郭雅雯 王曉楠 曹宇 王瑞航 姚升娟 孫彤彤 倪紅艷

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染是我國慢性肝炎最常見病因，病毒復制破壞肝功能加速病情進展，嚴重者可能出現(xiàn)終末期肝病而危及生命。鐵代謝異?？烧T發(fā)肝臟鐵過載，導致氧化損傷和細胞死亡[1]；脂肪變性會進一步加重肝損害，影響抗病毒治療效果，甚至癌灶內脂肪含量與預后呈負相關[2-3]。因此，及時評估鐵和脂肪水平對臨床去鐵治療、糾正脂肪變性至關重要。MRI 多回波Dixon 序列是一種無創(chuàng)性評估脂肪含量和鐵含量的檢測技術，利用多峰模型實現(xiàn)水脂分離，可提高鐵定量和脂肪定量的準確性，測量的脂肪含量和鐵含量與肝臟穿刺結果具有高度一致性[4]。近年來，多回波Dixon 序列測得的R2*值常用于評估地中海貧血等病人的肝臟、心臟等臟器的鐵沉積程度，質子密度脂肪分數(shù)（proton density fat fraction,PDFF）則多用于對2 型糖尿病、非酒精性脂肪肝等病人進行肝臟的脂肪含量研究，但尚缺乏對HBV 所致慢性肝病病人鐵過載和脂肪變性的定量評估，而且鐵代謝與肝臟脂肪變性對其肝功能的影響也少有報道。因此，本研究旨在基于多回波Dixon 序列定量評估HBV相關慢性肝病病人肝鐵和脂肪的水平，并探討R2*、PDFF 的變化與肝功能損傷之間的關系，以更好地指導臨床決策。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020 年5 月—2021 年4 月在天津市第二人民醫(yī)院行釓塞酸二鈉（Gd-EOBDTPA）增強MRI 檢查的97 例HBV 所致慢性肝病病人，包括男69 例，女28 例，年齡28~72 歲，平均年齡（51.2±10.2）歲，體質量指數(shù)（BMI）18.36~27.59 kg/m2，平均（23.6±2.3）kg/m2。其中，12 例存在肝臟鐵沉積，10 例存在肝臟脂肪變性。納入標準：①乙肝表面抗原（HBsAg）陽性＞6 個月；②谷丙轉氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、γ-谷氨酰轉移酶（gamma-glutamyltransferase，γ-GT）等肝功能指標持續(xù)或反復升高；③接受過超聲造影或增強CT 檢查。排除標準：①合并其他類型的肝病，如丙型病毒感染、自身免疫性、酒精性等因素所導致的肝??；②肥胖（BMI≥28 kg/m2）、有高脂血癥、高血壓、糖尿病、代謝綜合征病史；③合并血液系統(tǒng)疾病，有既往輸血史；④肝癌破裂出血、病灶內含壞死、囊變及鈣化成分。根據(jù)臨床診斷標準，97 例病人有44 例肝硬化（liver cirrhosis,LC）、32 例肝細胞癌（hepatocellular carcinoma,HCC）及21 例慢性乙型肝炎（chronic hepatitis B,CHB）。同期另外納入年齡、性別和BMI 與病人組匹配的20 例正常對照者（normal control,NC），男15 例，女5 例，年齡33~68 歲，平均（49.7±14.4）歲，BMI 19.65~27.83 kg/m2，平均（23.7±1.8）kg/m2。NC 組的HBsAg 和丙型肝炎抗體（Hepatitis C virus-antibody，HCV-Ab）呈陰性，肝功能和腹部超聲檢查均未見異常。計算獲得所有LC（即LC 組和HCC 組）病人的Child Pugh 評分。

