无创性诊断方法评估肝硬化严重程度的进展

曾 西, 陈明锴, 吴楠楠, 王 芳

武汉大学人民医院消化内科, 湖北 武汉 430000

专题·肝硬化

无创性诊断方法评估肝硬化严重程度的进展

曾 西, 陈明锴, 吴楠楠, 王 芳

武汉大学人民医院消化内科, 湖北 武汉 430000

肝硬化是病毒性肝炎、酒精性肝炎、脂肪性肝病、自身免疫性肝炎等多种慢性肝病的终末阶段。肝纤维化严重程度及门静脉高压症与上消化道出血、肝性脑病等并发症密切相关。精确评估肝纤维化程度和测量门静脉压力水平对优化治疗策略、预测疾病预后及指导随访十分关键。本文从生化检查、多普勒超声、CT、MRI等方面就目前无创性检测评估肝纤维化程度及测量门静脉压力的方法作一概述，旨在寻找安全、经济、易操作、可重复的诊断评估肝硬化的方法。

肝硬化; 肝纤维化; 门静脉压力; 无创性诊断

门静脉压力随门静脉血流量及门静脉阻力增加而升高，肝纤维化及再生结节对肝窦及肝静脉压迫导致门静脉阻力升高是门静脉高压的起始动因。门静脉高压症是导致食管胃底静脉曲张、脾大及腹水等并发症的主要原因。精确评估肝硬化患者肝纤维化及门静脉高压程度对疾病预后的预测、随访监测的力度及治疗策略的优化很关键。

目前肝组织活检(liver biopsy, LB)是评估肝纤维化的金标准，常用的肝纤维化和炎症坏死的病理组织学评分系统包括HAI(0～18分)、Ishak(0～6分)、Metavir(0～4分)系统等[1]。它作为一种有创检查方法，不仅会增加被检者的痛苦，导致患者耐受性及依从性较差，还可能出现出血、胆漏感染甚至脓毒血症性休克等并发症，增加活检相关的死亡率，且标本组织取样点误差会影响诊断准确度，难以作为筛查方法普及。

目前肝门静脉压力梯度(hepatic venous pressure gradient，HVPG)是衡量门静脉压力的金标准，肝静脉楔入压与肝静脉游离压之差即为HVPG。正常值为1～4 mmHg，HVPG>10 mmHg提示门静脉高压[2]。其本质是测量肝窦压，间接反映门静脉压力，且肝左、中、右三支静脉测量值也存在差异，均影响测量准确性。HVPG作为一种有创检查，可能并发出血、血栓栓塞和心律失常。

寻求一种无创性检测方法替代LB及HVPG来评估肝硬化严重程度已成为越来越多学者研究的方向。理想的评估肝纤维化和门脉压力的方法应该安全、经济、易操作、可重复、可实时监测并能预测远期结果，如门脉高压症、肝功能失代偿、肝移植及死亡等。

1 生化指标

1.1 sCD163巨噬细胞(在肝内80%为库普弗细胞)作为肝脏促炎-抗炎过程的中心环节，其活化导致肝纤维化的发生。血红蛋白-珠蛋白清道夫受体-sCD163是由巨噬细胞表层表达分泌，因此血液循环中的sCD163浓度被认为是巨噬细胞活化的标志物[3]。Waidmann等[4]通过对244例肝硬化患者长达2年余的队列研究发现，血清sCD163水平与HVPG之间有很强的相关性(r=0.810,P=0.022)，且单因素及多因素回归分析表明sCD163水平与红色征(+)同为独立危险因素，高sCD163水平患者静脉曲张破裂出血风险增加，总体生存率下降。

