任浩 綜述 楊正漢 審校

非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除外酒精和其他明確的肝損傷因素，主要以肝細胞內(nèi)脂肪過度沉積為特征的臨床病理綜合征，NAFLD患者通常有肥胖、糖尿病和血脂異常的代謝疾病。NAFLD包括非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver，NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、肝硬化和肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)[1]。NAFLD目前是21世紀全球最重要的公共健康問題之一。亞洲地區(qū)NAFLD的總合并患病率為31%，中國的患病率為31%，其中患病率最低的是日本為24%，患病率最高的是伊朗為36%[2]。中國NAFLD的男性發(fā)病率高于女性，城市比例高于農(nóng)村，NAFLD的患病率已經(jīng)達到了流行的比例，而且它的發(fā)病率正在增加，需要引起人們的重視[3-4]。

NAFLD發(fā)病機制簡述

1958年Waster[5]首次提出脂肪肝和脂肪性肝炎這一概念。在1980年Ludwig等[6]提出NASH這一疾病。1998年Day等[7]提出NAFLD發(fā)病機制的二次打擊學說，久坐的生活方式、高脂肪飲食、肥胖和胰島素抵抗導致肝臟的脂肪堆積為第一次打擊，第二次打擊為脂質(zhì)過氧化反應的形成，進而激活炎癥級聯(lián)和纖維生成[7-8]。然而NAFLD發(fā)病機制是復雜的，后期出現(xiàn)多重打擊學說替代了二次打擊學說[9]。多重打擊涉及脂毒性、氧化應激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激、慢性炎癥狀態(tài)和線粒體功能障礙等機制。因此NAFLD的形成，包括了遺傳、外部環(huán)境及細胞內(nèi)外因素的改變。目前關于NAFLD有兩種觀點，第一個觀點認為NAFLD是一種組織學疾病譜，從NAFL進展到NASH，繼而肝臟纖維化及硬化，最終形成HCC。第二個觀點NAFL、NASH認為是兩種疾病[10]。第一個觀點為主流觀點，本文按照主流觀點進行闡述分析。

NAFLD是進展性的疾病，MRI診斷NAFLD不同階段對于臨床有著重要意義。NAFLD的評估包括定量肝脂肪變及纖維化程度、有無代謝和心血管危險因素及并發(fā)癥、有無肝臟炎癥損傷以及是否合并其他原因的肝病[11]。以下就MRI對肝脂肪變、炎癥程度評估及NAFLD相關纖維化的評估三方面來描述其進展。

相關MRI診斷進展

1.肝臟脂變的MRI診斷

NAFL早期階段是可逆的，晚期可以進展為NASH相關纖維化及肝硬化，甚至演變?yōu)镠CC[12]，所以早期定量診斷十分重要。最近一項研究中，沒有肝纖維化的NAFLD患者，脂肪含量越高，其纖維化進展的幾率越高[13]。目前MRI是定量檢測肝臟脂肪含量的最佳無創(chuàng)檢查方法。定量診斷肝臟脂變MRI技術主要有磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)和化學位移成像技術，兩者都是利用脂肪組織中的氫質(zhì)子和水分子的氫質(zhì)子的進動頻率差異來進行定量分析，通過選擇不同的水-脂分離技術測定脂肪含量。

MRS根據(jù)水和脂肪組織共振頻率差異，在MRS譜線上兩者將位于不同位置，進行譜線分析，計算出脂肪含量比例。目前MRS多采用單體素掃描，體素大小一般為邊界2cm的正方體。但是肝臟脂肪變性大多是非均型分布，單體素塊測量放置的區(qū)域不同將會造成很大的結果差異，往往多次選定區(qū)域掃描[14]。多體素MRS雖然掃描范圍變大，但是體素之間信號干擾較單體素MRS嚴重。有研究發(fā)現(xiàn)肝臟V段脂肪含量可以較好反應肝臟整體的脂肪含量。故用單次MRS掃描測量肝臟脂肪含量盡量采用肝V段[15]。MRS雖然可以較為客觀的測定脂肪含量，但由于掃描時間長、操作及后處理較為復雜，與非對稱回波的最小二程估算法迭代水脂分離技術(IDEAL-IQ)相比掃描成功率較低[16]。Datz等[17]研究發(fā)現(xiàn)約1/3的NAFLD患者鐵穩(wěn)態(tài)紊亂，而MRS對主磁場的均勻性要求較高，鐵異常沉積對其也會產(chǎn)生影響。