1.2 設備與方法 采用Siemens Skyra 3.0 T MRI 設備，18 通道表面相控陣體部線圈。所有研究對象在掃描前禁食禁水4 h 以上，掃描時采取仰臥位，頭先進，受檢者雙手置于身體兩側，掃描范圍從膈頂?shù)礁蜗戮墶Ｏ炔杉S容積內插水脂分離快速擾相（3D volumetric interpolated breath-hold examination qDixon，3D VIBE-qDixon）序列，掃描參數(shù)：TR 9.00 ms，TE 1.05、2.46、3.69、4.92、6.15、7.38 ms，F(xiàn)OV 450 mm×450 mm，翻轉角4°，層厚3.5 mm，層面內采集像素1.4 mm×1.4 mm，帶寬1 060 Hz，一次屏氣期間采集全肝信息，掃描時間為13 s。隨后按0.1 mL/kg體質量（相當于25 μmol/kg 體質量）注射Gd-EOBDTPA 對比劑（普美顯，德國拜耳醫(yī)藥公司，質量濃度181.43 mg/mL），注射流率1.0 mL/s；再以相同的流率注射生理鹽水30 mL。注藥后分別于25 s、60 s、90 s、3 min、5 min、20 min 進行肝動脈期、門靜脈期、肝靜脈期、冠狀移行期、移行期及肝膽期的肝臟多期動態(tài)掃描。

1.3 影像數(shù)據(jù)測量 由2 名中高年資（分別為9 年、22 年）放射科醫(yī)師在Syngo MR E11 工作站上分別在3D VIBE-qDixon 獲得的R2*、PDFF 后處理影像上勾畫興趣區(qū)（ROI），ROI 面積約為1 cm2。在8 個肝段上分別勾畫ROI，避開病灶、大血管和膽管，測量所有肝段的R2*和PDFF，取其平均值作為肝臟的R2*和PDFF。分別記錄2 名醫(yī)師的測量結果用于一致性分析，并取高年資醫(yī)師測量數(shù)據(jù)進行后續(xù)分析。對于HCC 病人，在病灶上勾畫單個ROI，ROI 面積約為1 cm2，避開壞死、鈣化及囊變成分，分別記錄R2*和PDFF。3.0 T 場強下R2*＞120 s-1視作鐵沉積[5-6]；PDFF＞5%表示存在脂肪變性[7]。

1.4 診斷和分組標準 參照《慢性乙型肝炎防治指南（2019 年版）》[8]和《肝臟影像報告及數(shù)據(jù)系統(tǒng)（LIRADS）（2018 年版）》[9]，根據(jù)病程進展的不同時期將病人分為3 組：①乙肝LC 組：MRI、CT、超聲至少2種檢查提示存在LC；②HCC 合并LC 組（簡稱HCC組），Gd-EOB-DTPA 增強MRI 考慮為HCC，并有增強CT 或超聲造影支持診斷的結節(jié)（直徑＞2 cm），LI-RADS 評分4~5 分，同時應符合標準①；③CHB組：不符合①②者。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 26.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。Kolmogorov-Smirnov 檢驗計量資料，符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標準差（x±s）表示，非正態(tài)分布的計量資料用中位數(shù)和四分位數(shù)[M（P25，P75）]表示。2 組間比較采用配對t 檢驗；多組間比較采用單因素方差分析（正態(tài)分布）或Kruskal-Wallis 檢驗（非正態(tài)分布），組間進一步兩兩比較采用Bonferroni法。計數(shù)資料以例表示，多組間比較采用χ2檢驗。采用組內相關系數(shù)（ICC）評估2 名觀測者測量結果的一致性，ICC＜0.4 表示一致性較差，0.4≤ICC≤0.75表示一致性中等，ICC＞0.75 表示一致性良好。采用Spearman 相關分析所有受試者肝臟R2*與PDFF 之間的相關性，以及所有LC（即LC 組和HCC 組）病人的Child-Pugh 評分與肝臟R2*、PDFF 之間的相關性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 4 組間的基本臨床資料比較 LC、HCC、CHB組分別有44 例、32 例和21 例病人，其中HCC 組共39 個病灶。4 組間性別、年齡、BMI 差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），詳見表1。

