汪 蒼，張香梅，王俊萍

[1.深圳市寶安中醫(yī)院(集團)影像科，廣東 深圳 518133；2.深圳市第三人民醫(yī)院病理科，廣東 深圳 518100；3.北京大學(xué)深圳醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 深圳 518036]

肝纖維化是慢性肝病發(fā)展為肝硬化的必經(jīng)過程，以膠原、蛋白聚糖類及其他大分子物質(zhì)在肝細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積為特征性表現(xiàn)。早期診斷和及時治療肝纖維化可以阻斷其病理進展[1]。本研究采用MR T1 mapping、T2 mapping評估大鼠肝纖維化和脂肪變性，觀察其應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及模型制備 選取80只購自南方醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心的健康雄性SD大鼠(合格證編碼：11400700190134和44002100010474)，體質(zhì)量350～400 g，隨機分為實驗組(70只)及對照組(10只)，飼養(yǎng)于深圳北京大學(xué)香港科技大學(xué)醫(yī)學(xué)中心。參照文獻[2]方法制作大鼠肝纖維化模型，分別于實驗組大鼠背部皮下注射劑量0.4 ml/100 g體質(zhì)量、濃度50%的四氯化碳(carbon tetrachloride, CCl4)橄欖油溶液，對照組注射同等量生理鹽水；第1周注射2次，第2周開始每周注射1次，連續(xù)注射12周。

1.2 圖像采集和分析 采用GE Signa HTxt 1.5T超導(dǎo)MR掃描儀，GE 1.5T 4CH 7 cm Animal Array大鼠專用線圈。于注藥后第4、6、8、10和12周，采用隨機數(shù)字表法，分別選取實驗組14只和對照組2只大鼠采集MRI。以濃度3.8%、劑量0.8 ml/100 g體質(zhì)量腹腔注射水合氯醛麻醉大鼠，仰臥位保定，加壓固定腹部，使肝臟置于線圈中心。掃描序列及參數(shù)：快速自旋回波(fast spin echo, FSE)T1W，TR=100、200、300、500和800 ms，TE=7.7 ms，矩陣256×256，F(xiàn)OV 100 mm×100 mm，層厚2 mm，層間距0.2 mm，激勵次數(shù)為4，掃描時間分別為5 min 17 s、4 min 59 s、3 min 39 s、4 min 31 s和4 min 41 s；FSE T2W，TR=1 500 ms，TE=85.5 ms，矩陣256×224，F(xiàn)OV 100 mm×100 mm，層厚2 mm，層間距0.2 mm，激勵次數(shù)為1，掃描時間為11 min 18 s。

掃描結(jié)束后將圖像傳至GEADW4.5 Functool工作站，自動生成T1 mapping和T2 mapping偽彩圖。避開血管、膽管和偽影，于肝中靜脈匯入下腔靜脈層面的肝右葉、中葉及左外側(cè)葉各選取一個面積為10 mm2的圓形ROI，盡量保證所有ROI位于相同肝臟層面。由2名具有15年和9年腹部影像學(xué)診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師測量ROI的T1值及T2值，取二者平均值為最終結(jié)果。

1.3 病理學(xué)檢查 MR檢查結(jié)束后處死大鼠，取肝組織經(jīng)固定、脫水等處理后行HE和天狼猩紅染色。肝纖維化病理分期[3]：無纖維化為S0期；匯管區(qū)纖維化且局限于竇周及肝小葉內(nèi)為S1期；匯管區(qū)周圍纖維化且纖維間隔形成，肝小葉結(jié)構(gòu)仍保留為S2期；纖維間隔伴小葉結(jié)構(gòu)紊亂而無肝硬化為S3期；早期肝硬化為S4期。依據(jù)肝細(xì)胞脂肪變性占肝組織標(biāo)本量的百分比評估肝脂肪變性程度[4]：肝細(xì)胞脂肪變性<5%為F0度；5%～30%為F1度；31%～50%為F2度；51%～75%為F3度；>75%為F4度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient， ICC)檢驗2名醫(yī)師測量T1值和T2值的一致性，ICC≤0.2為一致性較差，0.2

