朱成誠(chéng) 綜述,丁世蘭 審校
(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬甘美醫(yī)院超聲科,云南 昆明 650000)
肝纖維化是指肝細(xì)胞受到慢性肝病影響,導(dǎo)致肝細(xì)胞外基質(zhì)在肝內(nèi)過(guò)度累積和異常分布,是肝細(xì)胞在反復(fù)受到損傷時(shí)的病理性過(guò)度修復(fù)反應(yīng)[1]。肝纖維化也是慢性肝病發(fā)展為肝硬化甚至是肝癌的重要危險(xiǎn)因素。有研究結(jié)果顯示,肝纖維化及部分肝硬化經(jīng)過(guò)有效治療后是可逆的[2-3]。因此,評(píng)估肝纖維化的嚴(yán)重程度對(duì)阻斷其進(jìn)一步發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。目前,臨床上明確診斷肝纖維化仍是依靠肝組織病理學(xué)檢查,常用的病理學(xué)分期標(biāo)準(zhǔn)包括Ishak評(píng)分[4]、METAVIR評(píng)分[5]及基于Scheuer 評(píng)分系統(tǒng)修訂的“北京標(biāo)準(zhǔn)”[6],將纖維化程度分為F0~F4期(METAVIR評(píng)分、北京標(biāo)準(zhǔn))和F0~F6期(Ishak評(píng)分),其中F0表示肝組織還未發(fā)生纖維化,F(xiàn)4或F6表示肝硬化。
肝組織病理學(xué)檢查屬于有創(chuàng)性檢查,術(shù)后約0.3%患者出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥,穿刺標(biāo)本也僅占全肝約1/50 000,存在取樣誤差,而且病理切片觀察者內(nèi)和觀察者間也存在較大變異性[1],部分慢性肝病患者需要進(jìn)行多次肝組織活檢以監(jiān)測(cè)病變的發(fā)展。此外,有研究結(jié)果顯示,對(duì)顯著肝纖維化(≥F2期)患者進(jìn)行肝組織活檢可能增加發(fā)展為肝硬化的風(fēng)險(xiǎn)[7]。超聲彈性成像技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速,作為評(píng)估組織硬度的超聲新技術(shù),已經(jīng)成為一種定量成像方式用于無(wú)創(chuàng)評(píng)估肝纖維化。本文將對(duì)超聲彈性成像技術(shù)對(duì)不同病因的肝纖維化中的診斷效能及不足進(jìn)行綜述。
目前,超聲彈性成像包括應(yīng)變彈性成像(SE)和剪切波彈性成像(SWE),SE依賴人為施加壓力使組織產(chǎn)生形變,將其形變前后的差異用作評(píng)估組織硬度的檢查手段[8],因此用于評(píng)估肝纖維化少見(jiàn),更常用于淺表組織。SWE可細(xì)分為瞬時(shí)彈性成像(TE)、點(diǎn)剪切波彈性成像(pSWE)和實(shí)時(shí)二維彈性成像(2D-SWE)。本文綜述將詳細(xì)闡述剪切波彈性成像在各種病因?qū)е赂卫w維化的研究及臨床應(yīng)用進(jìn)展。
1.1TE TE技術(shù)是否應(yīng)用于肝臟的研究早在2003年就已開(kāi)始,目前TE技術(shù)應(yīng)用于肝纖維化評(píng)估已經(jīng)較為成熟,主要運(yùn)用于FibroScan檢測(cè)儀。其原理是通過(guò)探頭產(chǎn)生機(jī)械激動(dòng)向肝臟傳導(dǎo)剪切波脈沖,并垂直收集剪切波脈沖在肝臟內(nèi)部傳導(dǎo)的速度等信息,從而反映肝臟硬度,以彈性模量值(kPa)表示。研究表明,TE在中-重度乙型肝炎、丙型肝炎等慢性肝病纖維化診斷中準(zhǔn)確度較高,且對(duì)中度肝纖維化的診斷敏感度和特異度良好[9]。TE作為評(píng)估肝臟纖維化程度的無(wú)創(chuàng)檢查方法之一,已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外臨床廣泛認(rèn)可并普遍應(yīng)用,其對(duì)肝纖維化分期的診斷效能已經(jīng)獲得臨床認(rèn)可[10-12]。然而,近年來(lái)也有學(xué)者提出,TE需要專業(yè)的FibroScan檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè),缺少二維圖像指導(dǎo)從而無(wú)法準(zhǔn)確定位檢查部位[13],而且只能檢測(cè)肝右葉而無(wú)法檢測(cè)肝左葉。
