受控衰减参数无创定量诊断肝脂肪变性的研究进展

马亚楠，刘近春

山西医科大学，山西 太原 030001

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一组以肝脏脂肪沉积为病理特征的异质性疾病[1]。NAFLD已成为最常见的慢性肝病，全球平均患病率约为25%，除引起肝脏损伤外，还会增加心血管疾病(CVD)、慢性肾病、骨质疏松和结肠癌风险，且与血清维生素D水平、血清尿酸水平、多囊卵巢综合征均具有相关性[2]，是一种多系统累及的代谢性肝病。为了更准确地反映其发病机制并方便对患者进行分层管理，现国际专家小组建议将其更名为代谢相关脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease，MAFLD)[3]。因此，早期诊断肝脂肪变有助于评估疾病的预后及早期制订合理的治疗方案，延缓疾病进展，减轻患者负担。虽然肝脏活检是诊断NAFLD的金标准，但其临床推广应用往往受限于其明确的有创性及抽样误差[4]。普通超声作为诊断脂肪肝的传统手段，已成熟应用多年，且医疗成本低，但对于肝脏脂肪含量在30%以下的敏感性低，一致性差，且对操作人员的依赖性强。近年来，瞬时弹性记录仪(FibroScan)实施受控衰减参数(controlled attenuation parameter，CAP)被广泛应用于无创定量检测肝脏脂肪变性程度，它的出现弥补了普通超声不能定量评估肝脏脂肪含量及主观性强的缺陷，且国内外多项研究[5-9]显示，其灵敏度、特异度及可重复性良好，且混杂因素少，价格也与普通超声相近，同时还能进行肝硬度检测(liver stiffness measurement,LSM)[10]，不仅如此，瑞士伯尔尼大学Margini等[11]研究发现，CAP值还与临床首次肝功能失代偿发生有独立相关性，另外，CAP作为一种新颖且有前途的无创检测技术，除了在肝脏脂肪含量、肝炎动态变化以及肝衰竭预后领域广为应用外，其应用价值还可扩展至乳腺、甲状腺，同时还可对心肌功能进行检测评估[12]。本文就CAP评估肝脏脂肪变性的研究进展作一概述。

1 CAP评估肝脂肪变性的原理和操作方法

超声衰减是其在介质传播过程中的一种物理性质，表现为超声在介质中传播时能量的损失，而脂肪被认为是一种衰减介质，因此，自20世纪80年代初以来，许多研究人员试图通过简单的定量衰减参数来评估肝脏脂肪变性程度。FibroScan利用一种名为CAP的新型专利算法，实现了超声衰减评估，仪器通过探头振动轴发出低频率、低振幅弹性波，弹性波进入体内在组织中传播，与此同时，探头上的超声换能器进行连续的超声采集以跟踪弹性波的传播并测量其速度，测量时使用频率为3.5 MHz的超声波，测量结果以dB/m为单位。弹性波的传播速度与脂肪变性程度密切相关，其在脂肪组织内的衰减系数为175～630 dB/m，因此，通过测量弹性波的传播速度，可评估肝脏脂肪变性的程度，且CAP值会随着肝脂肪变性程度的加重而增加。测量过程中，CAP的测量区域与LSM相同，只有当LSM测量有效时才会评价此次测量的CAP值，因此，CAP通过受控瞬时弹性成像确保了测量时能够自动获取肝脏超声衰减数值，实现了肝脏脂肪变性的无创定量诊断[13]。

测量时患者空腹，取仰卧位，右手置于脑后，最大限度扩展肋间隙，检测区域选择右侧腋前线至腋中线第7、8、9肋间。一般选择与肝活体组织检查相同部位检测。操作时，探头涂上藕合凝胶，保持探头与肋间隙皮肤表面垂直，测量时应注意避开大血管等结构，轻压探头使压力指示器显示为绿色，显示屏上M波形强度一致且分布均匀、A波形呈线形时即开始检测。要求每例对象成功检测10次以上，取所有有效测量结果的中位数为最终结果。所有测量值的四分位间距(inter quartile range，IQR)与中位数的比值<30%且成功率(成功检测次数/总检测次数)≥60%为有效测量。

