结合超声弹性成像的列线图对葛西手术预后的预测价值

杨清雅， 周丽， 李静， 杨萍， 潘洁瑢

小儿胆道闭锁(Biliary atresia,BA)是一种肝内外胆管出现阻塞，并可导致肝硬化甚至肝衰竭的先天性疾病[1],葛西手术(Kasai portoenterostomy,KPE)是目前公认的首选治疗方法[2],然而相关研究发现，即使接受KPE的患儿术后仍会出现进行性肝纤维化，这导致患儿的自体肝生存率(native liver survival,NLS)(即患儿术后一段时间内以自身肝脏存活的概率)降低以及长期预后不良[3]，其原因是因为虽然手术能够重建肝外胆道、改善胆汁淤积的情况，但免疫介导的炎症反应仍持续存在，因此患儿术后仍会出现肝纤维化[4,5]。虽然肝活检是肝纤维化诊断的金标准，但KPE后需要对肝纤维化进程进行长期、频繁的监测，所以并不作为KPE后的常规检测方法。超声剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)已经用于BA的诊断以及术后监测[6]。现已证明肝脏弹性测量值(liver stiffness measurement,LSM)与肝纤维化的组织学分期密切相关[7-9]。已有研究将SWE纳入KPE术后随访的常规检查并证明LSM可以准确评估肝纤维化程度[10]，但鲜有研究关注BA患儿KPE预后的预测以采取更多预防性措施来减少患儿的并发症或尽早进行肝移植。本研究利用LSM联合临床常用指标建立列线图预测模型，以个体化评估BA患儿在接受KPE后的预后情况，为临床针对BA的治疗提供参考。

材料与方法

1.研究对象

选择2012年12月-2017年12月经腹腔镜探查确诊为BA并接受KPE的患儿作为研究对象。排除KPE后3个月内不能存活的患儿(3例)、合并乙肝或丙肝的患儿(1例)以及有肝失代偿史的患儿(1例)。本研究共纳入BA患儿102例，其中男46例，女56例，手术时日龄14～148d，平均(60±34)d；其中II型BA10例(9.8%)，III型BA92例(90.2%)。所有患者家属均知情同意，本研究得到我院伦理委员会批准。

2.研究方法

血常规以及血清生化指标测定：抽取空腹肘静脉血8 mL，其中2 mL使用XN-9000全自动血液细胞分析仪自动生成血常规数据。2 mL静脉血使用CS-5100全自动血凝仪检测凝血酶原时间(prothrombin time，PT)，并计算国际标准化比值(international normalized ratio，INR)。另取4ml静脉血，4℃、10000 rpm离心5 min取上清用于检测生化指标，采用西门子ADVIA Centaur CP全自动化学发光免疫分析仪以及配套试剂检测总胆红素(total bilirubin，TB)、直接胆红素(direct bilirubin，DB)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase，AST)、谷氨酰胺转肽酶(glutamyl transpeptidase， GGT)、白蛋白等生化指标水平。检测流程严格按照仪器及试剂盒说明书。

SWE检查：采用Aixplorer新声威超声诊断仪，14L5线阵探头(频率5～14 MHz)，患儿取仰卧位，充分暴露上腹部，在安静、呼吸平缓状态下进行检查。在常规腹部检查后启动SWE程序(图1)，采样框置于右肝前叶下段距肝包膜约1 cm处，避开胆囊及血管，在采样框中设置直径10 mm的圆形感兴趣区(ROI)，当大部分ROI(>90%)被均匀的颜色填充时采集图像，记录5次有效测量值后取中位数作为LSM值。

图1 BA患儿的SWE图像。 SWE图像中上半部分为彩色的弹性分布图，下半部分为灰度图像。a) 患儿预后较好，3年内未进展为肝硬化，ROI中的LSM值为11.5 kPa; b) 患儿在第3年接受肝移植，LSM为16.0 kPa。

研究方案：所有患儿由经验丰富的手术团队进行KPE，于术中取肝右叶下缘的肝组织行病理检查，并使用METAVIR评分(F0-F4)进行分级。术后常规进行抗感染、利胆、护肝、静脉营养等治疗。记录术后3个月的TB、DB、ALT、AST、GGT等血清学指标、LSM值、有无胆管炎发作以及黄疸消退情况作为建立列线图的潜在指标并定期随访。