1.2pSWE pSWE原理是通過(guò)聲脈沖輻射力產(chǎn)生單個(gè)剪切波,通過(guò)傳感器聚焦在肝臟,同時(shí)檢測(cè)剪切波傳播速度反映肝臟的硬度[13]。pSWE是在二維超聲的基礎(chǔ)上對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行檢測(cè),可以實(shí)時(shí)顯示肝臟組織,能避開(kāi)血管、肋骨陰影、膽管和膽囊等區(qū)域。肝臟硬度以剪切波速度(m/s)或轉(zhuǎn)換為彈性模量值(kPa)表示,其速度越快,即彈性模量值越大,表示肝組織硬度越大。
1.32D-SWE 2D-SWE相對(duì)于pSWE是一種新型的剪切波彈性成像技術(shù),其原理是探頭產(chǎn)生多個(gè)局部聲脈沖輻射力,使沿聲軸方向不同深度的組織同時(shí)發(fā)生位移,在肝內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生的多個(gè)剪切波形成類圓柱形的剪切波錐剪,即“馬赫錐”現(xiàn)象,并由超高速成像技術(shù)捕捉剪切波,通過(guò)彩色編碼技術(shù)實(shí)時(shí)反映組織彈性,肝臟硬度多以楊氏模量值(kPa)表示[13],組織越硬,其楊氏模量值就越大。
歐洲生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)會(huì)聯(lián)盟(EFSUMB) 在《肝臟超聲彈性成像的臨床應(yīng)用指南(2017年)》[11]中提出:TE在健康人群的楊氏模量值范圍為4.4~5.5 kPa,通常男性肝臟彈性值(LSM)大于女性,其測(cè)值可能會(huì)受到脂肪變性的影響,而與年齡無(wú)關(guān);pSWE在健康人群中的參考范圍為1.01~1.59 m/s,但在另外相當(dāng)部分研究結(jié)果也提出參考范圍為1.07~1.16 m/s,除個(gè)別研究外,其他研究均認(rèn)為無(wú)性別差異,與體重指數(shù)(BMI)亦無(wú)明顯相關(guān)性;2D-SWE在健康人群的LSM范圍為4.5~5.5 kPa,也認(rèn)為男性比女性有更高的LSM。健康人群的LSM可能超過(guò)參考范圍,但若是受檢者LSM處于正常范圍內(nèi),且無(wú)其他臨床或?qū)嶒?yàn)室肝纖維化證據(jù),則可以大概率排除顯著肝纖維化可能。
3.1病毒性肝炎 我國(guó)仍是病毒性肝炎的高發(fā)國(guó)家,僅2020年病毒性肝炎的發(fā)病例數(shù)就超過(guò)110萬(wàn)人[12-14]。其中乙型肝炎(HBV)和丙型肝炎(HCV)表現(xiàn)為慢性肝炎,極易發(fā)展為肝硬化,甚至是肝癌,及時(shí)的抗病毒治療具有重要臨床意義,評(píng)估肝纖維化程度是進(jìn)行抗病毒治療和判斷疾病預(yù)后的重要指標(biāo)之一[15]。目前,關(guān)于病毒性肝炎肝纖維化的研究較多且臨床應(yīng)用相對(duì)成熟,歐洲肝病協(xié)會(huì)[11]及中華醫(yī)學(xué)會(huì)肝病學(xué)分會(huì)[1]發(fā)表的臨床指南中均建議將TE作為評(píng)估肝纖維化程度的非侵入性檢查方式。
