大鼠感染肝泡状棘球蚴不同时期超声动态演变与病理对照研究

曾红春王颖鑫王俊华韩 伟刘文亚



大鼠感染肝泡状棘球蚴不同时期超声动态演变与病理对照研究

曾红春1
王颖鑫1
王俊华2
韩 伟1
刘文亚3

Department of Imaging Center，the First

Affiliated Hospital of Xinjiang Medical

University，Urumqi 830011，China

Address Correspondence to:LIU Wenya

E-mail:dr_ykdxlwy@163.com

国家自然科学基金项目（81460267）；新疆包虫病基础医学重点实验室开放课题项目（XJDX0202-2013-4）。

R-33；R445.1

2015-11-10

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第5期：325-328

Chinese Journal of Medical Imaging

2016Volume 24 （5）:325-328

目的 本实验研究采用大鼠肝泡状棘球蚴模型，动态观察大鼠肝泡状棘球蚴病不同时期的超声表现，并与病理结果对照，总结大鼠肝泡状棘球蚴不同时期的典型超声表现，探讨超声评价不同时期大鼠肝泡状棘球蚴病的价值。材料与方法超声动态监测133只感染肝泡状棘球蚴大鼠在不同时期（9周、28周、50周）的动态演变特征，并与病理对照。结果 接种9周时114个病灶（114/142，80.28％）超声表现为高回声，28个病灶（28/142，19.72％）表现为混合性。随接种时间延长，病灶体积逐渐增大，实性高回声病灶内部可出现液化坏死区、钙化灶逐渐增多；混合性病灶实性成分逐渐增多，回声杂乱，伴数量不等的钙化灶。病理结果显示早期病灶表现为针尖样/多囊泡样、乳白色囊泡样结构，内含不同比例的囊液，随病程进展，病灶内实性成分及钙化灶逐渐增多，囊液减少，镜下表现为病灶周边纤维组织逐渐增厚、内容物逐渐趋向复杂、内伴纤维组织、钙化及坏死液化。结论 随着接种时间延长，大鼠肝泡状棘球蚴病灶病理结构渐趋复杂，超声可以灵敏地反映不同时期大鼠肝泡状棘球蚴的特征性表现，以期为本病的转归提供影像学依据。

棘球蚴病，肝；超声检查；病理学；疾病模型，动物；大鼠，Sprague-Dawley

【Abstract】Purpose This study establishes a model of rats infected by hepatic alveolar echinococosis （HAE），presents the dynamic ultrasonic features at different stages and compares them to the pathologic results.The aim of this study is to evaluate the value of ultrasound in detecting HAE through summarizing the typical sonographic appearances at different stages.Materials and Methods For 133 rats with HAE at different stages （9 weeks，28 weeks，and 50 weeks） were monitored by using ultrasound，and the results were compared with the pathological findings.Results On the ninth weeks，the majority of lesions （114/142，80.28％） were hyperechoic and the other 28 ones （28/142，19.72％）showed mixed echoes.When the vaccination progressed，the volume of lesions increased.Foci liquefaction necrosis and calcification gradually increased in hyperechoic lesions；internal solid ingredients gradually increased in mixed lesions，with mixed echoes and calcification.White needle-like/multiple vesicle-like structure was shown in liver at early stage on pathology.Gradually，internal fibrous tissue and calcification increased with less hydatid fluid； under the microscope，the fibrous wall surrounding the lesions was thicken，and internal ingredients were complicated containing fibrous tissues and calcification.Conclusion With the progress of vaccination，the pathologic features of HAE in rats turn to be gradually more complicated.The pathological characteristics of HAE at different stages in rats can be demonstrated by ultrasound，thus ultrasound could be used as an imaging tool for its diagnosis.

【Key words】Echinococcosis，hepatic； Ultrasonography； Pathology； Disease models，animal； Rats，sprague-dawley

超声检查操作简便，常作为肝泡状棘球蚴病（hepatic alveolar echinococosis，HAE）流行病学调查及临床初诊的首选检查方法[1]。由于HAE的病理演变极其复杂，使得其影像学特征错综多变[2]。在人类HAE研究中，鉴于伦理学的限制，无法及时获取不同时期HAE病灶的病理结果，其超声特征与临床分期之间的关系尚无定论。动物实验研究表明，早期大鼠HAE病灶具有与人类HAE相似的超声表现，且超声可在一定程度上反映大鼠HAE病灶的病理特征[3-5]。本研究拟在此基础上，借助大鼠HAE模型，动态观察感染后不同时期大鼠HAE的超声特征，总结不同时期大鼠HAE的病理演变规律，评价超声在不同进展期HAE中的诊断价值。