2 結(jié)果

80只大鼠中，7只于MR掃描過程中死亡，20只圖像呼吸偽影較多而被剔除，最終實驗組47只和對照組6只、共53只大鼠納入研究。

圖1 S0期大鼠肝臟病理圖和MR T1 mapping、T2 mapping偽彩圖 A.S0期大鼠肝臟匯管區(qū)結(jié)構(gòu)清晰，未見纖維化(天狼猩紅染色，×50)； B.S0期大鼠肝小葉結(jié)構(gòu)清晰，肝細(xì)胞內(nèi)未見有脂肪沉積、炎性細(xì)胞浸潤(HE，×50)； C.測量T1 mapping圖ROI，肝實質(zhì)平均T1值為338.04 ms； D. 測量T2 mapping圖ROI，肝實質(zhì)平均T2值為48.65 ms

圖2 S4期大鼠肝臟病理圖和MR T1 mapping、T2 mapping偽彩圖 A.S4期大鼠肝臟假小葉形成，早期肝硬化表現(xiàn)(天狼猩紅染色，×50)； B.S4期大鼠肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂，肝細(xì)胞內(nèi)見脂肪浸潤，脂肪分度為F2度(HE，×50)； C.測量T1 mapping圖ROI，肝實質(zhì)平均T1值為559.59 ms； D.測量T2 mapping圖ROI，肝實質(zhì)平均T2值為55.49 ms

2.1 病理結(jié)果肝纖維化病理分期 實驗組47只大鼠中，S1期10只、S2期19只、S3期11只、S4期7只；對照組 6只大鼠均為S0期。肝脂肪變性病理分級：實驗組F2度16只，F(xiàn)3度21只，F(xiàn)4度10只，無F1度大鼠。對照組6只大鼠均為F0度。天狼猩紅及HE染色結(jié)果顯示，S0期大鼠肝組織肝小葉結(jié)構(gòu)完整，肝細(xì)胞索排列整齊，肝臟匯管區(qū)結(jié)構(gòu)清晰，未見纖維化及肝脂肪變性、炎性細(xì)胞浸潤(圖1A、1B)；肝纖維化大鼠肝細(xì)胞內(nèi)均出現(xiàn)不同程度脂肪沉積，伴不同程度肝細(xì)胞變性、壞死、炎性細(xì)胞浸潤；隨著纖維化分期進展，肝細(xì)胞間質(zhì)膠原纖維、網(wǎng)狀纖維沉積范圍均越來越廣泛，S4期大鼠可見肝小葉形成呈早期肝硬化表現(xiàn)，伴脂肪浸潤(圖2A、2B)。

2.2 肝纖維化各期大鼠T1值、T2值比較 2名醫(yī)師測量T1值和T2值的一致性強(ICC分別為0.81、0.87,P均<0.05)。S0期肝實質(zhì)T1值和T2值(圖1C、1D)與肝纖維化各期差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。S1期肝實質(zhì)T1值較S3期和S4期短(P均<0.05)，S2期肝實質(zhì)T1值較S4期(圖2C)短(P<0.05)；S1期肝實質(zhì)T2值較S4期(圖2D)略延長(P<0.05)；余肝纖維化各期肝實質(zhì)T1值和T2值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。

2.3 大鼠肝纖維化分期和肝脂肪變性分度與T1值及T2值的相關(guān)性 大鼠肝實質(zhì)T1值與肝纖維化分期呈正相關(guān)(r=0.68，P<0.01，圖3)，與肝脂肪變性程度無明顯相關(guān)(r<0.01，P>0.05)；大鼠肝實質(zhì)T2值與肝脂肪變性程度呈正相關(guān)(r=0.72，P<0.01，圖4)，而與肝纖維化分期無明顯相關(guān)(r=0.06,P>0.05)。

圖3 大鼠肝實質(zhì)T1值與肝纖維化分期的相關(guān)性散點圖 圖4 大鼠肝實質(zhì)T2值與肝脂肪變性分度的相關(guān)性散點圖

表1 大鼠肝纖維化不同分期之間T1值、T2值比較(ms，±s)

