多模态成像评估狼疮肾炎肾脏损害研究进展

2023-10-26郝嘉荣孙佳威王晓蕾

中国介入影像与治疗学 2023年9期

郝嘉荣,孙佳威,王晓蕾

(哈尔滨医科大学附属第二医院住院处超声科,黑龙江哈尔滨 150086)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是以多系统损害为特征的自身免疫性疾病,累及肾脏时称为狼疮肾炎(lupus nephritis, LN),后者是导致SLE患者死亡的常见原因[1]。早期评估LN肾脏损伤对临床治疗及预后至关重要[2]。肾活检是诊断LN的金标准[3],但有创,不宜用于监测病情变化。本文就多模态影像学用于评估LN肾脏损伤的研究进展进行综述。

1 MRI

1.1 弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI) DWI可通过检测水分子扩散情况反映组织结构特点及功能变化,并以表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)进行定量评价:组织中的氢质子扩散受限可致ADC降低[4]。针对LN的DWI研究相对较少。既往研究[5-6]表明,LN患者肾脏ADC显著低于健康对照者,且不同病理类型LN患者之间肾脏ADC存在显著差异;LN致肾脏ADC降低的原因可能在于肾脏毛细血管内细胞增多、炎细胞浸润及肾间质纤维化等病理改变使肾组织内水分子扩散受到限制。弥散张量成像是在DWI基础上发展而来,可同时提供组织扩散的各向异性信息。LN进展过程中肾小管排列的各向异性可能发生改变。RAZEK等[7]发现平均弥散率和部分各向异性有助于鉴别LN与健康人,以及预测LN病理亚型(增生型或非增生型)。

既往DWI研究多采用单指数模型,但水分子运动复杂,其扩散情况还与组织结构、微灌注和扩散异质性相关。将双指数模型、拉伸指数模型和峰度模型用于DWI可更好地描述水分子扩散情况。ZHENG等[5]认为双指数模型用于表征LN所致病理改变具有一定价值,但未探讨DWI参数与不同LN病理亚型之间的相关性。ZHANG等[8]以4种DWI模型观察弥散参数与病理改变的相关性,发现髓质拉伸指数模型的α参数用于反映LN活动性最具价值,而髓质双指数模型的f参数是反映LN慢性改变的最佳参数。截至目前开发新模型的相关研究较少,其临床应用价值有待观察。

1.2 血氧水平依赖(blood oxygen level dependent, BOLD)MRI BOLD MRI通过测量脱氧血红蛋白相对变化而无创评估肾组织氧生物利用度,并以表观自旋-自旋弛豫率(R2*)加以量化。组织内脱氧血红蛋白浓度越高,则R2*值越大。目前对于LN肾脏R2*值的变化趋势尚存在争议。SHI等[9]认为LN患者肾R2*值显著高于健康人,且LN患者肾R2*值增高可能与以下因素有关:①LN所致肾血流动力学障碍影响组织氧化,导致缺氧;②活性氧过量形成增强小管转运活性及线粒体吸收,导致耗氧量增加;③大量蛋白尿触发肾小管重吸收代偿机制,使耗氧量增加。而LI等[10]得出了相反结果,该研究发现LN组R2*值显著低于健康对照组,且肾R2*值与肾小管间质病变评分呈负相关。对于R2*值变化存在争议的原因可能不仅在于脱氧血红蛋白浓度受局部血流灌注、pH值及肾动静脉血之间的氧分流等多种因素影响,还与肾脏存在2种不同氧合模式有关,采用不同测量ROI方法所获R2*值可存在差异[11]。以上问题均为限制BOLD MRI临床应用的重要因素,且成像时还应避免吸氧及使用扩血管药物以减少对R2*值的影响,并制定合理且规范的测量ROI方法。

1.3 动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)MRI ASL MRI以动脉血内氢质子作为内源性对比剂,以获得组织灌注信息。RAPACCHI等[12]发现,与健康志愿者相比,LN患者肾脏血流量显著增加,可能与炎症反应有关。SKEOCH等[13]观察ASL参数与LN患者尿蛋白定量及肾小球滤过率的相关性,并未发现其间存在关联,但在肾小球滤过率相同的前提下,LN患者的示踪剂到达时间有所延迟,可能提示利用ASL可在肾小球滤过率发生变化之前检出肾脏微观结构改变。目前ASL MRI尚存在图像信噪比较低、测量ROI误差及呼吸运动伪影等问题,且需制定规范的图像分析方法。