1　材料与方法

1.1实验动物 133只SD大鼠，雌雄不限，清洁级，体重（220±20）g，鼠龄8～10周，由新疆医科大学动物实验中心提供。以2只长沙爪鼠为种鼠，体重65g，由新疆医科大学第一附属医院动物实验科学部提供。本研究经新疆医科大学第一附属医院动物医学实验医学伦理委员会审批（批准号：IACUC2015423-06）。

1.2模型制备 处死种鼠、取出泡球蚴组织，除去坏死物，其余留组织称重、剪磨、过滤、制成匀浆。以生理盐水冲洗、沉淀，重复3次，剩余物加生理盐水，制成混悬液（浓度为20％，20 000个原头节/ml），溶液中加入青霉素和链霉素（药物终浓度为250U/ml）。大鼠麻醉、备皮、消毒，开腹、直视下取大鼠肝叶进针约1cm，注入混悬液0.2ml，局部止血，缝合。

1.3超声检查 采用GE Logiq7超声诊断仪，探头频率8～12MHz，对所有接种后第9周、28周、50周健康存活的大鼠进行超声检查，记录病灶的部位、形态、最大直径、边界、内部回声、血流信号等。

1.4大鼠HAE的超声分型

1.4.1早期（接种9周）病灶超声分型[5]1型（点状高回声型）：肝内点状高回声，直径＜3mm，其内无法引出彩色血流信号；2型（簇状细小高回声型）：肝内簇状点状高回声聚集，与周围肝组织分界清晰，其内无法引出彩色血流信号；3型（灶状高回声型）：肝内见高回声灶，直径≥3mm，肿块局限、边界清楚，呈类圆形或不规则形，内部回声不均，后方伴轻度衰减，内部及周边未见血流信号；4型（混合回声型）：肝内可见多囊泡样结构，形态不规则，内可见厚薄不一的高回声带与多个局限性无回声或极低回声夹杂分布，内部无血流信号或引出少许血流信号。

1.4.2中晚期（接种28周、50周）病灶分型 按照病灶内部有无液性成分进行分型[6]：实性肿块型，肝内见高回声灶，形态欠规整，内部回声分布均匀，可伴数量不等的钙化灶；混合型，肝内可见混合性病灶，欠规整，边界不清，病灶内部可见高-强回声与无回声杂乱分布。

1.5病理检查 实验结束后从不同接种时间、不同超声分型的病灶中随机抽取5只大鼠，共40只大鼠，采用颈椎离断方法快速处死，剖腹取出肝脏组织，按取材要求切取标本，用甲醛溶液固定，常规脱水、透明。经石蜡包埋备用，切厚约5 μm均匀薄片，进行HE及 Masson染色。

1.6统计学方法 采用SPSS 21.0软件，经正态分布和方差齐性检验后，不同时期HAE灶直径比较采用单因素方差分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.1不同时期超声演变特征 接种9周时，142个病灶中，114个病灶（80.28％）超声表现为高回声，其中25个病灶（17.60％）表现为点状高回声（1型），55个病灶（38.73％）表现为簇状细小高回声（2型），34个病灶（23.94％）表现为灶状高回声（3型）；28个病灶（19.72％）为混合性病灶（4型），表现为肝内高回声病灶内伴不同数量的类圆形无回声（图1A）。17个（14.91％）直径≥7mm的4型病灶内部可见钙化灶。

接种28周时，99个病灶中，56个病灶（56.57％）表现为高回声，病灶体积较9周时增大，平均直径增加3mm，6个病灶（10.71％）内部可见细小钙化灶。43个病灶（43.43％）表现为混合性，病灶平均直径较9周时增加5mm，病灶内部实性成分增多，12个病灶（27.91％）内部可见数量不等的钙化灶分布于病灶边缘及内部（图1B）。

接种50周时，79个病灶中，病灶平均直径较28周增加约2.1mm，46个病灶（58.23％）表现为高回声，15个病灶（32.61％）内部伴有数量不等的钙化灶；33个病灶（41.77％）表现为混合性，病灶回声明显不均匀，可见高回声、极低回声及无回声区夹杂分布，病灶内部及周边可见钙化灶。24个病灶（30.38％）蔓延至肝门部，累及血管及胆管（图1C）。

图1　SD大鼠HAE模型不同时期超声演变特征。接种9周混合性病灶（箭）伴囊泡（箭头，A）；接种28周病灶实性成分增多伴钙化（箭，B）；接种50周实性病灶伴密集点状钙化（箭，C）

2.2不同时期病灶直径的演变规律 接种9周时，病灶直径普遍较小，随接种时间延长，病灶直径逐渐增大（图2），接种9周时病灶直径明显小于接种28周和50周，接种28周时病灶直径小于接种50周时，接种不同时期病灶大小差异有统计学意义（F=456.68，P＜0.01）。

