心血管MR诊断抗肿瘤治疗相关心脏损伤进展

王家鑫，赵世华

(国家心血管病中心 北京协和医学院 中国医学科学院阜外医院磁共振影像科，北京 100037)

放射治疗(简称放疗)、化学治疗(简称化疗)及靶向药物治疗为不可或缺的抗肿瘤手段，有助于提高患者长期生存率、改善预后及其生活质量；但亦可损伤心脏，诱发心肌炎症、心肌坏死纤维化、微循环障碍甚至心功能失代偿，上述改变既可发生于抗肿瘤治疗期间，也可隐匿存在，直至治疗后数月甚至数年。药物相关心脏毒性损伤可分为两类：Ⅰ类损伤为不可逆损伤，多由蒽环类化疗药物所致，具有剂量累积效应；Ⅱ类损伤为可逆性损伤，多由曲妥珠单抗等药物所致[1]。心血管MR(cardiovascular MR, CMR)无创且无辐射，不仅能检出心脏结构和功能异常及部分坏死和瘢痕组织，还可用于评估心肌组织学微观结构重构及微循环障碍，有助于“一站式”大跨度评估心肌损伤早期充血水肿及中晚期坏死纤维化、心功能失代偿和微血管损伤，为临床调整治疗方案提供影像学依据[2]。

1 心脏结构及功能异常

1.1 左心室 诊断抗肿瘤治疗相关心功能障碍的标准为左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)较治疗前下降10%～50%[3]。左心室功能失代偿是最严重的抗肿瘤治疗相关心脏损伤。CMR是评价心脏结构及功能的金标准，可于左心室短轴位心电门控电影序列收缩及舒张末期图像中描记心内膜和心外膜，并采用几何学精确计算左心室容积和LVEF，准确性和可重复性均较高；当LVEF较治疗前下降接近50%时，CMR诊断左心室功能失代偿的优势尤为明显[3]。DRAFTS等[4]观察53例肿瘤患者，经中-低剂量蒽环类药物化疗6个月后，左心室收缩末期容积明显增大，LVEF较治疗前明显下降，且LVEF<50%的发生率由11%增加至34%；但无证据表明心脏功能下降与蒽环类药物累积剂量存在相关性，可能与所选治疗方案有关。

心肌细胞萎缩及纤维化可使接受抗肿瘤治疗患者左心室质量(left ventricular mass, LVM)明显下降，并与进行性心力衰竭有关[5]。NEILAN等[6]发现LVM与蒽环药物累积剂量呈负相关，且LVM是不良心血管事件的强预测因子，LVM<57 g/m2时心血管死亡、植入心脏复律除颤器及心衰事件发生率显著增加。

1.2 右心室 心脏损伤可诱发右心室结构及功能异常。右心室几何形状较复杂，导致超声评估其结构及功能的效能受限。CMR可重复性高，能精确计算右心室容积和右心室射血分数(right ventricular ejection fraction, RVEF)。BARTHUR等[7]发现乳腺癌患者接受曲妥珠类药物治疗6个月后，右心室收缩及舒张末期容积均明显增大，治疗12个月时右心室收缩末期容积明显增大；同时期RVEF均较基线明显下降，但在18个月时恢复至近似治疗前水平，提示曲妥珠类药物所致心脏损伤为可逆性。此外，接受蒽环类药物治疗患者可发生化疗药物所致心脏毒性相关右心室功能障碍[8]。

2 心脏应变异常

在抗肿瘤治疗所致心脏损伤早期，LVEF多无明显异常，为亚临床心功能障碍。基于MRI分析心脏应变引入局部心脏坐标系，可在径向、圆周和纵向3个相互垂直的轴线上分节段评估心脏变形能力，可重复性及检出梗死的效能均相高于超声应变成像，有助于检出亚临床心功能障碍[9]。根据美国超声心动图学会/欧洲心血管影像学协会专家共识[1]，接受抗肿瘤治疗后，左心室整体纵向应变较基线下降超过15%提示亚临床心功能障碍。

ONG等[10]观察41例接受化疗的乳腺癌患者，化疗6个月及12个月后，左心室整体纵向应变和整体圆周应变较治疗前均明显下降；LVEF虽亦有所下降，但仍处于正常范围内。DRAFTS等[4]发现，经中低剂量蒽环类药物化疗6个月后，53例癌症患者的左心室中部环周应变较治疗前显著下降，LVEF降至抗肿瘤治疗相关心功能障碍诊断标准的临界值。目前CMR应变技术尚未广泛用于临床，其价值有待进一步验证。