2 超声

2.1 二维超声二维超声可评估肾脏大小、形态以及皮、髓质回声改变等,但LN仅晚期才可见实质回声增高、肾皮质与髓质分界不清,故二维超声对早期评估LN价值有限。

2.2 CDFI 肾脏血管病变是影响治疗LN效果及患者预后的重要因素。CDFI可宏观、量化显示肾血流动力学状态。LN所致免疫复合物沉积及炎症因子浸润可引发血管腔狭窄或闭塞,进而造成肾动脉血流动力学参数改变。目前针对CDFI对于LN的诊断价值尚存争议,大部分研究持肯定态度,例如李丽平等[14]报道,LN组、非LN组与健康对照组血流动力学参数存在显著差异,LN组各级动脉血流阻力指数与血肌酐浓度呈正相关,提示CDFI可在一定程度上反映LN肾功能损伤程度;CONTI等[15]探讨LN多普勒参数与肾组织病理改变之间的相关性,发现阻力指数高于0.7主要见于Ⅳ型LN患者。陈玉媛等[16]则得出相反结论,该研究中LN患者与健康人肾脏阻力指数差异无统计学意义,但可能与部分研究对象处于LN早期或曾接受药物治疗有关。总体而言,CDFI操作简便,临床应用较广,但其敏感性较差,难以清晰显示肾微小血管。

2.3 超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS) CEUS可定性及定量评价组织微循环,且造影剂可经肺代谢,肾功能较差患者亦可应用。大量研究表明,CEUS对于慢性肾小球肾炎[17]、糖尿病肾病[18]及高血压肾病[19]等弥漫性肾病具有良好诊断效能,然而CEUS用于LN则鲜有报道。虽然LN病因及发病机制与其他弥漫性肾病不同,但其病理进展过程及转归类似,推测CEUS应具有用于诊断LN的潜能,值得未来加以探讨。

2.4 超声弹性成像超声弹性成像通过测量组织形变程度而间接反映组织的弹性及硬度,其用于诊断肾脏疾病的表现备受关注[20-21],但对于LN的价值尚未得到充分展现。吴涵等[22]提出,声触诊组织定量成像技术用于诊断早期LN具有一定价值。目前针对肾脏弹性值变化与病理严重程度之间的相关性尚无定论:肾小球硬化、间质纤维化等病理改变将致肾脏硬度增加,但这些病理改变同时也可致肾血流灌注减少而引起肾脏硬度降低[23]。商蒙蒙等[24]探讨弹性测量值与LN病理严重程度的相关性,发现肾实质剪切波横向速度与LN病理严重程度呈显著正相关。HU等[25]观察弹性测量值与肾活检组织学评分之间相关性,发现肾功能严重受损组的弹性测量值显著低于轻、中度受损组。

超声弹性成像用于LN尚有一定局限性:①肾脏弹性成像存在各向异性,导致剪切波在肾组织中的传播速度不同;②对于高体质量指数患者,取样框无法完全覆盖其肾实质深部区域,导致成像质量差;③血流灌注增多或尿道压力增加可引起弹性测量值升高,行弹性成像前,应先评估有无肾血管畸形及肾血流灌注情况,并嘱患者排空膀胱。

3 核医学

通过静脉注射显像剂,利用肾动态显像可准确测定肾脏功能、形态及肾小球滤过率等,是较为理想的评估肾功能方法。DORRAGIE等[26]的动物实验结果表明,非蛋白尿抗双链DNA抗体阳性小鼠肾脏摄取FDG与健康对照小鼠相比存在明显变化,提示18F-FDG PET可用于检出SLE进展早期肾小球滤过降低。67Ga闪烁显像具有评估LN、监测疾病活动及预测治疗反应的潜力。TSAIS等[27]开发了一种绝对定量方法用于评估LN肾脏67Ga摄取,相比半定量法和视觉分级法,其所测肾脏摄取指数与LN活动性的相关性最佳。另一方面,闪烁显像具有辐射,且依赖特殊设备,限制了其应用。