表1 大鼠肝纖維化不同分期之間T1值、T2值比較(ms，±s)

肝纖維化分期T1T2S0(n=6)316.51±65.6842.95±3.43S1(n=10)402.01±57.1465.12±9.46S2(n=19)417.49±47.0059.64±7.91S3(n=11)514.83±87.1060.17±5.07S4(n=7)518.72±36.5055.33±7.30F值11.869.40P值<0.001<0.001

3 討論

肝穿刺活檢是診斷肝纖維化的“金標(biāo)準(zhǔn)”[5]，但為有創(chuàng)檢查，且不宜用于長期隨訪觀察病情。T1 mapping可反映心肌的間質(zhì)水腫、纖維化程度，測量心肌的T1值可量化評估心肌纖維化程度[6]，既往常用于評估心肌纖維化。T2 mapping通過檢測組織中水分子的微小變化而量化分析病變[7]，多用于評估關(guān)節(jié)軟骨和椎間盤病變，也可聯(lián)合T1 mapping評估心肌疾病。有研究[8-9]認(rèn)為T1 mapping對于肝纖維化具有重要價值和巨大潛力，不僅可診斷肝纖維化，還可區(qū)分肝纖維化程度，相比T2 mapping、擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)和血氧水平依賴成像(blood oxygenation level dependent imaging, BOLD)，T1 mapping區(qū)分肝纖維化程度的準(zhǔn)確性更高。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著肝纖維化程度加重，大鼠肝實質(zhì)T1值逐漸延長，與既往研究[8-11]結(jié)果相符；且T1值與肝纖維化分期存在正相關(guān)，而與肝脂肪變性程度無明顯相關(guān)，推測原因主要在于T1值延長主要受細(xì)胞外基質(zhì)纖維沉積量及范圍的影響，而與脂肪沉積的量和范圍無明顯關(guān)聯(lián)。CHOW等[12]認(rèn)為肝細(xì)胞水腫和細(xì)胞外基質(zhì)纖維過度沉積及炎癥導(dǎo)致肝組織結(jié)構(gòu)變化，使T1值延長。本研究結(jié)果表明，T1 mapping具有診斷肝纖維化的能力，根據(jù)T1值可區(qū)分輕度和重度肝纖維化，但用于評估肝纖維化具體分期仍存在局限性。

T2 mapping可間接反映生理病理過程各組織水分子的細(xì)微變化[13]。T2值對膠原纖維的密度及含水量變化比較敏感，既往T2 mapping多用于檢測關(guān)節(jié)軟骨和椎間盤的損傷和退變，及與T1 mapping聯(lián)合輔助診斷急性心肌梗死。既往研究[12，14-15]認(rèn)為T2值可定量肝纖維化程度，T2值隨著肝纖維化程度加重逐漸延長。本研究結(jié)果顯示T2值與肝纖維化分期無明顯相關(guān)性，除S0期肝實質(zhì)T2值與肝纖維化各期及S1期肝實質(zhì)T2值與S4期差異有統(tǒng)計學(xué)意義外，其余肝纖維化各期肝實質(zhì)T2值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，提示T2值可診斷有無肝纖維化，但無法評估肝纖維化分期，與CASSINOTTO等[8]的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)T2值與肝脂肪變性程度呈正相關(guān)，推測T2值不僅對炎癥和水腫比較敏感，還可定量評估肝細(xì)胞內(nèi)脂肪沉積量及范圍。

本研究的局限性：①為動物實驗，MR掃描過程中難以有效控制動物的呼吸運動，測量結(jié)果存在一定偏倚；②CCl4誘導(dǎo)大鼠肝纖維化過程中存在一定程度炎癥反應(yīng)，難以避免其對肝纖維化的影響。

綜上所述，MRT1 mapping可無創(chuàng)評估大鼠肝纖維化，T2 mapping可無創(chuàng)評估大鼠肝脂肪變性，有望為臨床診斷肝纖維化和肝脂肪變性提供新的影像學(xué)方法。