超声剪切波组织定量技术在IgA肾病牛津分型中的应用

谢青， 吴洁， 牟怡， 段庆红**

(1.贵州医科大学附属肿瘤医院 影像科， 贵州 贵阳 550000； 2.贵州省人民医院 超声科， 贵州 贵阳 550000)

IgA肾病(igA nephropathy，IgAN)于1968 年由Berger 和Hinglais[1]首次报道，是以呈颗粒状或团块状的单纯IgA 或以IgA 为主的免疫球蛋白伴补体C沉积于肾小球系膜区的一种临床病理综合征，迄今为止，其发病机制尚不完全清楚。IgAN 在中国患病率高，约占原发性肾小球肾炎的45.26%～58.2%[2-3]，普遍开展的肾穿刺活检发现IgAN的预后并不理想[4]。目前，IgAN是我国尿毒症患者的主要原发病[5]。鉴于IgAN是一个进展的肾脏疾病，发病率高且预后不良，因此早期诊断与及时的病情评估对延缓疾病进展显得尤为重要。目前，临床上确诊IgAN仅能倚靠肾脏病理组织学检查，但该检查方式属于有创检查，针对肾组织病理变化的过程无法做到及时有效地评估[6]；同时临床常用的各项检查方式均存在一定程度上的局限性[7-8]。弹性成像的出现打破了对传统医学影像学的定位，由定性向定量、形态学向功能学发展及转变，将超声与病理以及生物力学联系起来，为临床诊断提供了一个全新的思路与方法。超声剪切波组织定量技术(elasto point quantification，Elasto PQ)通过测量组织的剪切波速度(shear wave velocity，SWV)，定量的反映组织的弹性状况，为临床提供新的评估参数。杨氏模量值能够提供组织硬度的绝对值，并且在某些层面上有助于对疾病的评估，运用最广泛的主要体现在肝纤维化的诊断。目前关于Elasto PQ运用于IgAN中的研究相对较少[9]，本次研究应用Elasto PQ测量IgAN肾皮质弹性的杨氏模量值，探讨针对IgAN牛津分型中的病理改变，评估Elasto PQ的应用价值。

1 临床资料与方法

1.1 临床资料

收集2017年1月-12月行肾脏组织学病理活检术确诊为IgAN的患者65例，其中男36例、女29例，平均(38.64±11.60)岁。剔除标准：一般情况差不能配合检查者，肾脏穿刺后血肿者，肾脏内多发结石、肾脏积水者，重度腹水者，肾脏占位病变者。

1.2 方法

1.2.1超声检查方法 使用Philips EPIQ5彩色超声诊断仪，选择腹部探头C5-1，频率为5～1 MHz，该探头配置Elasto PQ技术。超声检查与肾脏穿刺活检术间隔时间均在1周内。患者取左侧卧位，固定探头方向与肾脏的最大长轴切面保持垂直，选择Elasto模式，严格控制取样框与皮肤的距离在6 cm以内，将取样框置于肾脏中部皮质；嘱患者屏住呼吸，待图像稳定后，按measure键，获得患者的杨氏模量值(图1)，同一患者同一部位重复测量5次有效值，并取平均值记录，单位为kPa。

图1 肾脏皮质的杨氏模量值Fig.1 Young's of the renal cortical modulus value

1.2.2肾脏穿刺活检术 患者取俯卧位，充分暴露患者的腰背部。常规消毒铺洞巾，超声引导下定位右肾下极，2%利多卡因5 mL局部浸润麻醉，用巴德16G组织切割式活检针对患者进行取材。低温下放入固定液中送病理检查。严格把控每一例穿刺患者的禁忌症。

1.2.3病理学分析方法 穿刺获得的肾组织使用石蜡包埋后、连续切片，切片厚度约2～3 μm、HE染色，光镜观察，穿刺成功的标准为肾小球数目为10个以上，同时分别作Masson染色、PASM染色及PAS染色。

1.3 观察指标

将入组患者肾脏穿刺活检取材的标本进行病理学分析。采用2009年公布的牛津分型(Oxford分型)[10]对IgAN进行分型，病根据分型分为M0组、M1组、E0组、E1组、S0组、S1组、T0组、T1组及T2组。分型标准：(1)系膜细胞增生(mesangial hypercellularity，M)分为M0和M1，M1指50%肾小球系膜区超过3个系膜细胞；(2)毛细血管内细胞增生(endocapillary hypercellularity，E)分为E0、E1，即有或无；(3)节段性硬化或黏连(segmental sclerosis or adhesion，S)分为S0、S1，即有或无；(4)肾小管萎缩或间质纤维化(tubular atrophy or renal interstitial fibrosis，T)分为T0、T1、T2，T0指≤25%，T1指>25%～50%，T2指>50%。各组患者年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1，表2。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 M、E、S病变组的杨氏模量值

M0与M1组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)；E0与E1组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。S0与S1组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 M、E及S病变组的杨氏模量值Tab.1 Difference comparison of Young's modulus in groups of M，E and S

2.2 肾小管萎缩或肾间质纤维化病变

T0与T1、T0与T2组间比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，T1与T2组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 T病变各组的杨氏模量值Tab.2 Difference comparison of Young'smodulus in groups of T

注：(1)与T0组比较，P<0.05。

2.3 65例IgAN牛津分型中T病变的分布

如图2所示，T0组患者33例，PASM染色后可见肾小管上皮空泡及颗粒变性，小灶状萎缩，呈红色；间质纤维组织少量增生，呈淡红色，亦可见呈蓝色的小灶状淋巴细胞浸润，病变范围局限在25%以内；T1组患者19例，PASM染色后可见肾小管上皮细胞呈中度萎缩及变性，间质纤维化的病变范围增加，超过25%但局限于50%以内；T2组患者13例，PASM染色后、在100倍及40倍镜下病变几乎占满整个视野，肾小管上皮细胞萎缩呈重度，可见呈束状、网状成片的纤维组织增生，病变范围超过50%。