1.2 vWF-Ag与VITRO分值血管血友病因子(van willebrand factor, vWF)是介导血小板黏附、聚集的一种重要的黏附蛋白。vWF-Ag由活化的内皮细胞释放，其值可以作为衡量内皮细胞功能的指标。血管内皮细胞功能失调被认为是肝硬化患者中肝内血管阻力增大导致门静脉高压的主要因素[5]。Maieron等[6]通过分析294例行肝组织活检的丙型肝炎患者的Metavir评分来评估其纤维化分级，作为金标准，并检验血清vWF-Ag(F0：vWF-Ag平均值136.5%，F1 140.6%，F2 157.5%，F3 171.0%，F4 252.0%)比较不同纤维化评分的AUCs，发现vWF-Ag和VITRO评分(vWF-Ag/血小板)与其他纤维化评分评估显示了等价的效能。La Mura等[7]通过测量肝硬化患者(n=42)HVPG、终末期肝病评分模型(model for end stage liver disease,MELD)分别作为门脉压力、肝功能的客观评价标准，vWF-Ag的协变量相关性分析，发现vWF-Ag与HVPG呈正线性相关(r=0.47，P<0.001)，与MELD(r=0.34，P=0.032)也有相关性。Hametner等[8]通过回顾性研究236例已测量HVPG患者的vWF-Ag、VITRO分值等几种无创性测压方法，发现临床显著门静脉高压组(HVPG>10 mmHg)患者血清vWF-Ag值、VITRO分值均明显高于轻度门静脉高压组(HVPG<10 mmHg)：306vs200，3.21vs1.29，但对于有无静脉曲张患者vWF-Ag、VITRO评分差异无统计学意义，vWF-Ag、VITRO分值预测临床显著门静脉高压AUROC分别为0.79(CI：0.72～0.87)、0.86(CI：0.81～0.91)。vWF-Ag、VITRO分值提供了一个诊断临床显著门脉高压更简便的无创方式。

1.3 胶原蛋白区域比例(the collagen proportionate area，CPA)CPA利用计算机数字图像分析仪，测量记录5个热点区红色胶原纤维(collagen Ⅰ)、绿色胶原纤维(collagen Ⅲ)所占面积，每个热点区CPAn=(collagen Ⅰ+collagen Ⅲ)÷热点区面积，CPA=(CPA1+CPA2+...+CPA5)÷5。有研究[9]通过比较CPA胶原定量法与Scheuer评分系统及Chevallier半定量评分系统，发现CPA与肝硬化测量的相关性更强，说明CPA计算是一种较好的评估肝硬化程度的组织学参数。

1.4 肝纤维化检测(Fibro test，FT)FT作为一种非侵入性血液检查，通过对6种肝纤维化标志物(α2-巨球蛋白、载脂蛋白A1、结合珠蛋白、GGT、胆红素和ALT)的血清学水平进行综合评估，以定量数值(0～1.00)评判肝纤维化程度，与Metavir评分类似，将纤维化程度分为3个等级：无或轻度纤维化(FT 0～0.31)、中度纤维化(FT 0.31～0.58)和重度纤维化(FT 0.58～1.00)。一项537例丙肝肝纤维化患者前瞻性队列研究发现FT在预测丙肝患者并发症发生率(AUROC: 0.96vs0.91)及死亡数(AUROC: 0.96vs0.87)方面均优于LB，且FT在多变量分析的预后价值差异也有统计学意义[10]。

1.5 联合检测指标Hayashi等[11]发现血清总胆汁酸、脾脏体积均为门静脉高压进展的早期预测指标，并推导出一种估算门静脉压力(portal venous pressure，PVP)的公式：PVP(mmH2O)=胆汁酸(μmol/L)×2.593+脾脏体积(cm3)×0.416+65.929。联合检测指标还包括：PGA(凝血酶原时间、GGT、载脂蛋白)、PGAA(PGA+α2-巨球蛋白)、Bonacini指数(PLT计数、ALT/AST比值、INR)、Forns纤维化指数(年龄、PLT计数、GGT、胆固醇)、APRI指数：ALT/PLT比值及一些并入透明质酸、胶原蛋白Ⅳ、Ⅵ、层黏连蛋白、Ⅲ型前胶原氨基末端肽、金属蛋白酶组织抑制剂-1(TIMP-1)、基质金属蛋白酶-2不同组合计算指标[12]。

2 超声成像技术

Lee等[13]回顾研究190例慢性丙型肝炎患者临床资料并行多因素回归分析发现肝脏硬度(liver stiffness，LS)测定是肝硬化、肝癌或死亡等肝病相关事件发生发展的独立预测因素。Hong等[14]对59例肝硬化患者肝硬度测量(liver stiffness measurement, LSM)及HVPG数据行线性回归分析发现LSM与HVPG之间存在很强的正性相关关系。

