP；而中國(guó)廣泛使用的骨顯像劑為99mTc-亞甲基二磷酸鹽(methylene diphosphonate，MDP)，但國(guó)外學(xué)者認(rèn)為99mTc-MDP對(duì)于CA診斷的靈敏度和特異性不如前面三者[28]，具體原因不詳。99mTc-PYP用于診斷ATTR時(shí)，注射后1～3 h獲得胸部或全身平面圖像以及SPECT斷層圖像，并使用兩種方法之一解釋其結(jié)果，評(píng)價(jià)方式包括視覺分析和半定量分析。Perugini視覺評(píng)級(jí)[28]與肋骨相比，對(duì)心肌中的放射性示蹤劑攝取進(jìn)行分級(jí)。肋骨攝取正常而心肌無(wú)攝取為0級(jí)，小于、等于和大于肋骨攝取的心肌攝取分別記為 1、2和3 級(jí)，2～3 級(jí)診斷為 ATTR-CA。半定量評(píng)分，在心臟(H)勾畫圓形感興趣區(qū)域與對(duì)側(cè)肺(CL)鏡像感興趣區(qū)域進(jìn)行比較，H/CL比值≥1.5也可診斷ATTR-CA[19]。

Perugini等[28]使用99mTc-DPD骨閃爍顯像觀察已超聲證實(shí)為CA的患者，ATTR組(n=15)和AL組(n=10)的左心室質(zhì)量和腎功能相當(dāng)。用視覺評(píng)級(jí)方法評(píng)價(jià)心肌對(duì)示蹤劑的攝?。?級(jí)，心臟攝取缺失和骨攝取正常；1級(jí)，輕度心臟攝取，低于骨攝取；2級(jí)，中度心臟攝取伴骨攝取減弱；3級(jí)，高度心臟攝取，無(wú)骨攝取。同時(shí)用心臟與全身(WB)感興趣區(qū)域的攝取比值(H/WB)作為半定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。使用基因分型和免疫組織化學(xué)結(jié)果為參考標(biāo)準(zhǔn)，99mTc-DPD閃爍顯像區(qū)分ATTR和AL的準(zhǔn)確性為100%。值得關(guān)注的是，該研究中所有存在99mTc-DPD心臟攝取的ATTR患者又接受了99mTc-MDP閃爍掃描，其99mTc-MDP心肌視覺評(píng)級(jí)均為0級(jí)。因此，后續(xù)的CA的研究都無(wú)使用99mTc-MDP作為閃爍顯像示蹤劑的相關(guān)報(bào)道。

Bokhari等[19]使用99mTc-PYP，對(duì)45例受試者(12例AL、16例ATTRwt和17例ATTRm)進(jìn)行平面和SPECT斷層心臟成像。將注射示蹤劑后1 h的心臟攝取示蹤劑程度，通過Perugini視覺評(píng)級(jí)和在心臟區(qū)域繪制一個(gè)感興趣區(qū)域并與CL進(jìn)行本底校正，兩種方式計(jì)算H/CL比值進(jìn)行評(píng)價(jià)。ATTR-CA的受試者定量評(píng)分(H/CL)顯著高于AL-CA隊(duì)列(1.80±0.04 vs 1.21±0.04，P<0.000 1)。H/CL比值≥1.5與顯著彌漫性心肌示蹤劑攝取一致，將H/CL比值≥1.5作為截止值診斷ATTR-CA，具有97%的敏感性和100%的特異性，曲線下面積為0.992(P<0.000 1)。因此，H/CL比值≥1.5被作為定量診斷ATTR-CA的指標(biāo)。

Gillmore等[24]分析了1 217例疑似CA患者的骨閃爍顯像和生化檢查結(jié)果，在核素骨顯像中，使用的顯像劑包括99mTc-DPD (n=877)、99mTc-PYP(n=199)或99mTc-HMDP(n=141)，其中有857例經(jīng)組織學(xué)證實(shí)為CA患者，而有360例最后證實(shí)患有非淀粉樣變心肌病，用心肌攝取顯像劑診斷ATTR-CA的敏感性>99%，特異性為86%，假陽(yáng)性幾乎都來(lái)源于AL-CA患者對(duì)示蹤劑的攝取。骨顯像中2級(jí)或3級(jí)心肌放射性示蹤劑攝取結(jié)合血清或尿液中不存在單克隆蛋白的綜合結(jié)果，對(duì)診斷心臟ATTR-CA具有100%的特異性和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值。骨閃爍顯像能可靠地診斷ATTR-CA，而無(wú)需對(duì)沒有單克隆免疫球蛋白血癥的患者進(jìn)行組織學(xué)檢查。該研究提出了ATTR-CA的無(wú)創(chuàng)性診斷標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)外指南或?qū)＜夜沧R(shí)都建議骨閃爍顯像必須與血輕鏈蛋白實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)相結(jié)合。