表1 4 組基本臨床資料比較

2.2 2 名觀測者測量結果的一致性分析 2 名觀測者測量的所有受試者肝臟及肝癌病灶處PDFF 和R2*值一致性良好（均ICC＞0.75），詳見表2。

表2 2 名觀測者測量PDFF 和R2*值的一致性分析 n=97

2.3 4 組間肝臟R2*、PDFF 的比較 4 組間肝臟R2*及PDFF 的差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），CHB組、LC 組和HCC 組肝臟的R2* 和PDFF 依次呈遞增趨勢。組間進一步兩兩比較顯示，LC 組、HCC 組的R2*均高于NC 組（均P＜0.05），HCC 組R2*高于CHB組（P＜0.05）；HCC 組PDFF 高于NC 組（P＜0.05）。其余2 組間R2*和PDFF 的差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），詳見表3。4 組受試者的多回波Dixon 序列影像見圖1、2。

圖1 肝臟最大層面及HCC 結節(jié)層面的PDFF 影像。A 圖，NC，女，45 歲，肝臟呈低信號，平均PDFF 為1.33%。B 圖，CHB，女，41 歲，肝臟呈低信號，平均PDFF 為2.80%。C 圖，LC，男，56 歲，肝臟呈低信號，平均PDFF 為3.18%。D 圖，HCC，男，57 歲，肝臟呈低信號，平均PDFF 為3.37%。肝癌結節(jié)與鄰近正常肝組織未見明顯差異。E 圖，LC，男，37 歲，肝臟脂肪變性，肝臟呈稍高信號，平均PDFF 為5.02%。

表3 4 組肝臟R2*及PDFF 值的比較

2.4 HCC 組病灶與鄰近正常肝組織R2* 和PDFF的比較 HCC 病人病灶處的R2*低于鄰近正常肝組織（P＜0.05），而兩者PDFF 的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表4。

表4 HCC 組病灶與鄰近正常肝組織R2*及PDFF 的比較

2.5 相關性分析 所有受試者的肝臟R2*與PDFF呈正相關（r=0.558，P＜0.05），LC 病人肝臟R2* 與Child-Pugh 評分呈正相關（r=0.336，P＜0.05），LC 病人肝臟PDFF 與Child-Pugh 評分無相關性（r=0.102，P＞0.05），見圖3。

圖3 肝臟R2*、PDFF 與Child-Pugh 評分相關性散點圖。A 圖，所有受試者的R2*和PDFF 的相關性散點圖。B、C 圖分別為LC 病人Child-Pugh 評分與肝臟R2*、PDFF 相關性散點圖。