2.1 FibroscanFibroscan也称瞬时弹性成像技术(transient elastography, TE)，测量肝脏硬度是一种很有前景的评定肝纤维化程度的无创性检查手段。Friedrich-Rust等[15]对50项研究行Meta分析结果显示，TE诊断轻度肝纤维化(F≥2)、重度肝纤维化(F≥3)及肝硬化(F=4)的受试者操作曲线下面积AUROC分别为0.84(95%CI: 0.82～0.86)、0.89(95%CI: 0.88～0.91)及0.94(95%CI: 0.93～0.95)，表明TE能够较准确诊断丙肝肝硬化分期。这50项研究大多来自于欧洲国家(法国、意大利、西班牙、德国、荷兰等)，这可能与TE起源于欧洲(法国)有关。Chon等[16]对18项亚洲研究2 772例乙肝患者进行Meta分析结果显示，TE诊断轻度肝纤维化(F2)、重度肝纤维化(F3)及肝硬化(F4)的AUROC分别为0.859(95%CI: 0.857～0.860)、0.887(95%CI: 0.886～0.887)及0.929(95%CI: 0.928～0.929)，说明TE对乙肝肝硬化分期诊断也很准确。Baveno Ⅵ共识推荐TE作为无创性测量门静脉压力的工具早期识别慢性肝病患者中可能发展成临床显著门静脉高压状态HVPG>10 mmHg的高风险人群[17]。多种因素(腹水、肥胖或肋间隙过窄、肝脏炎症、胆汁淤积、肝脏淤血、进食等)会影响TE检查值，因此，TE有一定的局限性。尽管TE不能取代LB的地位，但它可以作为预测慢性肝病患者预后的新方法。

2.2 实时剪切波弹性成像(shear-wave elastography, SWE)SWE技术部分克服了TE的局限性，在传统超声(US)影像基础上覆盖彩色弹性图像来表现LS程度使其更加直观，高振幅声波脉冲发射到目标肝组织上产生剪切波，与TE固定的声波脉冲相比，很少受腹水干扰。Choi等[18]随访23例肝硬化门静脉高压患者，运用SWE监测LS及经颈静脉插管监测 HVPG，发现HVPG变化值(ΔHVPG)和LS变化值(ΔLS)呈强相关性(r=0.863,P<0.001)，ΔLS预测疾病好转及恶化的AUC分别为0.794(95%CI: 0.576～0.932)、0.925(95%CI: 0.735～0.993)，灵敏度均为100%，特异度分别为76.47%、78.57%，说明运用SWE评估ΔHVPG有助于诊断肝硬化及门静脉高压症及预测预后。

2.3 声辐射力脉冲成像技术(acoustic radiation force impulse, ARFI)ARFI采用聚焦短时程(约262 ms)固定频率(2.67 MHz)声脉冲，激发面积在1 cm×0.6 cm以内感兴趣区(region of interest, ROI)，利用超声跟踪因其内组织局灶性纵向位移产生的横向剪切波，并以剪切波速度(shear wave velocity, SWV, m/s)作为衡量标准。Chen等[19]采用APFI测量SWV，以METAVIR评分系统作为金标准，得出其诊断肝纤维化程度分级的AUROC曲线：F1vsF2～4、F1～2vsF3～4、F1～3vsF4分别为0.8434、0.8997、0.9036。

3 CT

3.1 门静脉CTA目前门静脉CTA是临床上运用较多的评估肝硬化门静脉高压程度的检测方法，门静脉造影及三维重建技术使门静脉系统各血管间复杂的空间解剖关系得到清晰还原，在体测量门脉系统及主要侧支血管的管径及脾脏体积，以门静脉直径估计门静脉高压程度，也可评估门静脉血栓形成情况，操作简便易行，县市级医院均可开展该项检查，但无法量化指标，造影剂对肾功能有一定损伤，合并肾功能不全者，无法行此项检查，静脉充盈时间存在个人差异，门静脉CTA无法针对每个被检查者计算其动静脉充盈时间，因此存在一定的误差，门静脉压力高于一定范围后与门静脉直径的相关关系逐渐减弱，因其存在射线辐射无法重复检查。

3.2 基于CT的三维数字有限元检测法杨长青等[20]与流体力学专业与计算机专业等专家联合攻关，在国际上率先采用基于CT的三维数字有限元检测法进行了门静脉高压的无创检测量化分析，将多普勒彩超所测的血流动力数据与CT的影像学文件结合，进行计算机有限元分析。利用门静脉CTA影像资料三维重建结构模型，通过有限元数值分析和流体学计算，对门静脉压力和其他血流动力学指标进行量化分析，所得虚拟值与直接测定值两组数据有很强的相关性(r=0.748,P=0.008)。采用Matlab软件进行编程、计算，自主开发一套专业的基于三维数字模型的无创性门静脉压力检测软件，并申请了专利，计算的虚拟值与手术有创测压值的平均差值为(-0.52±2.17) mmHg。