图2　接种不同时间病灶直径的变化趋势

2.3不同时期超声动态演变与病理对照分析 接种9周时病灶体积普遍较小，114个病灶（80.28％）超声表现为点状、灶状、簇状高回声，病理表现为肝内单囊或多囊泡样结构，直径＜2mm的病灶呈米黄色，边壁较厚，直径＞3mm的病灶呈乳白色囊泡样结构，内含不同程度的囊液。28个病灶（19.72％）呈混合性回声，病理表现为肝内多囊泡样结构，部分突出于肝外，内含较多囊液，切面呈多房状。HE染色可见红染蜷曲的单个或多个囊泡样结构，周边被微血管、炎症细胞和纤维组织包绕（图3A）；Masson染色可见囊泡壁蓝染，周边环以蓝染纤维组织（图3B）。

随病程进展，病灶体积增大，病灶内部成分复杂，接种28周时病灶较9周时增大，超声表现呈实性或混合性病灶，部分实性病灶可伴液化成分，同时可出现数量不等的钙化灶。实性肿块型病灶近似石灰色或米黄色，透亮度极差，剖面可见厚壁囊性结构，内容物稠厚，部分凝结成团。混合性病灶表面透亮度较好，呈乳白色，病灶边界不清，外形极不规则，类似“树根样”盘置于肝内，剖面可见少量液体流出。HE染色可见较多纤维组织成分和小囊泡样红染结构，周边可见微血管及纤维组织包裹的炎症反应带，其内可见炎症细胞（图3C）；Masson染色病灶周边纤维组织区蓝染（图3D）。

接种50周时，病灶体积较28周时增大，病灶内部回声复杂，实性成分增多，并可见钙化灶，表面凹凸不平，呈灰白色或米黄色，与周围肝脏组织分界不明显，病灶周边呈“树根样”或 “蟹足样”向周围肝组织延伸，甚至包绕大部分肝脏及肝门部结构，剖面呈实性成分夹杂数量不等的小囊泡，囊泡内含少量囊液，HE染色可见红染的小囊泡和纤维组织结构，周边环以微血管、较厚的纤维组织及炎症细胞（图3E）；Masson染色病灶周边纤维组织区蓝染（图3F）。

图3　SD大鼠HAE模型不同时期超声动态演变与病理对照分析。接种9周时，HE染色边壁（箭）见多个芽生子囊（箭头，HE，×100，A）；Masson染色病灶周边见蓝染纤维结构（箭，Masson，×200，B）；接种28周时，HE染色病灶周边见纤维组织（箭，HE，×40，C）；Masson染色病灶周边见蓝染纤维组织（箭，Masson，×100，D）；接种50周时，HE染色病灶周边见纤维组织增厚（箭，HE，×40，E）；Masson染色病灶周边见蓝染纤维组织（箭，Masson，×20，F）

3　讨论

纤维化、钙化、液化坏死及囊泡样结构等多成分共存是HAE病灶的典型病理特征。目前影像学技术，尤其是超声、CT和MRI可以揭示病灶内部的特征性病理改变，在HAE的临床诊断、鉴别诊断及术前评估中发挥重要作用[1，7-9]。Li等[1]总结了315个HAE病灶的临床及超声特征，发现直径≤5cm的病灶表现为内部无坏死液化的高回声病灶，直径＞10cm的病灶内部出现钙化及坏死液化，以上结果表明病灶的大小及内部回声特征与HAE的临床分期密切相关。既往学者通过总结肝泡状棘球蚴病灶的大小及影像学特征，进而推测其临床分期[10-11]，但无法及时获取患者的病理结果，因此，HAE的生长状态与临床分期的相关性尚存在争议。

本研究通过观察不同接种时期大鼠HAE的超声动态演变过程，经超声与病理对照分析发现，早期大鼠HAE病灶的超声表现主要为体积较小的高回声病灶及多囊泡样回声灶，与Li等[1]的研究结果相似，即早期HAE病灶主要表现为体积较小的高回声病灶。本研究中早期HAE病灶呈现的多囊泡样的超声特征，在既往研究中尚未见报道，其原因可能是该期为HAE发展的极早期，临床上很难及时发现。随病程进展，病灶体积逐渐增大、可占据多个肝叶，病灶周边及内部纤维化逐渐增多，钙化灶所占比例增加、部分病灶内部可出现不规则坏死液化区。超声主要表现为实性肿块型及混合性回声型，病灶内部回声杂乱，出现数量不等的强回声钙化灶，夹杂不规则实性高回声及不规则无回声液化坏死区。上述结果表明，HAE的进展主要表现为病灶内部囊泡样结构相对减少，纤维化、液化坏死及钙化成分逐渐增多。该病理演变过程与Kodama等[12]发现不同临床分期HAE的MRI演变特征相似，但本研究中并未见假囊肿型病灶，其原因可能如Wang等[11]的研究认为假囊型为肝泡状棘球蚴的特殊类型，而并非晚期病灶的特有表现，主要原因为大鼠与人体在感染肝泡状棘球蚴组织后机体产生不同免疫反应所致。