TE在測(cè)量HBV患者LSM時(shí),谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和總膽紅素(TBil)的異常將會(huì)引起LSM水平的升高,因此TE臨床應(yīng)用共識(shí)專家委員會(huì)建議[16]:對(duì)于HBV患者,在AST及TBil正常的情況下,TE確定顯著肝纖維化(≥F2)的LSM為7.0~8.5 kPa,敏感度和特異度分別是76%、82%,確定肝硬化(=F4)的LSM 為11.0~14.0 kPa,敏感度和特異度分別是86%、87%;對(duì)于HCV患者,確定大于或等于F2期肝纖維化的LSM為7.0~8.5 kPa,敏感度和特異度分別是79%、83%,確定F4期肝纖維化的LSM 為11.0~14.0 kPa,敏感度和特異度分別是89%、91%。2項(xiàng)meta分析表明TE在HBV患者中具有良好的診斷效能,TE預(yù)測(cè)大于或等于F2期肝纖維化的平均曲線下面積(AUROC)分別為0.88[17]、0.82[18];預(yù)測(cè)F4期肝纖維化的平均AUROC分別為0.93[17]、0.91[18],由此可見(jiàn),TE對(duì)于肝硬化的診斷效能明顯優(yōu)于顯著肝纖維化;其中一項(xiàng)meta分析[19]建議:≥F2期肝纖維化的臨界值設(shè)為5.8~8.8 kPa,其敏感度與特異度為81%、82%,F(xiàn)4期的臨界值設(shè)為9.0~16.9 kPa,敏感度和特異度為86%、88%。
在pSWE和2D-SWE方面的研究相對(duì)較少,現(xiàn)有的研究已經(jīng)顯示2種方式在檢測(cè)肝顯著纖維化和肝硬化方面均具有良好的診斷效能。BUCSICS等[19]使用pSWE對(duì)慢性病毒性肝炎患者進(jìn)行診斷研究,得到大于或等于F2期肝纖維化的AUROC為0.843,臨界值為6.68 kPa,敏感度80.7%,特異度70.4%,F(xiàn)4期肝纖維化的AUROC為0.933,臨界值為11.28 kPa,敏感度86.0%,特異度60.5%。UDOMPAPN等[20]對(duì)慢性病毒性肝炎患者分別進(jìn)行了 TE、pSWE 檢測(cè),并與肝組織病理學(xué)檢查進(jìn)行對(duì)比研究,在診斷大于或等于F2期肝纖維化時(shí),TE與pSWE的AUROC分別為0.771、0.700,在診斷F4期肝纖維化時(shí),TE與pSWE的AUROC分別為0.974、0.929,雖然結(jié)果表明TE(r= 0.71,P<0.001)、pSWE(r=0.61,P<0.001)與肝纖維化分級(jí)均具有明顯相關(guān)性,但TE對(duì)于大于或等于F2期肝纖維化和F4期肝纖維化的診斷效能均優(yōu)于pSWE。
中華醫(yī)學(xué)會(huì)超聲醫(yī)學(xué)分會(huì)[21]進(jìn)行多中心研究后發(fā)現(xiàn):對(duì)于HBV患者,2D-SWE的診斷效能與TE相當(dāng)甚至更高,建議大于或等于F2期肝纖維化的臨界值為7.1~7.6 kPa,敏感度為84.7%~92.0%,特異度為74.3%~92.1%,F(xiàn)4期肝纖維化的臨界值為10.1~11.7 kPa,敏感度為84.8%~97.4%,特異度為89.7%~94.6%。HERRMANN等[22]將 TE和2D-SWE分別應(yīng)用于病毒性肝炎患者并進(jìn)行比較,也認(rèn)為2D-SWE較TE具有更高的診斷效能,2種方式診斷肝大于或等于F2期肝纖維化的 AUROC 分別為 0.863、0.906,診斷F4期肝纖維化的AUROC分別為0.929、0.955。ZHOU等[23]則將71項(xiàng)研究共11 345例患者納入meta分析,對(duì)2D-SWE與pSWE進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn),2D-SWE和pSWE對(duì)肝大于或等于F2期肝纖維化的合并敏感度之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(84%vs.76%,P<0.001),在F4期肝纖維化時(shí),2D-SWE和pSWE之間的合并敏感度之間則無(wú)明顯差異性(89%vs.85%,P=0.090);在合并特異性方面;2D-SWE和pSWE在對(duì)大于或等于F2期纖維化(81%vs.79%,P=0.753)和F4期(87%vs.84%,P=0.294)均無(wú)顯著差異;因此認(rèn)為在大于或等于F2期肝纖維化時(shí)2D-SWE的診斷效能優(yōu)于pSWE。