图2 T病变各组肾脏组织(PASM)Fig.2 Microscopic changes of T in each groups (PASM)

3 讨论

IgAN在我国范围内发病率高同时预后较差，因此早期诊断以及及时的对病情进行评估显得十分重要。然而，目前临床尚缺乏一种无创、重复性高且经济方便的检查手段。生物组织的病理发生改变时，弹性这一重要的物理特征通常会产生变化。组织弹性基于组织的微观结构，与其生物学特性紧密相关，因此任何的微观病理结构的改变，均有可能引起组织宏观的弹性出现变化，故可以通过测量组织弹性，间接获取组织内部的病理改变[11]。生物组织的弹性对疾病的诊断及预后具有十分重要的参考价值。一种新的超声成像技术，即弹性成像可通过组织的弹性变化初步评估组织的病理改变[12]，弥补了常规超声的不足，能更生动地反应病变弹性及病变性质，从而为临床早期诊断IgAN及对其进行动态监测提供更多可能性。

Elasto PQ是基于声辐射力脉冲(acoustic radiation force impulse，ARFI)弹性成像原理。ARFI 成像是利用声辐射力成像的一种方法，其基本原理是通过超声探头发射超声波到受测组织某一设定的深度，利用超声探头聚焦约5～100 ms，聚焦的超声波声辐射力引起组织产生纵向压缩，横向膨胀位移振动从而产生剪切波深入到受测组织，使得聚焦位置的组织发生位移，紧接着用探头接收辐射力作用前和作用后的超声射频回波信号，然后超速成像系统实时抓捕整个过程中连续的未经处理的射频点。最后，运用时间-路程计算方法将收集到的这些数据进行处理，得出一个剪切波速度谱。通过计算SWV，可以间接的反映出组织的弹性模量，从而反映物质本身的弹性性质，即量化的反映局部组织硬度的水平[13]。世界范围内的多项研究均表明IgAN的预后与病理指标具有相关性。因此通过肾脏的病理改变对预后进行预测是研究的一大热点。国内外的学者不断研究与探索针对IgAN病理分型的方法，希望能够对预后起到良好的预测作用。2009年[14-15]，针对原有的Hass分型、Lee分型、WHO组织学分类法的不足公布了针对IgAN病理分型的牛津分型。牛津分型对M、E、S及T病变进行了整体评估。迄今为止，该分型被认为是最科学、最严谨、最被病理及临床医生接受采纳的临床分型方法。此分型方法能够评估IgAN预后以及指导治疗。研究结果显示M、S、T 3种病理改变是独立的危险因素，与预后具有相关性，E这种病理改变则与肾上腺皮质激素、免疫抑制剂治疗具有相关性。同时，目前研究认为S能够独立预测肾功能的下降速率[16]。

本研究结果中表1～3显示IgAN牛津分型中M0与M1、E0与E1、S0与S1组间差异无统计学意义(P>0.05)，针对该结果考虑M、E、S病变属于非定量指标，在本次试验中，M1、E1、S1组中不能除外较多病变轻微的患者，故可能导致M0与M1、E0与E1、S0与S1组间差异性缩小、弹性变化不大。表4显示T0与T1、T0与T2组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)，T1与T2组间差异无统计学意义(P>0.05)。T1、T2组的杨氏模量值大于T0组的杨氏模量值这一结果提示随着肾小管萎缩或间质纤维化的进展，肾皮质的杨氏模量值增加，弹性减低。肾间质纤维化是各种慢性肾脏病发展至终末期的共同结果，因此肾间质纤维化与肾功能受损程度密切相关，同时亦与肾脏弹性的改变密切相关。T1与T2组的杨氏模量值之间差异性无统计学意义，分析导致此研究结果可能相关的原因，在IgAN的疾病过程中，肾脏的病理改变极其复杂，主要包括三个阶段，第一为炎症反应阶段，第二为纤维化形成阶段、第三为瘢痕形成阶段。从而可以得知，肾间质纤维化只是复杂病理改变中的一部分，可能还存在其他的病理改变，包括肾小球硬化、血管管壁及基底膜增厚、系膜细胞及内皮细胞的增殖、间质炎症细胞的浸润、肾小管萎缩等。随着肾间质轻度纤维化的出现，其他炎症性的改变也可能伴随出现，导致肾皮质杨氏模量值增高。炎症反应能够使得杨氏模量值增高这一现象被Sagir等[17]通过对肝脏的研究发现。因此本次研究中T1与T2组的杨氏模量值比较时，T1组伴有其他炎性改变的这一部分患者的杨氏模量值增高，这可能是导致T1与T2组杨氏模量值之间的差异性减小的其中一个原因。Grenier等[18]通过弹性成像应用于移植肾中的研究证实，肾皮质杨氏模量值的改变是与肾脏所有基础病变的总和相关，表明间质纤维化不是影响肾脏弹性值改变的唯一相关因素。通过本次研究表现出，Elasto PQ作为一种新的无创检查方式，定量的评估患者肾组织间质纤维化的有无，但不能对肾间质纤维化程度进行分级。Elasto PQ一定程度上弥补了常规超声无法评估肾间质纤维化的局限性。目前，国内外多篇文献报到支持牛津分型中的T病变对IgAN的预后能够独立预测。根据本次研究的T0与T1、T2组具有显著差异性这一结果，间接初步的提示了Elasto PQ与IgAN的预后具有一定的相关性。