2 CAP评估各级肝脂肪变性的最佳临界值的选择

我们根据肝活检结果将肝脂肪变性分为：S0：<5%，S1：5%～33%，S2：34%～66%，S3：≥67%。法国Sasso等[13]较早开展的一项多中心临床试验中，共纳入了115例来自不同国家和地区的慢性肝病患者(其中NAFLD患者17例)，同时接受CAP检查与肝穿刺活组织检查，进行对照结果发现，CAP值与肝脂肪变性程度分级明显相关(r=0.81)，受试者工作特征曲线下面积(AUROC)在≥S1为0.91(95%CI：0.86～0.97)，≥S2为0.95(95%CI：0.91～1)，≥S3为0.89(95%CI：0.75～1)，提示CAP值对肝脏脂肪变性具有良好的检测效能。随后，越来越多的国内外学者致力于FibroScan的研究，将其与肝穿刺活组织检查进行对照，并得出了各级CAP的临界值，但不同国家、不同地区得出的结果不完全一致，目前仍未确定统一的分期标准。

沈峰等[14]最早在我国探寻CAP诊断肝脏脂肪变性临界值进行的一项多中心临床试验表明CAP鉴别5%脂肪变具有较高的准确性，且基于CAP与BMI同样独立相关，同时对BMI进行校正，当BMI<25 kg/m2时，CAP诊断5%脂肪变性的最佳临界值为244.5 dB/m，BMI≥25 kg/m2时，CAP诊断5%脂肪变性的最佳临界值为269.5 dB/m。徐亮等[15]对427例慢性肝病患者的研究中得出，肝脂肪变性等级≥5%、≥34%和≥67%的CAP最佳临界值分别为230 dB/m、252 dB/m和283 dB/m(AUROC值分别为0.803、0.942、0.938)，且CAP能很好地区分除S2与S3之外任何等级的脂肪肝，即CAP对区分中、重度脂肪肝的能力较差，这与CAP的影响因素有关，后面会进一步阐述。一项[16]纳入19篇文献包括了多个研究中心共2 735例慢性肝病患者(其中20% NAFLD/NASH，均以肝脏活检为对照)的荟萃分析得出：≥S1、≥S2和≥S3的CAP最佳临界值分别为：248 dB/m、268 dB/m、280 dB/m，且强调在分析结果结合患病率、病因、糖尿病和BMI可以使CAP得到更好的解释。

综上，由于研究对象在病因、年龄、种族等方面存在一定的差异，我们得出的临界值也不完全一致，但不同的研究结果均提示CAP值≥300 dB/m基本可以判断肝脏存在中、重度脂肪变性，因此，CAP虽可定量评估肝脂肪变性，但我们临床工作中应用CAP评估肝脂肪变性临界值的确定仍需结合各地区、各种族、更大样本量的研究结果。

3 CAP临床筛查肝脏脂肪变性的灵敏度、特异度、可重复性及一致性评估

徐亮等[15]在FibroScan实施CAP无创定量检测肝脂肪变性应用价值的研究中，纳入427例慢性肝病患者，以肝活检为对照，得出CAP诊断肝脏脂肪变性>S0、>S1和>S2的灵敏度和特异度分别为0.689和0.782、0.951和0.789、0.944和0.901。Andrade等[8]对159例慢性肝病患者进行研究，得出相应的结果分别为0.816和0.765、0.935和0.841、0.951和0.890。随后，Karlas等[16]综合各地区多中心较高质量的研究结果(共包括2 735例慢性肝病患者)进行荟萃分析发现，CAP检测各等级肝脂肪变性的灵敏度和特异度较好，以248 dB/m、268 dB/m、280 dB/m为最佳截断值来定义脂肪变性程度>S0、>S1和>S2，其灵敏度和特异度分别为0.688(95%CI：0.600～0.750)和0.822(95%CI：0.761～0.897)、0.773(95%CI：0.690～0.838)和0.812(95%CI：0.749～0.879)、0.882(95%CI：0.765～0.956)和0.776(95%CI：0.720～0.821)。以上研究结果均以肝脏组织学结果为对照得出，证明CAP在诊断各级肝脏脂肪变性时均表现出较高的灵敏度和特异度。