目前在臨床較常用的脂肪含量測量方法是質(zhì)子密度脂肪分數(shù)(proton-density fat fraction，PDFF)，Dixon[18]于1984年首次提出。該方法以不同速率處理水和脂肪分子，因此在正反相位交替中可以發(fā)現(xiàn)水和脂肪分子，從而量化脂肪。為了更準確量化脂肪測量，一種多點迭代重建算法被提出，稱為水和脂肪迭代分解伴不對稱回波和最小平方評估法(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation，IDEAL 估計法)，采集數(shù)據(jù)超過3個回波進行分析[19]。此后改進的IDEAL-IQ序列掃描同時進行T2*矯正減少鐵沉積的影響。IDEAL-IQ序列掃描時間短，操作簡便，很少受NASH炎癥及纖維化的影響[20]，有研究表明對比劑可以影響R2*值，但有些研究表明注射SPIO及釓對比劑后IDEAL-IQ仍可以準確測量脂肪含量[21-22]。多項研究發(fā)現(xiàn)Dixon技術對脂肪含量定量結果與病理結果高度相關[23-24]。

在肝臟NAFLD脂肪變中，MRS和PDFF技術測得脂肪含量與病理具有很高的一致性。有研究表明在兒童和成人NAFLD脂肪變中MRS和PDFF技術對脂肪的測量差異并無統(tǒng)計學意義，但PDFF技術對全肝臟的脂肪定量更有優(yōu)勢[25-26]。MRS由于各種影響因素限制，常應用于科學研究，仍未廣泛應用于臨床。PDFF操作簡單、掃描時間短，很少受其他因素影響，是目前臨床理想無創(chuàng)性肝臟脂肪定量手段。

2.肝臟炎癥的MRI診斷

NASH是NAFL進展至肝硬化和HCC的中間階段，難以自愈，在NAFLD中診斷出NASH具有臨床意義。NASH定義為5%以上的肝細胞脂肪變合并小葉內(nèi)炎癥和肝細胞氣球樣變性[27]。用相應MRI技術檢測炎癥損傷對NAFL和NASH鑒別非常重要。

磁共振彈性成像(magnetic resonance elastography，MRE)的原理是在普通MR設備增加剪切波裝置對成像部位施加剪切波，在垂直波的傳播途徑上質(zhì)點會產(chǎn)生周期移位，位移的幅度與質(zhì)點的彈性相關，其質(zhì)點位移幅度在運動敏感梯度的作用下獲得MR相位圖，進而計算出相應彈性值。目前2D-MRE測得橫向傳播的機械波，3D-MRE可計算獲得軸向傳播機械波[28]。3D-MRE基礎上又衍生了多頻率3D-MRE(multifrequency 3D-MRE，mf3D-MRE)可以獲得儲能模量、損耗模量、剪切剛度和阻尼系數(shù)的參數(shù)。阻尼系數(shù)可以用來評估小葉內(nèi)炎癥和肝細胞氣球樣變性。mf3D-MRE對于NASH的統(tǒng)計-交叉模型中達到了0.73，相對2D-MRE的0.61有著明顯提高[29]。mf3D-MRE在臨床無創(chuàng)評估NASH方面非常具有前景。

Traussnigg等[30]用7T高場強MRI對31P分析，通過飽和轉移技術揭示了NASH中能量代謝的變化，包括炎癥和纖維化過程中ATP的動態(tài)通量，計算無機磷酸鹽(inorganic phosphate，Pi)和三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)反應的化學匯率常數(shù)k和單向正向交換通量(FATP)，NASH患者的k值和FATP值均低于NAFL患者，k值和FATP值和小葉炎癥呈強相關性，然而并不能檢測細胞氣球樣變。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)與總磷(total phosphorus，TP)比值與氣球樣相關。

半定量磁共振成像(quantitative MRI，QMRI)的多組分弛豫法(multi-component relaxometry，MCR)技術可以獲得細胞外水分數(shù)(extracellular water fraction，ECWF)和和細胞內(nèi)外水的橫向弛豫率比值(the ratio of the transverse relaxation rate between intra and extra-cellular water，R2I/E)之間的橫向弛豫率(R2)的比值，R2I/E評估對炎癥，區(qū)分正常實質(zhì)和輕度小葉炎癥，然而對于纖維化程度嚴重的NASH識別能力減弱[31]。

在Gd-EOB-DTPA增強MRI中，雖然研究發(fā)現(xiàn)NASH增強比例低于NAFL，但是對于炎癥并不能很好地進行識別[32-33]。Smits等[34]用USPIO增強MRI鑒別NASH和NAFL，發(fā)現(xiàn)NASH的炎癥會影響R2*值改變，具有較高的敏感度，特異度較差，但是可以反應肝臟的生物學功能，這是很多MRI技術所不具有的。