随访：采用门诊复查、电话等方式进行术后随访，术后每月复查1次，3个月后病情稳定改为每3个月复查一次，共随访3年。随访内容包括体格检查、实验室检查及超声检查等，记录患儿生长发育情况，以患儿肝移植或死亡作为随访终点。

列线图设计：通过随机数字表法分配得到训练队列68例与独立验证队列34例。在训练队列中，通过计算NLS，筛选影响BA患儿NLS的指标，利用多因素分析确定影响BA患儿预后的独立因素，并以此建立列线图来估计BA患儿1、2、3年的NLS。列线图在训练队列中进行内部验证，在验证队列中进行外部验证。

3.统计学分析

计量资料通过X-Tile软件转化为分类变量[11]。计数资料应用卡方检验进行组间比较，等级资料应用Mann-WhitneyU检验进行组间比较。采用Medclac22.0.4进行Kaplan-Meier生存分析绘制生存曲线。采用Logrank法进行单因素预后分析，其中P<0.05的变量纳入Cox多因素比例风险模型进行预后分析。利用SPSS 19.0软件分析Cox回归的结果，并使用R4.0.2软件中的rms包构建列线图模型。利用Bootstrap重采样(1000次)分析得到模型性能的相对无偏差估计。利用受试者工作特性曲线下面积(area under curve,AUC)评价列线图的区分度，利用校准曲线和Hosmer-Lemeshow检验评价列线图的校准度。

结 果

1.随访结果

训练队列与验证队列的各项特征见表1。训练队列BA患儿1、2、3年的NLS(82.5%、66.2%、47.1%)与验证队列(82.4%、67.8%、50.0%)近似，差异无统计学意义(P值均>0.05，图2)。两个队列间各项指标均近似，差异均无统计学差异(P值均>0.05)。

图2 训练队列与验证队列BA患儿KPE后的NLS情况(Kaplan-Meier法)。

表1 训练队列与验证队列BA患儿的临床资料比较 (n,%)

2.影响BA患儿预后的潜在指标分析

单因素分析结果显示，较高的手术时日龄、METAVIR评分、AST、白蛋白、TB、GGT、LSM、INR、胆管炎以及黄疸未消退与NLS缩短相关(P值均<0.05，图3、表2)。多因素分析结果显示，手术时日龄、METAVIR评分、LSM、出现胆管炎以及黄疸未消退是影响BA患儿术后NLS的独立危险因素(表3)。

图3 不同指标对BA患儿KPE后NLS的影响(Kaplan-Meier法)。

表2 不同指标对BA患儿NLS的影响因素分析 (n,%)

表3 影响BA患儿NLS的独立影响因素分析

3.预测BA患儿预后的列线图模型

基于多因素分析结果建立用于预测BA患儿预后的列线图(图4)。手术时日龄、METAVIR评分、LSM、出现胆管炎以及黄疸未消退在列线图中根据自身的风险系数进行了分布。每位BA患儿根据各自情况在各项因素对应的轴上找到对应的点，通过累积各点对应的分数即可计算总分，从而评估该BA患儿1、2、3年NLS的概率。

图4 列线图预测BA患儿1、2、3年的NLS。

4.列线图的效能评估及验证

在训练队列中，列线图预测1、2、3年NLS的AUC(AUC分别为0.861、0.841、0.836)与验证队列(AUC分别为0.815、0.780、0.786)差异均无统计学意义(P值均>0.05)。校准曲线图显示，内部验证和外部的列线图预测BA患儿1、2和3年NLS与实际观察值大致一致(图5)，Hosmer-Lemeshow检验提示差异无统计学意义(内部验证：1年NLS：χ2=6.438，P=0.598，2年NLS：χ2=8.170，P=0.417，3年NLS：χ2=11.213，P=0.190；外部验证：1年NLS：χ2=5.344，P=0.876，2年NLS：χ2=7.860，P=0.672，3年NLS：χ2=9.881，P=0.231)。

图5 列线图的区分度及校准度分析。a～c) 区分度分析，绿色曲线为基于训练队列的内部验证，蓝色曲线为基于验证队列的外部验证；d～f) 校准度分析，蓝色曲线为内部验证，黑色曲线为外部验证。