3 討論

HBV 所致慢性肝病會合并出現(xiàn)鐵沉積和脂肪變性，本研究中的97 例病人中12 例出現(xiàn)肝臟鐵沉積，10 例出現(xiàn)肝臟脂肪變性。鐵和脂肪影響著肝病的進展和治療結局，因此通過R2*和PDFF 的測量對肝臟鐵濃度和脂肪含量的定量監(jiān)測可提供有效信息以輔助臨床診療。目前臨床上對肝臟鐵沉積程度的判斷局限于血清鐵蛋白的檢測和病理檢查，但血清鐵蛋白受炎癥、惡性腫瘤等因素影響，特異性差；而病理檢查采樣屬有創(chuàng)性，難以被病人接受。肝臟脂肪沉積的測定受限于超聲的主觀評價，肝臟CT值的測量雖可反映脂肪肝的程度，但受輻射影響，重復性較差。3D VIBE-qDixon 序列所測得的R2*和PDFF 具有很好的準確性和可重復性。但目前對我國較為高發(fā)的HBV 病毒感染病人的研究較少，也缺乏對病人肝臟鐵和脂肪含量與不同病理階段、肝損傷程度相關性的研究。因此，本研究對所納入的HBV 所致慢性肝病病人進行Gd-EOB-DTPA 增強MRI 檢查，采用T1WI、T2WI、T1抑脂、T2抑脂、擴散加權成像（DWI）等常規(guī)序列進行HCC 診斷，并對其他類型結節(jié)(如局灶性結節(jié)增生、肝腺瘤、血管瘤、肝硬化異形增生結節(jié)等)以及HCC 結節(jié)內出血、壞死囊變等成分進行鑒別。本研究基于6 個回波時間的3D VIBE-qDixon 序列采用多峰脂肪模型實現(xiàn)水脂分離，混合多步自適應擬合和高級校正算法，一次掃描即可得到同相位、反相位、水像、脂像、R2* 和PDFF 6 種影像。R2*是T2*的倒數(shù)，由于鐵的順磁性使T2值縮短，R2*與鐵濃度成正比；PDFF 是組織內三酰甘油質子密度與水和三酰甘油總質子密度的比值，代表組織的脂肪含量。既往研究[10-11]已證實，R2*和PDFF 對鐵沉積和脂肪變性診斷能力較強且與肝穿刺活檢結果高度一致；R2* 值和PDFF 不受炎癥或纖維化的影響，2 種定量指標也不會互相影響，僅當肝臟鐵沉積加重（R2*＞430 s-1）時影像信號迅速衰減，從而干擾PDFF 的測量。本研究中不存在重度鐵沉積病人，因此可認為測得的R2* 值和PDFF 真實可靠?？紤]到納入的病人病情程度不同，肝臟可能存在局灶性或彌漫性病理改變，本研究中勾畫ROI 時在8 個肝段上各取一個1 cm2左右的ROI，反映肝臟整體的信息，在此基礎上針對HCC病人的病灶勾畫單個ROI 來反映局灶性變化。

圖2 肝臟最大層面及HCC 結節(jié)層面的R2*影像。A 圖，NC，女，45 歲，肝臟呈低信號，平均R2*為45.02 s-1。B 圖，CHB，女，41 歲，肝臟呈低信號，平均R2*為68.81 s-1。C 圖，LC，男，56 歲，肝臟呈稍高信號，平均R2*為112.78 s-1。D 圖，HCC，男，57 歲，肝臟呈稍高信號，鄰近正常肝組織的R2*為84.17 s-1，勾畫的范圍為經(jīng)Gd-EOB-DTPA 增強MRI 和病理同時確診的肝癌結節(jié)，彩圖為其病理圖（HE，×400），部分組織肝板增厚，細胞排列紊亂，Hep-1 陽性，符合高分化HCC，其R2*為15.21 s-1。E 圖，LC，男，58 歲，肝臟鐵沉積，肝臟呈高信號，平均R2*為155.02 s-1。

本研究中CHB、LC 和HCC 3 組病人的肝臟R2*值呈遞增趨勢，LC 病人R2*與Child-Pugh 評分呈正相關，表明肝臟鐵含量在HBV 相關性肝病的發(fā)生中隨著疾病程度加重而增加，鐵負荷可能協(xié)助病毒加重肝功能損傷。HBV 感染者中血清鐵、鐵蛋白較正常者升高，轉鐵蛋白降低，提示HBV 與鐵代謝有著密切關系，病毒感染影響機體的鐵穩(wěn)態(tài)調控，HBV 病人鐵調素表達下調，炎癥刺激下促炎細胞因子上調鐵蛋白表達，共同作用下誘發(fā)鐵沉積[12]。Child-Pugh 評分反映LC 病人的肝細胞受損情況和功能狀態(tài)，分值越高，代表肝臟儲備功能越差。Gao等[13]分析318 例HBV 相關肝病病人的鐵代謝水平，發(fā)現(xiàn)血清鐵蛋白隨Child-Pugh 評分升高而升高，這與本研究結果一致。肝臟沉積的鐵促進氧化應激反應，激活肝星狀細胞誘發(fā)肝纖維化，對肝細胞的細胞膜和細胞核產(chǎn)生毒性，從而導致肝功能障礙，增加失代償期LC 以及肝癌等終末期肝病的風險。