NASH早期炎癥是局灶的，這會導致組織學診斷不準確。病理學專家在判別小葉內(nèi)炎癥和肝細胞氣球樣變性時一致性并不高，說明病理學家對NAS分級疾病嚴重程度的共識同樣不完善。由于金標準的不完善可能導致目前MRI技術對NASH炎癥診斷減弱。MRI技術在診斷NASH炎癥方面mf3D-MRE具有較高的特異性，USPIO增強MRI具有較高的敏感性，兩者相結合或許對NASH炎癥具有更好的診斷效能。

3.肝臟NASH相關纖維化的MRI診斷

肝臟NASH相關纖維化分級通?？刹捎肕etavir分級：F0，未發(fā)生纖維化；F1，肝門束擴大但無纖維間隔形成；F2，肝門束擴大并伴少量纖維間隔形成；F3，產(chǎn)生大量纖維間隔，匯管區(qū)與中央靜脈間形成橋接；F4，已形成肝硬化。級別越高，表示肝纖維化程度越高，患者預后越差[35]。NASH分級為早期 NASH為無肝纖維化或有輕度纖維化，等級為F0～F1，纖維化性 NASH有顯著肝纖維化或間隔纖維化，等級為F2～F3，NASH 肝硬化，肝臟合并肝硬化，等級為F4[27]。NASH的F3纖維化也稱為橋接纖維化。對于NASH早期纖維化(F1和F2期)，臨床經(jīng)過治療可以逆轉，F(xiàn)3期經(jīng)過治療可以延緩疾病的發(fā)展為肝硬化的過程。所以識別早期的NASH纖維化十分重要。

在AASLD指南的肝臟纖維化無創(chuàng)評估中，MRE非常適合于識別NAFLD患者不同程度的纖維化[36-37]。Loomba等[37]發(fā)現(xiàn)MRE區(qū)分早晚期NASH相關纖維化準確度較高[38]。MRE測量NAFLD患者準確值較高[39]。在早期研究中炎癥因素是否影響MRE測量肝臟的硬度值具有爭議。最近發(fā)現(xiàn)NASH炎癥也可以提高MRE硬度值[40]。隨著mf3D-MRE應用，40Hz可以識別炎癥，60Hz可以較好的識別NASH相關性纖維化。

T1rho技術亦稱為T1ρ，T1rho是在持續(xù)自旋鎖射頻脈沖下的橫向弛豫，主要用于研究大分子物質(zhì)與水質(zhì)子間的低頻相互交換作用[41]。因為肝纖維化過程中，可有膠原、蛋白多糖等多種大分子物質(zhì)在肝臟內(nèi)的沉積，所以此項技術用于檢測肝臟的纖維化有無。T1rho不受炎癥和脂肪的影響[42]。有研究表明T1rho技術對纖維化程度的分級并不敏感[43]。所以T1rho技術往往用在肝硬化患者纖維化的診斷上。最近的NASH動物實驗，在T1rho基礎上應用了Gd-EOB-DTPA增強，稱之為T1ρ-HBP，在此基礎上研究發(fā)現(xiàn)T1ρ-HBP可以對早期的NASH相關性纖維化進行識別，但是本次動物模型設計限制缺乏高級別NASH相關纖維化[44]。

擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)通過梯度自旋回波技術，反應活體生物組織內(nèi)水分子的布朗運動，測量水分子運動過程受限的程度和方向。IVIM理論旨在將水分子布朗運動與非布朗運動的擴散區(qū)分開來，采用多b值DWI分析，對組織內(nèi)水分子運動和血液在毛細血管流動測量，可以獲得兩者信息。IVIM的雙指數(shù)模型函數(shù)為S(b)=S(0)[(1-f)·e-bD+f·e-b(D+D*)]，D反映的是體素內(nèi)真性水分子擴散情況；D*反映的是體素內(nèi)微循環(huán)灌注效應；f是D*占總體擴散效應的容積率，稱為灌注分數(shù)。Braz等[45]研究發(fā)現(xiàn)D值及D*值在識別NASH相關性纖維化(F1、F2)有顯著差異，f值無顯著差異但是具有相應趨勢，這項研究受限于F3、F4患者較少，只是部分進行了驗證。Murphy等[46]研究也是具有同樣缺陷，并且沒有D*值計算，D值和f值與NASH纖維化具有顯著差異。之后有研究發(fā)現(xiàn)f值在不同纖維化患者確實有差異，但是在識別纖維化分期能力不夠精確，D值和D*值可能受到炎癥及脂肪變的影響[47]。Hu等[48]在IVIM研究中，將大鼠肝纖維化模型按病理為F0～F4五組，發(fā)現(xiàn)D值在F0～F2逐漸減低，在F2～F4間高低不定，D*值、f值及ADC值隨肝纖維化程度的進展呈降低趨勢，各組間的參數(shù)均有顯著差異，其中f值及D*值的診斷效能優(yōu)于ADC值。最近一項兒童NASH相關纖維化的研究發(fā)現(xiàn)D值對識別纖維化并無價值，NASH相關纖維化組的D*值和f值與無纖維化組具有顯著差異[49]。

