瞬時(shí)彈性成像技術(shù)聯(lián)合血清學(xué)標(biāo)志物評估慢性乙型肝炎早期肝纖維化的應(yīng)用研究

劉繼青，包劍鋒，黃斌

1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬杭州西溪醫(yī)院特檢科，浙江杭州 310023；2.浙江醫(yī)院超聲介入診療中心，浙江杭州 310013

2016年全球乙型肝炎病毒感染的估計(jì)流行率為3.5%，約2.57億人患有慢性乙型肝炎（chronic hepatitis B，CHB），其中高達(dá)40%的CHB患者可發(fā)展為失代償性肝硬化和肝細(xì)胞癌[1-2]。美國肝病研究協(xié)會(huì)建議，早期肝纖維化（F<2）患者只需隨訪觀察，而嚴(yán)重肝纖維化（F≥2）患者則需要接受抗病毒治療[3-4]。因此，準(zhǔn)確評估肝纖維化可使臨床醫(yī)生確定CHB患者是否需要臨床抗病毒治療。目前，肝活檢仍是診斷肝纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，但活檢導(dǎo)致的并發(fā)癥限制其在臨床中的應(yīng)用[5]。瞬時(shí)彈性成像（transient elastography，TE）是評估肝纖維化的首選無創(chuàng)替代方法；而CHB患者存在的炎癥導(dǎo)致TE評估肝纖維化的敏感度降低[6-7]。血清學(xué)生物標(biāo)志物是一種有效的肝纖維化評估方法，但影響其結(jié)果的因素較多，單純使用血清學(xué)指標(biāo)難以準(zhǔn)確評估CHB患者的肝纖維化程度[8-9]。本研究中，筆者擬構(gòu)建TE技術(shù)和血清學(xué)生物標(biāo)志物的預(yù)測模型并探討其在臨床中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2020年1月至2022年11月浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬杭州西溪醫(yī)院收治的176例CHB患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《慢性乙型肝炎防治指南（2015年更新版）》[10]中的CHB診斷標(biāo)準(zhǔn)；②臨床資料完整；③進(jìn)行肝穿刺活檢并有可判讀的病理檢查結(jié)果；④CHB病程>6個(gè)月；⑤年齡>18歲；⑥進(jìn)行TE及血清標(biāo)志物檢測。排除標(biāo)準(zhǔn)：①已進(jìn)行抗病毒治療者；②臨床資料不完整；③合并其他肝病，如酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝炎或自身免疫性肝病。將2020年1月至2021年12月收治的患者123例納入訓(xùn)練組，2022年1月至11月收治的53例患者納入測試組。訓(xùn)練組用于構(gòu)建預(yù)測模型，測試組用于驗(yàn)證模型的可靠性。本研究獲浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬杭州西溪醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理審批號(hào)：杭西醫(yī)倫審2023研第016號(hào)），并免除知情同意。

1.2 TE檢查及定量值獲取

使用海斯凱爾的Fibrotouch機(jī)型同時(shí)完成TE測量并分別獲取肝臟硬度（liver stiffness measurement，LSM）及脂肪衰減指數(shù)（fat attenuation index，F(xiàn)AI）。測量時(shí)患者仰臥位，右手放在頭后，暴露肝右葉區(qū)的肋間隙。通常取劍突水平線、右腋中線及肋骨下緣所包圍的區(qū)域?yàn)闄z測區(qū)域。探頭垂直緊貼皮膚，于肋間隙選定測量位置，檢查者采集圖像并獲得測量值，取10次成功測定值的中位數(shù)為最終測定值。

1.3 臨床數(shù)據(jù)收集

收集患者的一般資料和實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)，包括性別、年齡、凝血功能指標(biāo)（國際標(biāo)準(zhǔn)化比值和凝血酶時(shí)間）、白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、平均紅細(xì)胞體積、血小板、白蛋白、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、堿性磷酸酶、總膽紅素和直接膽紅素。

1.4 預(yù)測模型的構(gòu)建

在訓(xùn)練組中對每個(gè)潛在的預(yù)測變量進(jìn)行最小絕對收縮和選擇算子（least absolute shrinkage and selection operator，LASSO）算法，篩選出CHB患者早期肝纖維化的獨(dú)立預(yù)測因子，之后通過多因素Logistic回歸構(gòu)建預(yù)測模型并制作列線圖，模型效能由測試組進(jìn)行驗(yàn)證，校準(zhǔn)曲線以確定模型預(yù)測早期肝纖維化的估計(jì)概率與實(shí)際肝纖維化概率之間的一致性，Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M合度，受試者操作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC曲線）的曲線下面積（area under the curve，AUC）評判模型的診斷準(zhǔn)確性，決策曲線分析（decision curve analysis，DCA）用于評估臨床凈效益。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0和Python 3.5.6軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)對定量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)（百分率）[n（%）]表示，比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的臨床資料比較