讨 论

早期预测KPE术后的不良预后有助于在BA患儿出现明显肝硬化等潜在并发症之前进行预防性治疗并及早考虑肝移植。2018版《胆道闭锁诊断及治疗指南》中指出，胆道闭锁类型、手术时间晚、术后反复发作胆管炎以及肝纤维化程度与BA不良预后密切相关[12]。但上述均为定性指标，无法用于预测BA患儿的NLS。ALT、AST、GGT等反映肝功能的常规生化指标特异性较差，易受患儿本身的年龄以及肝外感染等因素影响，也无法准确评估BA患儿的肝功能情况[13]。SWE对肝纤维化具有较高的诊断敏感度和特异度，通过测量LSM值可以无创、客观地定量评估肝纤维化进展的程度。本研究采用SWE测量LSM值评价BA患儿肝纤维化程度，并结合手术时日龄、METAVIR评分、是否出现胆管炎以及黄疸消退，建立列线图用于预测BA患儿KPE后3年内的NLS，以及早对可能出现的严重并发症进行预防，改善BA患儿的预后。

之所以选择KPE术后3个月时检测的指标作为潜在的预测因素，是因为术后早期肝脏刚经历过手术创伤，肝细胞处于高度水肿和炎症状态，此时肝功能的各项生化指标及LSM值会暂时升高，所以并不能真实反映患儿KPE后的恢复情况。经过2～3个月的恢复期后，各项指标会逐渐趋于平稳。因此相比于术后早期检测，此时更能准确反映BA患儿的恢复情况[10]。相关文献报道，BA患儿反映肝功能的指标多在术后2～3个月达到高峰，若在3个月时反映肝功能的各项指标仍处于较高水平，则提示患儿可能受到持续性胆汁淤积的影响[14]。因此，笔者认为术后3个月时检测患儿的各项指标对临床防治肝纤维化及其并发症有积极的指导意义。

BA患儿的NLS依赖于KPE后良好的预后[15,16]。手术时日龄、肝功能以及肝脏病变程度是目前已知影响BA患儿预后的主要因素[10,17-19]。本研究结果显示，较大的手术日龄、METAVIR评分、KPE后3个月时高LSM、胆管炎以及黄疸是BA患儿预后的独立危险因素。LSM被广泛用于肝纤维化的临床诊断和监测[20]。本研究结果表明，术后3个月时的LSM对BA患儿KPE后的NLS有很好的预测价值。KPE后3个月时，LSM值小于8.9 kPa的患儿术后1、2、3年NLS显著好于8.9～15.9 kPa以及高于15.9 kPa的患儿。已有研究将LSM纳入KPE后常规检测指标，用于监测KPE后BA进展性肝纤维化相关并发症的发生[21,22]。LSM值升高往往提示BA患儿肝纤维化程度严重，易发生食管、胃底静脉曲张等并发症，长期随访预后较差[18]。然而，LSM值特异性较差，易受患儿自身因素影响，其独立预测BA患儿KPE后的NLS准确性有限[19]。尽管多因素分析结果提示LSM是影响BA患儿预后的独立危险因素，但仍不足以独立预测3年内NLS。

本研究结果显示，基于LSM联合常规临床指标建立的列线图可以较准确地预测BA患儿KPE后3年内的NLS,预测准确度略高于Wang等[22]的列线图，其预测BA患儿KPE术后NLS的AUC为0.780;这可能是因为Wang等的研究是基于术前患儿的肝功能状况进行的预测，而术后的胆汁淤积改善程度以及患儿自身的恢复情况对KPE术后肝纤维化的进展速度影响更大，因此我们建立的列线图的预测准确性更高。此外，本研究纳入的指标更易获取，临床医生可根据BA患儿的手术时日龄、术中METAVIR评分以及术后3个月随访时的LSM、胆管炎及黄疸消退情况，计算每位患儿KPE后前3年的NLS概率。例如当1位BA患儿在出生后67天接受KPE，术中肝脏组织活检METAVIR评分为F3，术后3个月内黄疸仍未消除且反复出现胆管炎，复查LSM值为12.8 kPa，则列线图的总分约为170，提示该患儿1、2、3年NLS分别为85%、75%、65%。这有助于临床医生及时调整治疗方案，避免或减少BA患儿不良预后的发生。

虽然本研究对列线图进行了内部和外部验证，但样本量仍然有限，其结果可能存在偏倚;且多数患儿BA分型为III型，仅少量II型患儿，不能准确反映BA分型对于KPE术后预后的影响。本研究后续计划扩大样本量对列线图的准确性和可靠性进行进一步验证，以期用更详细的数据来完善研究结论。

综上所述，基于SWE联合常见临床指标建立的列线图模型有望准确评估BA患儿术后3年内的NLS,可为临床基于患儿个体情况准确预测NLS提供理论依据。