Cassinotto等[50]研究T1-mapping、T2-mapping及DWI的診斷效能，發(fā)現(xiàn)T2-mapping不是可靠的指標，T1-mapping診斷效能優(yōu)于DWI，T1-mapping有望成為新的技術手段。最近也有相應研究在T1-mapping基礎上加入Gd-EOB-DTPA增強[51]，增強前后T1弛豫時間改變在NASH不同纖維化分組上有顯著差異，可以對不同NASH相關纖維化進行識別。31P MRS在不同纖維程度分級時候檢測磷酸單脂和磷酸二酯中的含P成分比例發(fā)生變化[34]，本研究局限在MRS所測范圍不能和肝臟穿刺區(qū)域相一致，而且高場強研究比較少，結果需要進一步大規(guī)模驗證。MCR技術測量ECWF可以進行F1纖維化判別[33]，在F3～F4間無法判別，具有局限性。

在NASH相關性纖維化識別，還有一些技術比如磁敏感加權成像(susceptibility-weighted imaging，SWI)，但是這項技術只能檢測中度和晚期肝纖維化，缺乏大量臨床實踐證明[52]。T1-mapping可能受到炎癥和鐵的影響[53]。T1rho技術受限于其對磁場不均勻的高敏感和能量沉積過高，需要更多臨床實驗來確定穩(wěn)定性和應用性。還有Gd-EOB-DTPA增強識別肝臟纖維化，有研究發(fā)現(xiàn)MRE準確度要高于此項技術[54]。IVIM技術目前可能對NASH相關纖維化精確識別能力欠佳。和其他技術相比，MRE目前是最精確評估肝臟纖維化的無創(chuàng)成像技術[55]。

多參數(shù)MRI技術對NAFLD聯(lián)合診斷

NAFLD病變是一個連續(xù)進展的病變，包含了脂肪變、炎癥及纖維化等復雜因素形成，單一的MRI技術很難將其區(qū)分出來，需要多參數(shù)的MRI技術聯(lián)合診斷。目前MRI的PDFF技術對脂肪的定量測量已經(jīng)廣泛應用臨床，對脂肪變的診斷與病理一致性較高，如果對飽和及不飽和脂肪的比率識別則需要聯(lián)合MRS技術，兩者聯(lián)合可能會有更好的臨床意義。對NASH炎癥的MRI識別，目前病理取樣的誤差及病理專家的診斷一致性并不是很高，導致MRI在炎癥識別的上限存在，MRE聯(lián)合USPIO等技術可能提高現(xiàn)有的診斷水平。NASH相關纖維化可以用MRE技術進行量化，目前3D-MRE對纖維化識別準確率較高，隨著T1rho及MRS等技術不斷提升及臨床實踐應用，多參數(shù)結合將對NAFLD纖維化分期更加精確。

總結和展望

目前，NAFLD發(fā)病機制仍未明確，還有很多地方值得探討。在MRS研究中發(fā)現(xiàn)脂肪變性與基因型CC呈負相關，肥胖人群多元不飽和脂肪與單一不飽和脂肪比率明顯高于正常人群，PNPLA3基因型GG人群會有更高的多元不飽和脂肪，目前文獻中對基因易感性分類的影像學統(tǒng)計分類較少，不同基因易感性的影像診斷臨界值有變化尚不可知。兒童NAFLD與成人NAFLD的病理變化并不完全一致，目前研究多關注于成人NAFLD，對兒童NAFLD的研究較少，而且影像在此方面的對比研究較少，目前兒童NAFLD的發(fā)病率不斷提升，兒童NAFLD也值得進一步研究。隨著醫(yī)學水平提高，不斷完善NAFLD疾病的發(fā)病機制，MRI原有技術的改進與新技術的開發(fā)將會提高NAFLD準確分期。多參數(shù)MRI聯(lián)合診斷有望實現(xiàn)一站式評估NAFLD的脂肪變性、炎癥及纖維化程度，進而更有效的指導臨床的精確治療。