相对于普通B超，CAP除了灵敏度和特异度方面表现良好外，在诊断性能方面的主要优势在于其诊断肝脂肪变性的一致性及可重复性好，对操作者的依赖小。沈峰[17]等对63例NAFLD患者进行CAP重复性测量研究，结果显示同一操作者两次操作组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)为0.848(95%CI：0.761～0.905，P<0.01)，不同操作者对同一患者进行检测的ICC为0.718(95%CI：0.607～0.896，P<0.01)，均表现出了很好的相关性。另外一项[18]来自美国的多中心临床试验对961例NAFLD患者进行两次CAP检查，其中838例患者两次检查均由同一操作者进行，123例患者的第2次CAP检查由另一操作者进行，经过Spearman相关性分析发现，无论是在同一操作者前后(r=0.82)还是不同操作者之间(r=0.70)均表现出了很好的相关性。

从单一群体小样本研究到目前越来越多的多中心、大样本的研究，FibroScan实施CAP无创定量检测肝脂肪变性的灵敏度、特异度、可重复性及一致性的优良表现得到了越来越多临床研究的肯定。尽管CAP与肝脂肪变性有明确的相关性，但其划分不同程度脂肪变性的性能表现却不一致，Wong等[19]纳入不同地区及种族共754例患者的多中心临床研究发现，CAP值对中、重度肝脂肪变性分层的准确性较轻度脂肪肝欠佳，这与Sasso等[13]及Jung等[20]对在CAP值量化重度脂肪肝方面得出的结论一致，因此我们后续在以肝组织学为对照的研究中，可考虑根据最新的代谢相关脂肪性肝病共识，对患者进行更细致的分层研究，比较不同组分中CAP的诊断性能。同时结合CAP的其他相关影响因素，更加灵活、具体的开展临床应用。

4 CAP与代谢综合征组分的相关性

NAFLD作为代谢综合征在肝脏的表现逐渐受到多学科重视，并且人们认识到脂肪肝常常会与其他肝脏疾病共存(如病毒性肝炎、自身免疫性肝炎和酒精性肝炎等)对疾病的发生发展产生协同作用，因此为了准确反映这一认知，今年由来自22个国家代表组成的专家小组整合了目前对NAFLD患者异质性的理解，提出了一个新的术语建议——代谢相关脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease，MAFLD)[21]。CAP既被广泛用于评估肝脏脂肪变性，同时它与代谢综合征组分之间的关系也受到广泛关注。范建高教授团队[22]在CAP与代谢综合征关系的临床研究中纳入了健康体检人群2 461名，研究了CAP与各代谢综合征组分的相关性，结果发现，CAP值与代谢综合征组分个数呈正相关，且CAP值随着代谢综合征组分个数增加而增加，即CAP值可在一定程度上反映代谢综合征的严重程度。同时发现，CAP值越高，代谢综合征及其各组分的患病率越高，提示机体合并各种代谢紊乱的可能性也在随着肝脂肪变性的严重程度的增加而增加。而国外则有直接应用CAP在健康体检者中进行代谢综合征筛选的报道[23]，研究发现，仅CAP评分AUROC就可以达到0.79，最终模型中，AUROC则可以提高到0.88，而该模型仅包含4个参数(CAP评分、性别、年龄和BMI)。除健康体检人群外，考虑到世界范围内人口老龄化程度的加重，也有学者[24]关注到了中老年NAFLD患者CAP值与代谢综合征组分的相关性。研究发现，CAP值与代谢综合征患病率、代谢综合征组分的数量、肥胖、高甘油三酯血症、高血压、高血糖、高尿酸血症呈正相关，研究结果为预防和延缓中老年非酒精性肝病的进展提供了新的预警策略。