此外,有研究顯示,TE易受到皮下脂肪厚度及腹水的影響,pSWE和2D-SWE比TE具有更高的成功率[24-25],而且2D-SW和pSWE可以實(shí)時(shí)顯示肝臟解剖,從而避開(kāi)血管、膽管等結(jié)構(gòu),確定評(píng)估時(shí)的深度,增加可重復(fù)性,避免影響診斷效能和檢測(cè)結(jié)果的可靠性[26],但現(xiàn)有研究表明TE對(duì)病毒性肝炎肝纖維化患者的診斷效能優(yōu)于pSWE,雖然2D-SWE診斷效能優(yōu)于TE,但目前相關(guān)研究樣本量仍然較少,還需要更進(jìn)一步驗(yàn)證。
3.2非酒精性脂肪性肝病(NAFLD) NAFLD可以分為2類:簡(jiǎn)單脂肪變性(NAFL)和非酒精性脂肪性肝炎(NASH),前者是指無(wú)炎性反應(yīng)的肝過(guò)量脂肪累積,后者則是指伴有炎性反應(yīng)的肝過(guò)量脂肪累積,并造成組織損傷、肝纖維化和肝硬化[27]。歐洲肝病協(xié)會(huì)建議應(yīng)該對(duì)NAFLD患者進(jìn)行肝纖維化篩查[15],目前大量研究已經(jīng)表明TE、pSWE和2D-SWE在評(píng)估NAFLD患者肝纖維化方面均具有較好的診斷效能。
一項(xiàng)關(guān)于TE和pSWE對(duì)于NAFLD患者肝纖維化診斷效能的meta分析(9項(xiàng)pSWE研究,982例患者,11項(xiàng)TE研究中1 753例患者)顯示[25]:TE對(duì)于檢測(cè)大于或等于F2期肝纖維化、大于或等于F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的ROC下AU分別為0.85、0.92和0.94,合并敏感度分別為77%、79%和90%,合并特異度分別為80%、89%和91%;pSWE對(duì)于檢測(cè)大于或等于F2期肝纖維化、≥F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的AUROC分別為0.86、0.94和0.95,合并敏感度分別為70%、88%和89%,合并特異度分別為84%、88%和91%;表明pSWE和TE對(duì)NAFLD患者進(jìn)行肝纖維化分期均具有良好的診斷效能,尤其對(duì)于大于或等于F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的患者。然而LEONG等[28]則認(rèn)為TE在大于或等于F2期肝纖維化和大于或等于F3期肝纖維化的診斷效能明顯優(yōu)于pSWE,他們對(duì)100例NAFLD患者分別進(jìn)行TE和pSWE檢查后發(fā)現(xiàn),TE診斷大于或等于F1期肝纖維化、≥F2期肝纖維化、≥F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的ROC下AU分別為0.89、0.83、0.83和0.89,pSWE對(duì)應(yīng)的ROC下AU分別為0.80、0.72、0.69和0.79。目前,關(guān)于2D-SWE對(duì)NAFLD的診斷效能的研究相對(duì)較少,一項(xiàng)對(duì)pSWE和2D-SWE的診斷效能進(jìn)行比較的初步研究表明,2D-SWE在診斷大于或等于F2期肝纖維化的準(zhǔn)確性優(yōu)于pSWE(P=0.004)[29]。CASSINOTTO等[30]則是將進(jìn)行過(guò)TE與2D-SWE檢查的NAFLD患者進(jìn)行回顧性分析,發(fā)現(xiàn)2D-SWE與TE在診斷大于或等于F3期肝纖維化時(shí)具有相似的準(zhǔn)確性。