本研究中HCC 組的肝臟PDFF 高于NC 組，LC病人PDFF 與Child-Pugh 評分無相關性。筆者推測HCC 組的PDFF 升高可能是由于HCC 代謝活躍，血供代償不足導致細胞乏氧，進而引起的脂肪變性。脂肪肝可由“非乙醇”因素(胰島素抵抗和代謝紊亂)與乙醇、基因3 型丙型肝炎病毒感染等因素引起。而HBV 與脂肪肝的關系至今仍存在爭議，如肝脂肪變性是病毒本身、代謝因素還是兩者共同作用所致，脂肪變性是否與HBV 感染病情進展互相作用。一些研究[14-15]發(fā)現(xiàn)肝細胞脂肪變性與年齡、BMI、血脂及血糖水平等宿主代謝因素有關，與HBV DNA水平和HBeAg 狀態(tài)無明顯相關性，甚至有研究[16]顯示HBV 病毒感染可降低非酒精性脂肪肝的風險；而在動物實驗中發(fā)現(xiàn)HBV 編碼的HBx 蛋白誘導肝細胞內脂質基因合成脂酶類的表達，還可干擾胰島素信號通路，這可能是引起肝細胞脂肪變性的分子機制[17]。

本研究結果顯示，HCC 病人病灶R2*顯著低于鄰近正常肝組織。有研究者[18]對HBV 陽性HCC 病人的術后標本行鐵染色分析，結果顯示癌灶未見鐵染色，鐵多沉積于癌周組織。鐵是細胞增殖的必需元素，參與新陳代謝的眾多環(huán)節(jié)，癌細胞迅速增殖導致旺盛的鐵需求可能是HCC 病人病灶鐵廓清的發(fā)生機制。本研究顯示病灶PDFF 與鄰近正常肝組織PDFF 相比差異無統(tǒng)計學意義，而Jiang 等[19]研究發(fā)現(xiàn)肝癌不同階段結節(jié)內脂肪成分先增加后減少?？梢姡驹诟伟┻M展中的作用目前尚無定論，有待進一步研究。

本研究中R2*值與PDFF 呈正相關。由于鐵過載會使活性氧增加，對于大分子，尤其是脂質分子進行氧化，脂質活性氧通過促進脂滴的形成從而引起肝臟脂肪變性。一項針對丙型病毒肝炎病人的研究[20]發(fā)現(xiàn)，部分研究對象同時表現(xiàn)出血清鐵指標升高和脂肪變性，且鐵蛋白與脂肪變性程度高度相關。因此，可以認為鐵和脂肪在對促進肝臟細胞損傷上具有協(xié)同作用，即超負荷的鐵元素能加快HBV復制，誘導脂質發(fā)生過氧化反應，其產(chǎn)物能夠刺激肝細胞膠原的合成，進而加重肝損傷。

本研究尚存一些局限性：①考慮到病人的接受度，只有少數(shù)病人行肝穿刺活檢，因此沒有基于病理診斷進一步區(qū)分肝纖維化組，缺乏MRI 參數(shù)與病理結果的對照；②每組樣本量不均。有待繼續(xù)擴充CHB 病人和HCC 病人的樣本量，總結鐵沉積和脂肪變性的變化規(guī)律，探尋脂肪在HCC 結節(jié)進展中的作用。

綜上所述，HBV 所致慢性肝病病人可出現(xiàn)肝臟鐵沉積和脂肪變性，肝臟鐵濃度和脂肪含量在疾病的不同階段存在差異，癌變病灶表現(xiàn)為肝臟富鐵背景下的乏鐵灶。