剪切波弹性成像评估大鼠非酒精性脂肪肝病肝纤维化程度

周 琴 郭海欣 李靖云 张少波 陈永健 吕国荣

对于慢性肝功能不全的患者，准确评估肝纤维化程度具有重要意义。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是新近应用于临床的弹性成像技术，其能在二维超声图像的引导下实时、定量、直观地评价肝脏硬度。目前应用SWE 技术评估非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）肝纤维化的相关研究尚少。本实验应用SWE技术检测不同纤维化分期的NAFLD 大鼠肝脏的杨氏模量平均值（Emean）并分析其诊断效能，旨在为临床无创性评估肝纤维化提供参考。

材料与方法

一、实验动物及模型制备

选取体质量250～270 g 的健康雄性SD 大鼠88 只［由浙江省实验动物中心提供，许可证号SCXK（浙）2014-0001］，将其随机分为对照组（40 只）和实验组（48 只）。对照组采用普通饲喂（购自上海斯莱克实验动物有限责任公司）。实验组采用蛋氨酸/胆碱缺乏饲料（MCDD，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司）和高脂饲料［HFD，购自北京华阜康生物科技股份有限公司，其成分为2%胆固醇+15%猪油+5%蛋黄粉+0.5%胆盐+2%白糖+75.5%普通基础颗粒饲料］。具体喂养方式和时间见图1。

图1 实验动物模型建立（MCDD：蛋氨酸/胆碱缺乏饲料；HFD：高脂饲料；CCl4：四氯化碳）

二、仪器与方法

1.SWE 检查：使用法国声科Supersonic Imagine Aixplorer 彩色多普勒超声诊断仪，线阵探头，频率4～15 MHz；配备SWE 功能。分别于第1、2、3、8、12 周末随机抽取对照组大鼠8 只，与预定喂养周期结束的实验组大鼠进行SWE 检测。检查前实验动物均空腹10 h，麻醉后肝区备皮，启用SWE 模式，统一选取肝中叶避开肝脏大血管、胆道和叶间裂的区域，于距离体表1.0 cm 处选择感兴趣区域（ROI），ROI 设定为直径约2 mm 的圆形，开启Q-BOX 测量ROI 的Emean，测量5 次，取其均值。

2.病理学检测：SWE 检查完成后处死大鼠，取肝中叶固定于10%中性福尔马林，包埋后切片行HE 染色、Masson 染色。病理学诊断参考Kleiner 等［1］的方法进行肝纤维化分期：F0 期，无纤维化；F1 期，窦周或门静脉周围纤维化；F2 期，窦周和门静脉/门静脉周围纤维化；F3期，桥接纤维化；F4期，肝硬化。

三、统计学处理

结 果

一、病理结果

对照组和HFD-1W 组大鼠肝脏均无纤维化形成（F0期）；MCDD-2W组中F0期2只，F2期6只；HFD-3W组中F0期2只，F1期6只；MCDD-8W组和MCDD-12W组大鼠均为F3 期；MCDD-12W/CCl4组 中F3 期2 只，F4 期6 只。本 实 验 最 终 获 取F0 期52 只，F1 期6 只，F2期6只，F3期18只，F4期6只；考虑建模成功。

二、肝脏Emean与肝纤维化分期的关系

F0 期、F1 期、F2 期、F3 期、F4 期Emean 分别为（5.46±0.37）kPa、（6.28±0.33）kPa、（6.42±0.41）kPa、（9.01±0.95）kPa 和（15.88±2.49）kPa，不同肝纤维化分期Emean 比较差异有统计学意义（F=25.5，P＜0.05）；除F1 期与F2 期比较差异无统计学意义外，其余任意两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见图2。所有大鼠肝脏Emean 与肝纤维化程度呈显著正相关（r=0.82，P＜0.001）。

三、ROC曲线分析

SWE 诊断≥F1、≥F2、≥F3、F4 期的ROC 曲线下面积分别为0.87、0.89、0.93、0.98。肝脏Emean 对大鼠NAFLD肝纤维化的诊断效能见表1和图3。

表1 肝脏Emean对大鼠NAFLD肝纤维化分期的诊断效能

图2 大鼠NAFLD肝纤维化分期SWE图

图3 SWE诊断大鼠NAFLD肝纤维化分期的ROC曲线图

讨 论

NAFLD 是我国第一大慢性肝病［2］，肥胖是其主要因素。MCDD 模型是制备NAFLD 的经典模型［3］，但由于其炎症的迅速发展难以产生单纯脂肪变性，且诱发肝硬化所需的时间长，故Fan和Qiao［4］通过HFD饲喂和腹腔注射CCl4克服这些缺陷，从而构建与NAFLD 患者组织病理学特点相似的动物模型。经本实验验证，该建模方法安全有效，可成功构建NAFLD大鼠模型。慢性肝病的治疗和预后在很大程度上取决于肝纤维化的程度和进展，因此，准确评估纤维化程度是治疗慢性肝病的重要环节［5］。目前，肝活检仍是确诊肝脏纤维化程度的金标准，但其具有有创性及抽样误差所致的不准确性，在临床上不能广泛开展。因此，非侵入性检查在评估肝纤维化中的重要性越来越受到重视。

本实验应用的SWE 技术是一种新型超声成像技术，可定量评估肝脏硬度。其原理是通过发射高速聚焦的声辐射力脉冲在纵向不同深度上连续聚焦，使不同深度的组织几乎同时产生横向位移，通过“马赫锥”原理，在聚焦部位产生剪切波，随后应用颜色编码技术实时显示组织弹性图。以往国内外有众多研究［6-8］报道了SWE 在评估慢性肝炎患者肝纤维化方面的高诊断性能，但用其评估NAFLD 肝纤维化的研究较少。对于NAFLD 进展而来的肝纤维化，SWE 技术是否同样具有高诊断效能值得进一步探讨。本实验建立了不同肝纤维化分期的NAFLD 大鼠模型，旨在探讨SWE技术对大鼠NAFLD肝纤维化程度的诊断效能。

本实验结果表明，肝脏Emean 与肝纤维化程度有较好的相关性（r=0.82，P＜0.001），肝脏Emean 随着纤维化程度加重而升高，与Kazemirad 等［9］研究结论一致。进一步分析发现不同纤维化分期的Emean 值比较差异有统计学意义（F=25.5，P＜0.05），除F1期与F2期肝脏Emean 比较差异无统计学意义外，其余任意两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。说明Emean值可在一定程度上反映肝纤维化严重程度的特征，提示SWE 技术可用于NAFLD 肝纤维化程度的评估，但对于轻度肝纤维化的评估存在一定的局限。本实验结果还显示，肝脏Emean提示诊断≥F1期、≥F2期、≥F3期、F4期的截断值分别为6.3 kPa、7.4 kPa、8.6 kPa、9.7 kPa，且对应的曲线下面积分别为0.87、0.89、0.93、0.98，表明SWE 技术评估NAFLD 肝纤维化程度同样具有较好的诊断效能。

综上所述，SWE 技术可有效评估大鼠NAFLD 肝纤维化程度，具有一定的临床应用价值。