4 磁共振成像

4.1 多参数磁共振成像技术由T1驰豫时间(T1 mapping)、T2弛豫时间(T2 mapping)、磁共振质子波谱(1H-MRS)组成的多参数磁共振成像技术，能够分别量化肝纤维化、脂肪变性及含铁血黄素沉着程度，是一种安全、快速、可重复检查、能被广泛应用的新兴无创肝硬化检查技术。Banerjee等[21]将多参数磁共振与组织活检1∶1配对比较发现磁共振与组织学检查有很强的相关性(纤维化：r=0.68，P<0.0001; 脂肪变性r=0.89,P<0.001; 含铁血黄素沉着病：r=0.69,P<0.0001)，诊断纤维化、脂肪变性及含铁血黄素沉着的AUROC分别为0.94、0.93、0.94。Pavlides等[22]通过多参数MRI值分析肝脏炎症和纤维化评分(the liver inflammation and Fibrosis score, LIF score，0～4分，<1分、1分～1.99分、2分～2.99分、≥3分分别代表正常、轻度、中度及重度肝病)，并通过对112例慢性肝病患者随访研究发现LIF≥3分患者较<2分患者出现并发症甚至肝病终末事件的风险更高，且LIF<2分的患者未发生肝病相关事件(阴性预测值NPV 100%)。

4.2 磁共振参数+APRIZhang等[23]通过MRI测量56例患者脾脏体积(SV)、脾静脉直径(SVD)、门静脉直径等指标，收集患者年龄、性别、体质量指数(BMI)等基础资料，谷草转氨酶(AST)、血小板计数(PLT)、实验室指标，直接通过剖腹手术经胃网膜右静脉测量门静脉(free portal venous pressure, PVP)，并分析其线性关系，发现SV/BMI、SV、APRI(APRI=[(AST/AST正常值上限)/血小板计数×109/L]×100)及SVD与PVP呈强正相关，得出公式PVP(mmHg)=2.529+1.572×SVD(mm)+0.231×SV/BMI(×104cm2/kg)+3.44×APRI，PVP预测值与实际值呈强相关(r=0.945,P<0.001)，AUROC为0.945(95%CI：0.867～1.000)，Bland-Altman分析预测值及实际值的一致性发现平均差为0.026 mmHg，标准差为2.572 mmHg，为临床可接受范围，表明该公式预测值与实际测量值一致，并招募36例患者进行验证，发现相关系数为r=0.944(P<0.001)，Bland-Altman分析：平均差为-0.62 mmHg，标准差为2.63 mmHg，AUROC为0.935(95%CI: 0.856～1.000)，尽管还需要多中心大样本的验证该公式准确有效性，但这种以磁共振为基础的新型无创性评估门静脉高压的量化测量方法，以其简便、可重复、准确的优势，拥有广阔的前景。

近年来，国内外学者对门静脉高压症的无创诊断开展了许多研究，囊括生化检查、超声、CT、MRI等方面。虽然目前已探索出许多新的无创性诊断指标，但大多数指标无法量化门静脉压力。基于CT的三维数字有限元检测法及MRI构建的门静脉压力线性评价方程提供了一套特异性强、准确性高的无创性诊断方法，使门静脉高压的防治迈上一个新的台阶，但目前仅完成了单中心小样本前瞻性研究验证，有待于更多大样本、多中心研究验证。

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(责任编辑：王全楚)

Progress of noninvasive diagnostic methods for assessing the severity of cirrhosis

ZENG Xi, CHEN Mingkai, WU Nannan, WANG Fang

Department of Gastroenterology, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430000, China

Cirrhosis is the terminal stage of chronic liver disease including viral hepatitis, alcoholic hepatitis, fatty liver disease, autoimmune hepatitis, and other unknown causes. The severity of liver fibrosis and portal hypertension is associated with upper gastrointestinal bleeding, hepatic encephalopathy and other complications.Accurate assessment of liver fibrosis degree and the measurement of portal vein pressure are critically to optimize the treatment strategy, assess prognosis and guide the follow-up.In this article, we summarized noninvasive diagnosis evaluation for cirrhosis from the aspects of laboratory examination, Doppler ultrasound, computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging(MRI) aimed at looking for diagnosis methods which are safe, economic, convenient and repeatable.

Cirrhosis; Liver fibrosis; Portal vein pressure; Noninvasive diagnosis

曾西，硕士研究生在读，研究方向：肝硬化及消化系早癌临床基础研究。E-mail：328381530@qq.com

陈明锴，主任医师，硕士生导师，研究方向：肝硬化及消化系早癌临床基础研究。E-mail：kaimingchen@163.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.01.001

R575.2

A

1006-5709(2017)01-0001-04

2015-08-19