本研究中接种早期大鼠肝泡状棘球蚴病灶直径普遍偏小，与接种28周、50周时病灶直径比较，差异有统计学意义（P＜0.01）。因此，病灶大小与病灶生长周期及生长状态有一定的关系，直径较小的病灶预示着病灶处于早期，随接种时间延长，病灶体积逐渐增大。通过动态观察大鼠HAE病灶的生长过程，发现早中期（接种9～28周）病灶增长速度较中晚期（28～50周）明显，这种中晚期生长速度减慢的现象与体外实验培养结果[13]一致，即肝泡状棘球蚴组织在生长增殖过程中，会出现早期生长迅速、中期进入平台期、晚期生长缓慢的现象。早期大鼠HAE病灶中仅有极少数病灶内部出现钙化灶，随着病程进展，病灶内部钙化灶数量逐渐增多。因此，钙化灶的出现和增多往往表明肝泡状棘球蚴病灶的活性减低，处于较晚的临床分期。

总之，本研究采用大鼠HAE模型，动态观察接种不同时期大鼠HAE病灶的超声动态演变规律，并与病理结果进行对照，发现大鼠HAE病灶具有与人类HAE病灶相似的演变过程，超声可以很好地反映不同生长周期HAE病灶的生长状态。

[1]Li T，Chen X，Zhen R，et al.Widespread co-endemicity of human cystic and alveolar echinococcosis on the eastern Tibetan Plateau，northwest Sichuan/southeast Qinghai，China.Acta Trop，2010，113（3）:248-256.

[2]Kantarci M，BayraktutanU，Karabulut N，et al.Alveolar echinococcosis:spectrum of findings at cross-sectional imaging.Radiographics，2012，32（7）:2053-2070.

[3]Zeng H，Wang J，XieW，et al.Assessment of early hepatic echinococcus multilocularis infection in rats with real-time contrast-enhanced ultrasonography.Ultrasound Med Biol，2012，38（11）:1982-1988.

[4]曾红春，王静，刘文亚，等.大鼠肝泡球蚴病模型早期超声造影表现与病理对照分析.新疆医科大学学报，2015，38（3）:310-313.

[5]曾红春，王俊华，刘文亚，等.早期大鼠肝泡状棘球蚴病模型的超声表现与病理对照.中国介入影像与治疗学，2015，12（8）:508-511.

[6]朱帝文，任伟新，顾俊鹏，等.超声在筛检大鼠肝泡状棘球蚴病模型中的应用价值.中国医学影像技术，2009，25（3）:363-365.

[7]孙艳秋，张永海，杨梅，等.CT与MRI在晚期肝泡型包虫病离体肝切除自体肝移植中的应用.中国医学影像学杂志，2015，23（8）:610-613.

[8]Becce F，Pomoni A，Uldry E，et al.Alveolar echinococcosis of the liver:diffusion-weighted MRI findings and potential role in lesion characterisation.Eur J Radiol，2014，83（4）:625-631.

[9]Azizi A，Blagosklonov O，Lounis A，et al.Alveolar echinococcosis:correlation between hepatic MRI findings and FDG-PET/CT metabolic activity.Abdom Imaging，2015，40（1）:56-63.

[10] 王静，曾红春，王健，等.肝泡型包虫影像学分型与 PNM分期、直径的关系及病程变化研究.新疆医科大学学报，2015，38（2）:200-203，207.

[11]Wang J，Xing Y，Ren B，et al.Alveolar echinococcosis:correlation of imaging type with PNM stage and diameter of lesions.Chin Med J，2011，124（18）:2824-2828.

[12]Kodama Y，Fujita N，Shimizu T，et al.Alveolar echinococcosis:MR findings in the liver.Radiology，2003，228（1）:172-177.

[13]张亚楼，王婷婷，周晓涛，等.泡球蚴组织体外培养的生长发育观察.中国寄生虫学与寄生虫病杂志，2007，25（2）:93-96.

（本文编辑 张春辉）

Ultrasonographic Features of Hepatic Alveolar Echinococcosis at Different Stages in Rats:Compared with Pathological Findings

ZENG Hongchun
WANG Yingxin
WANG Junhua
HAN Wei
LIU Wenya

1.新疆医科大学第一附属医院腹部超声诊断科新疆乌鲁木齐 830011
2.新疆医科大学第一附属医院新疆包虫病基础医学重点实验室 新疆乌鲁木齐830011
3.新疆医科大学第一附属医院影像中心 新疆乌鲁木齐 830011

刘文亚

2015-10-02

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.05.002