5 CAP诊断肝脂肪变性的影响因素及其局限性

目前CAP在评估肝脏脂肪变性方面的诊断价值已在众多高质量临床研究中得到证实，且研究发现，CAP值与肝脏脂肪变性和体质量指数(body mass index，BMI)独立相关。一项[15]关于CAP诊断价值的研究中经过一元线性相关回归分析、多元逐步回归分析后发现，CAP除与肝脂肪变性程度有关外，还与BMI独立相关，且随着BMI升高，CAP检测成功率呈下降趋势，正常体质量和肥胖组检测成功率分别为93.9%和75.0%。未发现其受肝纤维化、炎症等因素的影响，因此认为CAP适用于检测各个阶段的慢性肝病患者脂肪变性。Andrade等[8]在159例慢性肝病患者的研究中发现，CAP值与肝脂肪变性及BMI之间呈显著正相关，同时与2型糖尿病、高血压、高胆固醇及高甘油三酯也有相关性，而与炎症反应、纤维化、转氨酶无关；BMI>25 kg/m2、血脂异常、不同病因与较高的CAP值独立相关。另外一项[7]纳入5 323例患者的研究发现，与CAP升高显著相关的因素有BMI>25 kg/m2、代谢综合征、酗酒、肝脏硬度>6 kPa。由此可知，随着代谢综合征、肥胖、糖尿病或高血压的发病率及其余导致脂肪肝的病因的增加，CAP值会随之升高，也就是说CAP在反映肝脏脂肪变性的同时，也可能反映了代谢综合征的严重程度。

局限性：FibroScan的M型探头测量范围为皮下2.5～6.5 cm的区域内，如果皮肤-肝包膜距离(skin-capsule depth，SCD)>2.5 cm可影响CAP测量精确性[13]。一项对101例经活检证实的NAFLD患者和60例非NAFLD对照患者的研究[25]发现使用M探针获得的CAP能够很好地反映肝脂肪变性，但在肥胖个体中的准确性较低。除了SCD，有研究[18]表明，女性、BMI>30 kg/m2及CAP的四分位间距(IQR)≥40 dB/m时，CAP诊断脂肪肝的准确性同样下降。近年来，XL探针的发明克服了M探针在肥胖患者中应用的局限性，其在皮肤表面以下有更大的测量深度，可保证测量的准确性。一项[26]以肝活检(liver biopsy，LB)为金标准，比较M与XL探针诊断性能的研究中，236例慢性肝病患者分别用M和XL探针检测各脂肪变性等级，使用AUROC评估诊断性能，M与XL探针各级AUROC分别为：S1：0.82vs0.83，S2：0.89vs0.88，S3：0.92vs0.93，采用Delong试验对AUROC进行比较，发现两种探头诊断性能差异无统计学意义。这与Oeda等[27]进行的一项采用FibroScan M/XL探针诊断NAFLD患者肝纤维化和脂肪变性的多中心、前瞻性研究得出的结论一致。因此，临床上我们可以根据患者的具体情况选择不同探头类型克服SCD对CAP精确性的影响。

6 小结与展望

NAFLD已成为世界重要的公共卫生负担之一，全球超10亿人受影响，4个欧洲大国(英国、法国、德国和意大利)直接归因于NAFLD的年估计医疗费用超过350亿美元，美国超过1 000亿美元[28]。然而其发病机制尚不明确，且起病隐匿，多数患者在出现肝功能损伤甚至进展至肝硬化之前均因无明显症状和认识不足而存在诊断及干预不及时的现象。早期发现并且积极采取强化生活方式等有效干预措施可延缓疾病进展，降低高成本并发症的风险。目前国外大量多中心大样本的研究数据均对CAP筛查NAFLD的效果予以肯定，但中国目前尚缺乏多中心大样本的临床研究，且CAP在临床广泛推广应用的时间尚短，其长期预后应用研究才刚刚开始，尚无经济学评价报道，临床应用的长期获益仍不明确，因此这一指标在肥胖、高血压、糖尿病及代谢综合征等NAFLD的高危人群中还未被列为常规筛查项目，未来研究应注重CAP筛查肝脂肪变性的远期成本效果分析，从卫生经济学角度评价CAP筛查NAFLD的长期收益，为NAFLD在高危人群中的筛查提供依据。