3.3酒精性肝病(ALD) ALD根據(jù)其是否發(fā)生炎性反應(yīng)和纖維化,可以分為單純性脂肪、酒精性肝炎、肝纖維化乃至肝硬化[31]。關(guān)于TE診斷ALD患者纖維化的meta分析顯示,≥F3期肝纖維化的臨界值約為9.5 kPa,合并敏感度為92%,合并特異度為70%(包含8項(xiàng)研究);F4期的臨界值約為 12.5 kPa,合并敏感度為95%,合并特異度為71%(包含7項(xiàng)研究),認(rèn)為TE在排除大于或等于F3期肝纖維化和F4期肝纖維化方面是可靠的,對(duì)較輕程度的肝纖維化(≤F2期)的診斷是不確定的。后續(xù)VOICAN等[32]則使用TE對(duì)217例ALD患者進(jìn)行研究分析,也得到相似的結(jié)論,結(jié)果表示TE值與肝纖維化程度(r=0.73;P<0.000 1)明顯相關(guān),診斷大于或等于F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的ROC下AU分別為0.90和0.93,且TE的診斷效能與TE聯(lián)合血清學(xué)的診斷效能之間無(wú)明顯差異。CHO等[33]使用pSWE對(duì)251例ALD患者進(jìn)行研究表明,肝彈性值隨著肝纖維化分期的增高而增加(P<0.000 1);他們認(rèn)為,用于診斷大于或等于F2期肝纖維化、≥F3期肝纖維化和F4期肝纖維化的ROC下AU分別為:0.93(臨界值:1.46 m/s)、0.90(臨界值:1.47 m/s)和0.91(臨界值:1.66 m/s),診斷效能均明顯優(yōu)于血清學(xué)檢查,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。截至目前,關(guān)于2D-SWE對(duì)ALD的診斷效能的研究少見(jiàn),THIELE等[34]進(jìn)行單中心研究,將TE與2D-SWE進(jìn)行比較,根據(jù)Ishak評(píng)分系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)兩者對(duì)顯著纖維化(Ishak評(píng)分大于或等于3分)和肝硬化(Ishak評(píng)分大于或等于5分) 的診斷效能無(wú)顯著差異。
現(xiàn)有大量研究顯示,炎性反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致ALD患者的肝臟硬度增加,從而導(dǎo)致假陽(yáng)性,當(dāng)AST>100 IU/L時(shí),相同纖維化程度的ALD患者肝臟硬度顯著升高[33-36]。另外,BARDOU-JACQUET等[37]和MUELLER等[38]表示大量飲酒將會(huì)明顯增加肝臟硬度值,而酒精戒掉后則會(huì)顯著降低肝臟硬度值,這表明肝彈性成像是潛在的檢測(cè)患者是否遵守禁酒醫(yī)囑的客觀指標(biāo)之一。
3.4自身免疫性肝病(AILD) AILD是因自身免疫功能紊亂導(dǎo)致肝臟組織損傷、肝纖維化和肝硬化的病變。但是關(guān)于檢測(cè)肝彈性成像對(duì)于AILD患者肝纖維化分期準(zhǔn)確性的文獻(xiàn)報(bào)道較少。一項(xiàng)包含11項(xiàng)研究報(bào)道1 041例AILD患者的meta分析顯示[39],TE診斷肝顯著纖維化的ROC下AU、合并敏感度、合并特異度分別為91%、81%、87%,診斷嚴(yán)重肝纖維化的ROC下AU、合并敏感度、合并特異度分別為92%、81%、90%,診斷肝硬化的ROC下AU、合并敏感度和特異度分別為96%、87%、93%;可見(jiàn)TE對(duì)AILD患者在顯著肝纖維化、嚴(yán)重肝纖維化和肝硬化的診斷效能是可觀的。PARK等[40]對(duì)102例AILD患者進(jìn)行pSWE檢查,使用病理檢查作為參考,使用pSWE評(píng)估纖維化分期的診斷效能優(yōu)于已建立的血清學(xué)指標(biāo)(APRI和FIB-4)。YANG等[41]回顧性研究2D-SWE對(duì)AILD患者纖維化診斷的準(zhǔn)確性,得到了相似的結(jié)論,2D-SWE不僅對(duì)肝纖維化分期具有較好的診斷效能,各個(gè)分期遠(yuǎn)均高于APRI和FIB-4,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