3 心肌组织学异常

抗肿瘤治疗相关心脏损伤多伴随相应心肌组织学改变，主要为早期炎症水肿和中晚期坏死纤维化。以往仅能以穿刺活检诊断心脏组织学异常。现今亦可通过检测T1和T2 mapping、细胞外容积(extra cellular volume, ECV)等CMR参数定量及心肌延迟钆强化(late gadolinium enhancement, LGE)可于微观结构水平反映组织重构，显示心肌损伤的组织学特征。

3.2 心肌纤维化 心肌纤维化是肿瘤治疗相关心脏损伤的中晚期病理表现。既往研究[16]发现，食管癌患者接受放化疗晚期(1.5年)LGE发生率显著升高；但也有学者[5]认为LGE提示心肌存在严重局灶性纤维化，而肿瘤放化疗所致心肌损伤多为弥漫性间质纤维化，放化疗患者中LGE并不常见。利用T1 mapping及ECV等可有效识别心肌早期弥漫性纤维化，且T1值及ECV升高与病理所示心肌细胞萎缩及纤维化具有良好一致性；其中的ECV系经校正限制了场强、延迟扫描时间及扫描参数等因素对T1值的影响，结果更为稳定[17]。有学者[16]采用T1 mapping评估食管癌患者接受放疗半年后的心肌状态，发现与放疗前相比，其室间隔基底部(放射覆盖区域)初始T1值及ECV均明显升高，而侧壁(非放射覆盖区域)则无明显改变。MUEHLBERG等[18]的研究进一步验证了T1 mapping用于预测蒽环类药物所致心肌病的价值。

联合应用T1及T2 mapping有助于评估心肌损伤的形式及其程度。HASLBAUER等[12]对25例接受相似抗肿瘤治疗的肿瘤患者进行每月1次、为期2年的CMR和血清学检查，结果显示治疗后第1个月，初始T1、T2值和高敏肌钙蛋白T均呈高水平状态，提示急性心肌损伤和炎症水肿；之后T2值和高敏肌钙蛋白T均呈持续平稳下降趋势，而T1值迅速下降，至第3个月后平稳升高，N末端B型脑钠肽前体水平则呈持续升高状态，提示心肌损伤急性期后发生慢性心肌纤维化修复和心肌重构改变，而CMR参数定量可直接反映心肌早期炎症充血水肿(T1、T2值升高)及中晚期纤维化和结构重构(T1值升高、T2值恢复)状况。

4 心脏微循环障碍

长期炎症反应可引起微血管内皮损伤及管壁增厚，导致心脏微循环障碍和心肌缺血。目前仅能通过微循环功能间接评价微血管[19]。CMR为心肌病相关心脏微血管病变的一线检查方式，同样适用于诊断及监测抗肿瘤治疗所致微血管病变[20]。腺苷负荷T1 mapping新技术具有无需钆对比剂即可评估心肌缺血的潜力[21]。CMR静息-负荷心肌首过灌注成像可定量计算抗肿瘤治疗前、后心肌血流量，以评估微血管功能改变、诊断可诱导性灌注缺损；对于无冠状动脉阻塞患者，主要通过血管扩张剂药物负荷所致心肌灌注降低观察其心脏微血管病变[22]。

DOBBIN等[23]发现肿瘤患者接受治疗第4～6周，静息状态心肌血流量较治疗前明显减少，且其程度与药物介导的微血管收缩状态有关，而腺苷负荷状态下心肌血流量与治疗前无明显差异，提示在血管扩张剂作用下，血管内皮生长因子信号通路抑制剂介导的微血管收缩或具有可逆性。有学者[24]提出以采用药物负荷CMR评估肿瘤患者心肌灌注状态，有助于风险分层、识别缺血性病变中的可逆转心肌，从而指导治疗并改善预后。发现肿瘤患者接受放化疗后出现心肌缺血症状、且无梗阻性冠状动脉狭窄时，可采取CMR评价其心脏微血管功能。目前CMR灌注成像用于该领域的报道较少，尚需更多研究加以验证。

5 小结与展望

CMR具有无创及无辐射等优势，有助于评估心脏结构及功能变化；相关成像序列能够特征性识别心肌组织学改变及微循环灌注障碍，反映疾病不同病理生理阶段，可用于诊断、监测及随访抗肿瘤治疗相关心脏损伤，为临床制定放、化疗方案提供影像学依据。亟待完善之处包括CMR诊断抗肿瘤治疗相关心脏损伤尚无明确标准，应变成像及mapping技术评估肿瘤患者预后及危险分层的价值有待验证。此外，CMR用于心脏微循环灌注的相关研究较少，对其临床应用价值有待深入观察。