隨著ATTR-CA的特效治療藥物引入國(guó)內(nèi)，中國(guó)在2019年開始開展99mTc-PYP SPECT CA顯像。99mTc-PYP在CA診斷中的應(yīng)用價(jià)值也得到了肯定[29-30]。任超等[30]回顧性分析2018年12月—2019年12月北京協(xié)和醫(yī)院31例臨床懷疑CA的患者資料，患者注射99mTc-PYP后在不同時(shí)間行平面顯像[早期顯像(注射后1 h)、延遲顯像(注射后2～3 h)]和斷層顯像(注射后1 h)。以臨床診斷為標(biāo)準(zhǔn)，分別采用視覺評(píng)級(jí)法(≥2級(jí)為陽(yáng)性)和半定量法(H/CL比值≥1.5診斷為陽(yáng)性)，分析99mTc-PYP不同采集方法獲得的CA及非CA患者的影像學(xué)特點(diǎn)。根據(jù)臨床診斷，有15例CA患者(ATTR型5例，AL型10例)，16例非CA患者。5例ATTR-CA患者雙時(shí)相顯像和SPECT/CT顯像均為陽(yáng)性；10例AL-CA患者中3例早期顯像陽(yáng)性，延遲顯像和SPECT/CT顯像陰性；16例非CA患者雙時(shí)相顯像和SPECT/CT顯像均為陰性。延遲期平面顯像和斷層顯像靈敏度均為5/5，特異性均為10/10，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為5/5，陰性預(yù)測(cè)值均為10/10，準(zhǔn)確性均為15/15。ATTR-CA組與AL-CA組早期顯像的H/CL比值(2.11±0.24 vs 1.31±0.07)與延遲顯像的H/CL比值(2.02±0.19 vs 1.30±0.05)相比，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。早期平面顯像對(duì)CA分型存在誤診現(xiàn)象，延遲期平面顯像和斷層顯像結(jié)果一致性好，可準(zhǔn)確地診斷ATTR-CA。

隨著骨閃爍顯像在CA診斷中應(yīng)用的進(jìn)展，對(duì)圖像的解讀也有了更深入的認(rèn)識(shí)。早期平面顯像無(wú)論以視覺評(píng)級(jí)還是H/CL比值≥1.5為陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)出現(xiàn)較高的假陽(yáng)性結(jié)果[30-32]，因此越來(lái)越多的研究建議進(jìn)行斷層顯像和延遲顯像，以提高診斷的準(zhǔn)確性。也有研究[33]提出以胸骨上段示蹤劑的攝取程度作為視覺評(píng)級(jí)的參考標(biāo)準(zhǔn)取代以肋骨的攝取作為對(duì)照，在與金標(biāo)準(zhǔn)的比較中取得了很好的診斷效果。這種99mTc-PYP平面圖像的解讀，在無(wú)可用或可行的斷層掃描成像的情況下，僅3 h的一次成像(平面和SPECT/CT)就足以檢測(cè)ATTR-CA，并且患者的接受度較高。因此，中華醫(yī)學(xué)會(huì)核醫(yī)學(xué)分會(huì)心臟學(xué)組及國(guó)家核醫(yī)學(xué)專業(yè)質(zhì)控中心基于國(guó)內(nèi)外ATTR-CA99mTc-PYP SPECT顯像經(jīng)驗(yàn)、共識(shí)和研究進(jìn)展，制定了符合中國(guó)國(guó)情、適合臨床推廣的99mTc-PYP單光子顯像診斷ATTR-CA的技術(shù)操作規(guī)范[34]，以達(dá)到提高中國(guó)診治ATTR-CA整體水平的目標(biāo)。

除了Perugini視覺評(píng)級(jí)和半定量H/CL比值以外，國(guó)內(nèi)外研究者也開始嘗試使用定量方法測(cè)定心肌標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standard uptake value，SUV)的方式評(píng)價(jià)ATTR-CA心臟淀粉負(fù)荷程度。Ren等[35]用99mTc-PYP定量SPECT評(píng)估CA，先進(jìn)行體模研究以確定圖像轉(zhuǎn)換因子和部分體積校正因子以恢復(fù)心肌中99mTc-PYP活性濃度以計(jì)算SUV，比較各組(ATTR-CA、AL-CA及其他)和不同Perugini視覺評(píng)級(jí)類別(0～3級(jí))中心肌SUV最大值，研究結(jié)果顯示可用99mTc-PYP定量SPECT評(píng)估ATTR-CA心臟淀粉負(fù)荷程度。Avalon等[36]也用99mTc-PYP定量SPECT/CT評(píng)估心肌SUV與Perugini視覺評(píng)級(jí)等級(jí)、H/CL比值、心臟磁共振和超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù)的相關(guān)性，結(jié)果顯示SUV可用于定量診斷和評(píng)價(jià)ATTR-CA的淀粉負(fù)荷程度，并且與心臟磁共振顯著相關(guān)。

過去的十年中，ATTR-CA和AL-CA的診斷、預(yù)后和管理水平在中國(guó)都得到顯著提高，但仍處于起步階段，今后有關(guān)預(yù)后和治療效果評(píng)價(jià)方面也將會(huì)有更深入的研究。CA，尤其是 ATTRwt-CA，是射血分?jǐn)?shù)保留性心力衰竭的重要病因。由于盡早開始治療最有效，因此及時(shí)準(zhǔn)確的診斷至關(guān)重要。幸運(yùn)的是，現(xiàn)可在不進(jìn)行活檢的情況下用99mTc-PYP SPECT顯像診斷ATTR-CA。提高臨床醫(yī)生對(duì)CA的認(rèn)識(shí)，熟悉各種檢查方法和診斷流程，有利于ATTR-CA的早期診斷和治療。