分子影像学与纤维化（四）：肠纤维化显像之一

李周雷 谭婉红 孟霁昕 黄思韵 陈仲本

约30%的克罗恩病（Crohn’s disease，CD）患者肠道会发生纤维狭窄，手术是纤维化狭窄的治疗终点［1］。CD 患者的慢性炎症可漫布整个肠壁并诱导肠道损伤和修复、血管生成、淋巴管生成以及免疫细胞和间充质细胞的活化，并分泌细胞外基质（extracellular matrix，ECM）［2］，使胶原蛋白在黏膜下层沉积，导致黏膜肌层和固有肌层增厚［3］。目前的药物对CD 相关的纤维化性狭窄的疗效有限［4,5］，因此，内镜扩张和手术切除是主要的治疗选择［3］。一项动物炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）研究显示在纤维化发生早期，局部rho 激酶抑制（AMA0825）既可预防也可以逆转纤维化的进程［6］。因此，使用医学影像技术在纤维化发生的早期确诊，指导治疗决策及监测疗效，并有望筛选出阻断纤维化发病机制的药物。

断面成像技术如肠道超声（ultrasound，US）、计算机断层扫描小肠造影（computed tomography enterography，CTE）和磁共振小肠造影（magnetic resonance enterography，MRE）对CD 狭窄诊断均具有较高的准确性［7,8］。然而，在同一CD 患处往往有不同程度的炎症和纤维化进程共存［9］。因此，有效区分炎症与纤维化，并对肠壁纤维化的程度进行分级对治疗决策至关重要，且具有很大挑战［10］。生物标志物有望成为鉴别炎症与纤维化的重要标靶，但需要进一步的数据来证实其在评估肠道纤维化方面的预测作用［11,12］。

本文将对现有用于评估和测量CD 肠纤维化进程的无创成像技术进行讨论。目前的断面成像技术在评估CD 疾病活动和并发症方面的符合率较高［7］。由于这些影像检查存在技术的异质性和缺乏明确的参考标准，使其在评估肠道纤维化方面存在较大差异［13］。

计算机体层成像（CT）

CT 获取的多平面图像组织对比度及分辨率相对较高。在观察管腔扩张，特别是回肠远端病变时，需要良好的图像质量。因此，行肠道CT 前需进行灌肠，在检查前患者口服对比剂，并注射抗蠕动剂，以优化小肠扩张［14,15］。

Chiorean 等［14］回顾分析了44 名肠切除术前CD 患者（47 个节段）的CT 显像参数，包括黏膜强化、壁分层、壁厚、壁强化、梳状征、淋巴结肿大、管腔狭窄（定义为与正常相比管腔狭窄程度≥50%）和狭窄前扩张，并对每个病理性肠段给予炎症评分（0 至3 分）和纤维化狭窄评分（0 至2 分）。结果显示：炎症和纤维化狭窄CT 评分与病理结果（P＜0.0001）一致；狭窄及其严重程度与病理纤维化评分显着相关（分别为P=0.001 和0.007），且狭窄是病理纤维化评分的最强风险因素（优势比：5.87；P=0.006）［14］。Li 等［15］成功建立了一个基于CTE 技术分析肠道中纤维化程度的放射组学模型，并回顾性分析了167 名接受过小肠切除术的CD 患者的基于CTE 的放射组学纤维化相关数据，结果显示基于CTE 的放射组学模型可准确表征CD 中的肠纤维化，且在对肠纤维化分级方面比放射科医生的视觉评价具有显著优势［15］。

磁共振成像

与CT 类似，MRI 也可获取对比度及分辨率相对较高的组织多平面图像，并需要通过对比增强成像（MRE）来观察病变细节［14］。Zappa 等［9］回顾性分析比较了53 名接受肠道手术的CD 患者的MRE 数据和组织学结果。结果显示纤维化进展与肠壁增厚程度显著相关，但与增强的程度无关。此外，纤维化的发生与炎症相关（r=0.63；P=0.0001）［9］。Fornasa 等［16］根据T2信号强度和钆剂增强T1的表现对小肠狭窄程度进行活动评分（activity score，AS），评分由0 到5 代表狭窄程度由低到高，并对小肠狭窄为炎症性或纤维化性狭窄。111 名CD 受试者中，48 名被诊断为小肠狭窄，其中23 名的AS 评分为0～1 分（由2 个AS 值的总和给出），并在3 d 内的术后组织学结果也显示纤维化形成。其余25例狭窄且AS 为2～8 分的患者均接受了药物治疗，其中1 例患者在14 d 后因症状复发而接受了手术，病理检测到轻度炎症伴严重纤维化。统计学结果显示MR 在诊断纤维化狭窄方面的敏感度95.8%，特异度100%，符合率为97.9%［16］。最近，Wagner 等［17］回顾性研究了35 例在手术前1 个月内行MRE 检查的回肠内CD 患者的平滑肌肥大情况与纤维化之间的相关性，结果显示磁共振活动性指数/Clermont 评分、T1WI 和T2WI 上的肠壁厚度以及表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值均与肌肉肥大程度显著相关，且平滑肌肥大程度与纤维化呈负相关［17］。

扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）

DWI 是一种基于MR 的成像技术，可在不使用对比剂的情况下分析细胞外和细胞隔室中水分子的运动。在CD患者肠道的炎性病变中存在水分子的扩散受限，表现为增强的扩散信号和相应的低ADC 值［18-21］。另一项针对20 名接受手术的CD 受试者研究中发现ADC 值与纤维化程度（P=0.023）呈负相关［22］。但DWI 技术在区分炎症和纤维化中的作用仍有待进一步证明。

磁化转移（magnetization transfer，MT）成像

MT 是一种对游离水分子中的质子与大分子（包括胶原蛋白在内）中的质子进行图像对比的技术。随着胶原蛋白数量的增加，其信号（MT 比）也随之增加，这一特性使MT成为间接测量组织中纤维化程度的工具［23］。Li 等［24］对31 名患有小肠狭窄的CD 受试者进行研究，对比了MRE、DWI 和MT 技术在纤维化分级中的效用，并使用术后组织病理学分析作为参考标准。研究结果显示：MT 比率与纤维化评分密切相关，但与炎症评分无关。并且不同程度的纤维化（非纤维化、轻度、中度和重度纤维化）肠段的MT 参数间存在显著差异。MT 相关的用于区分中度至重度纤维化与轻度-无纤维化的曲线下面积（area under the curve，AUC）值为0.919，高于ADC 相关的AUC 值和MRE 的增强增益比（分别为0.747 和0.592）。MT 技术在区分非纤维化和纤维化节段方面非常准确（AUC 为0.981，ADC 的AUC 值为0.869，MRE 增强增益比的AUC 为0.646）［24］。

正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET）

18-氟脱氧葡萄糖（18-Fluorodeoxyglucose，18F-FDG）PET通过在葡萄糖摄取和利用高的细胞（包括炎症细胞）能储存和潴留18F-FDG，来准确定位炎症区域。因此，18F-FDG PET 结果与CD 患者的炎症区域密切相关。当与CTE 或MRE 联合显像时，来自PET 显像的细胞唐代性功能数据会与CT 或MRI 提供的病变解剖位置结合起来［27,28］。Pellino等［29］对35 名有临床症状的小肠狭窄CD 患者进行了PETMRE 和PET-CTE 随访。结果显示29 名患者接受了手术治疗。PET-MRE 和PET-CTE 对病理节段检测的正确率为85%。在检测纤维化方面，PET-MRE 似乎比PET-CTE 更准确（AUC：0.77 比0.51，P＜0.007）。两种技术对炎症节段的诊断正确率无差异（PET-CTE 为75%，PET-MRE 为87.5%；P＜0.99）。PET-MRE 正确检测到了67%的纤维化或混合段，PET-CTE 的诊断率为28%（P=0.043）。最大标准化摄取值（standardized uptake value，SUVmax）的截止值为1.46，AUC 为0.944，敏感度100%，特异度83%，可识别存在纤维化和不同程度的炎症节段（P＜0.0001）［30］。另外，Catalano等［30］对19 名因肠壁狭窄而接受肠切除术的CD 受试者使用18F-FDG PET-MRE 进行回顾性研究。共发现33 个经病理学证实的节段（7 个有活动性炎症而无纤维化，11 个只有纤维化，15 个有混合征象）。Catalano 等［30］观察到与混合或炎症肠段相比，纤维化段的SUVmax、T2WI 上的信号强度×SUVmax和ADC×SUVmax有着显著降低（P＜0.05）。其中，PET/MRE 参数中ADC×SUVmax临界值小于3000 时纤维化和活动性炎症之间具有最佳区分（符合率、敏感度和特异度分别为71%、67%和73%）［31］。

未来，可能会有新的放射性示踪剂被引入PET-MRE来辨别CD 患者的纤维化与炎性组织，例如靶向纤维化的羟脯氨酸（胶原蛋白的成分）。结合18F-FDG-PET 和羟脯氨酸PET 来测量纤维化可能成为诊断CD 狭窄的更好选择。但是，由于采用更多示踪剂和增加扫描次数会导致成本和辐射剂量增加。