肝臟彈性值會(huì)受到諸多因素的影響,可能使相同纖維化程度的患者表現(xiàn)出截然不同的LSM,導(dǎo)致研究結(jié)果不可靠。研究顯示,進(jìn)食、運(yùn)動(dòng)[42]、轉(zhuǎn)氨酶水平升高[43]均可以引起LSM變化。雖已明確脂肪變性可以導(dǎo)致剪切波衰減,但是否對(duì)肝彈性值造成影響仍然存在爭(zhēng)議[44],這對(duì)于研究超聲彈性成像對(duì)NAFLD和ALD患者的診斷效能是十分重要的。肝臟的充血狀態(tài)也對(duì)LSM也有很大影響[45]。國(guó)外學(xué)者在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),中心靜脈壓與LSM具有相關(guān)性,用LSM評(píng)估肝臟纖維化程度時(shí)應(yīng)考慮肝臟充血狀態(tài)[46]。有研究表明,大多數(shù)急性充血性心力衰竭患者的肝臟LSM較高,因此對(duì)于布加綜合征、心力衰竭等患者應(yīng)考慮肝臟充血狀態(tài)對(duì)LSM的影響[47-48]。目前,關(guān)于超聲彈性成像診斷效能影響因素的研究樣本量較少,還需要更大樣本量、多中心研究進(jìn)行驗(yàn)證。上述研究顯示,對(duì)于不同的病因,肝纖維化分期的臨界值可能不同,但目前研究的樣本大多數(shù)為混合病因或?yàn)椴《拘愿窝谆颊?,?duì)NAFLD、ALD、AILD進(jìn)行的研究相對(duì)較少。指南也提出,不同的技術(shù)、不同設(shè)備、不同的病因需要制定不同的臨界值,且單一的臨界值并不能同時(shí)兼顧敏感度和特異度,對(duì)于使用時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。由于肝左葉容易受到心臟搏動(dòng)的影響,因此,大多數(shù)研究選擇肝右葉進(jìn)行測(cè)量[49]?,F(xiàn)有指南與共識(shí)也建議同一位置進(jìn)行3~5次測(cè)量,取中位數(shù)。相關(guān)研究也表明,初學(xué)者經(jīng)過(guò)至少50例操作練習(xí)后,具有很好的操作者內(nèi)和操作者間的重復(fù)性,組間相關(guān)系數(shù)(ICC)均在0.9以上,肝臟的檢測(cè)成功率可達(dá)99.2%、97.5%[50]。
超聲彈性成像是一種經(jīng)濟(jì)有效且評(píng)估各種病因?qū)е赂卫w維化程度的非侵入性檢查方法,擴(kuò)大了現(xiàn)有超聲醫(yī)學(xué)在臨床診斷的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外關(guān)于肝纖維化的超聲彈性成像的研究多以pSWE和2D-SWE為主,雖然不同彈性成像技術(shù)的影響因素仍然存在一定爭(zhēng)議,但超聲彈性成像對(duì)顯著肝纖維化和肝硬化的診斷效能均優(yōu)于血清學(xué)指標(biāo)(APRI和FIB-4)。對(duì)于不同病因的纖維化程度臨界值的建立,還需要控制病因,以病理結(jié)果為參照進(jìn)行更進(jìn)一步研究。希望通過(guò)更多的研究分析,將剪切波彈性成像技術(shù)運(yùn)用于評(píng)估肝硬化代償期肝臟硬度,指導(dǎo)臨床治療,并為今后肝臟纖維化評(píng)估提供一種新的無(wú)創(chuàng)方法。