兩組患者的臨床資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。

表1 兩組患者的臨床資料比較

2.2 特征的篩選及模型的構(gòu)建

對性別、年齡、TE特征及血清學(xué)生物標(biāo)志物進(jìn)行LASSO算法篩選后剩余8個(gè)臨床特征，包括年齡、LSM、FAI、紅細(xì)胞、白蛋白、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和直接膽紅素，見圖1。對8個(gè)臨床特征進(jìn)行多因素Logistic回歸后剩余LSM、FAI、紅細(xì)胞和谷草轉(zhuǎn)氨酶構(gòu)建預(yù)測模型，見表2。

圖1 LASSO模型的特征選擇

表2 預(yù)測CHB患者早期肝纖維化的多因素Logistic回歸分析

2.3 預(yù)測模型的驗(yàn)證

基于預(yù)測模型計(jì)算每例患者早期肝纖維化評分，之后使用ROC曲線進(jìn)行性能評估，訓(xùn)練組和測試組的AUC分別為0.824和0.819，敏感度分別為82.1%和80.6%，特異性分別為71.8%和68.8%。校準(zhǔn)曲線在訓(xùn)練組和測試組中顯示出良好的校準(zhǔn)性能，Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)在訓(xùn)練組和測試組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），表明沒有偏離擬合，見圖2、圖3。DCA曲線無論在訓(xùn)練組和測試組中均顯示模型良好的預(yù)測效能，見圖4。

圖2 預(yù)測模型的ROC曲線

圖3 預(yù)測模型的校準(zhǔn)曲線性能

圖4 模型性能可視化圖

3 討論

本研究構(gòu)建了一個(gè)基于TE技術(shù)和常規(guī)血清學(xué)標(biāo)志物的預(yù)測模型以準(zhǔn)確分類CHB患者早期肝纖維化和嚴(yán)重肝纖維化。與單純TE技術(shù)或血清學(xué)標(biāo)志物相比，該模型極大提高早期肝纖維化的診斷準(zhǔn)確性和預(yù)測性能，且易于處理，表明其在無創(chuàng)性肝纖維化評估領(lǐng)域的巨大潛力，可為進(jìn)一步開發(fā)簡單、易用和準(zhǔn)確的肝纖維化評估工具提供理論基礎(chǔ)。

本研究結(jié)果顯示模型有較高的準(zhǔn)確性和優(yōu)良的敏感度，這得益于一種新的篩選特征方法。既往研究主要使用單變量檢驗(yàn)選擇重要特征，這種方法往往容易過度擬合，且難以復(fù)制[11-12]。為克服這些問題，本研究使用包括LASSO算法和多因素Logistic回歸在內(nèi)的集成算法去除冗余特征以防止多重共線性，避免過度擬合。此外，本次構(gòu)建的模型允許患者通過一次抽血進(jìn)行評估，而不需要額外的附加檢查。這對于那些疾病發(fā)展高風(fēng)險(xiǎn)人群如晚期或重度肝纖維化患者的常規(guī)篩查尤其有吸引力。懷疑嚴(yán)重肝纖維化的患者過去需要進(jìn)行肝穿刺病理學(xué)檢查，現(xiàn)在僅需常規(guī)血清學(xué)檢查和TE檢查即可判斷嚴(yán)重肝纖維化的概率，在成本和預(yù)后方面具有明顯的優(yōu)勢。

眾所周知，區(qū)分F0～1和F2～4更具挑戰(zhàn)性，這是因?yàn)镕≥2肝纖維化患者的肝纖維化異質(zhì)性更嚴(yán)重，這通常會(huì)導(dǎo)致在臨床診療中識(shí)別顯著性肝纖維化的準(zhǔn)確性有所降低[13-14]。本研究構(gòu)建的模型顯示出對早期和中晚期肝纖維化良好的分類性能，尤其在訓(xùn)練組和測試組中均顯示較高的敏感度。表明該模型可能更適用于評估早期肝纖維化，并可在常規(guī)臨床診療環(huán)境中應(yīng)用。Zeng等[15]的研究結(jié)果顯示出更準(zhǔn)確的肝纖維化分級(jí)，但其使用了諸如B2巨球蛋白、結(jié)合珠蛋白和載脂蛋白A1等指標(biāo)，這些標(biāo)志物在大多數(shù)醫(yī)院中并不常用，因此并不具有臨床普及性。本研究使用常規(guī)血清學(xué)標(biāo)志物更具有臨床普適性。

本研究還有一定局限性。首先，本研究是一項(xiàng)回顧性研究，未來應(yīng)側(cè)重于前瞻性研究的預(yù)測和分類模型的開發(fā)，這將允許使用縱向演化信息來評估和修改預(yù)測模型。其次，本研究沒有對該模型進(jìn)行細(xì)菌或其他病毒感染的評估，因此并不清楚模型是否適用于細(xì)菌或病毒感染病例。最后，需要通過更好的工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化模型構(gòu)建過程，并更全面地整合其他臨床數(shù)據(jù)進(jìn)一步開發(fā)，以提高模型的分類性能，實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的肝纖維化分期。

綜上所述，本研究構(gòu)建的預(yù)測模型可為識(shí)別CHB患者早期肝纖維化提供一種潛在的新方法，有助于臨床監(jiān)測和治療。