肾纤维化指数与叶间动脉阻力指数在肾间质纤维化分级中的应用

冷雪姣 吴晨

肾间质纤维化（renal fibrosis，RF）是慢性肾病（chronic kidney disease，CKD）进展的重要预测因素[1-3]。肾活检是评估RF 严重程度的重要手段，但其有创性使得临床使用存在诸多禁忌且无法反复实施[4-5]。近年来，基于实时组织弹性成像（real-time tissue elastography，RTE）的肝纤维化指数（liver fibrosis index，LFI）已广泛用于各种肝病所致肝纤维化的评估[6-8]，而基于相同原理的肾纤维化指数（renal fibrosis index，RFI）用于CKD 所致RF 的评估却鲜见报道。肾叶间动脉阻力指数（interlobular artery resistance index，IARI）是反映局部肾血流的重要指标，有研究显示，IARI 不仅可用于预测RF 程度，而且与RTE 结果密切相关[9-10]。本研究从组织生物力学和血流动力学角度出发，以实施肾活检的CKD 患者为观察对象，以RFI和IARI 为观察指标，比较两者在不同RF 等级患者间的差异，并探讨两者联合对RF 等级的预测价值，为无创评估CKD 患者RF 程度提供临床依据和学术参考。

1 资料和方法

1.1 一般资料 回顾性分析2017 年1 月至2021 年12月在丹阳市人民医院接受超声引导下肾穿刺活检的93 例CKD 患者，记录年龄、身高、体质量、血压及是否患有糖尿病。纳入标准：（1）年龄＞20 岁；（2）符合临床进行肾穿刺活检的适应证；（3）符合肾脏病预后质量指南提出的CKD 的诊断标准，肾脏损害或估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）＜60 mL/（min·1.73 m2）超过3 个月。排除标准：（1）一过性的尿检异常；（2）有明确肾活检禁忌证；（3）多囊肾或急性肾损害。另于本院招募性别、年龄匹配的健康受试者30 名作为对照组。纳入标准：（1）年龄20～60岁；（2）无CKD；（3）无长期服用药物；（4）接受彩色多普勒（color Doppler flow imaging，CDFI）和RTE 检查。排除标准：（1）超声检查图像质量欠佳；（2）家族遗传性肾脏疾病。所有受检者均无肾功能（eGFR、血肌酐、尿素氮和24 h 尿蛋白）及影像学异常，无冠心病、糖尿病、高血压等可能影响肾功能的疾病。本研究通过本院医学伦理委员会审查通过（批准文号：20220110）。所有受试者获悉研究详情并签署知情同意书。

1.2 CDFI、RTE 检查与超声引导下的活检 选择Toshiba Aplio500 型CDFI 超声诊断仪，配3.5～5.0 MHz凸阵探头并具备RTE 功能。受试者取仰卧位或侧卧位，充分暴露检查部位，探头扫查至拟行超声引导下肾活检侧肾脏冠状切面，测量肾脏最长径及肾下极实质厚度。启动CDFI 功能，定位肾下极叶间动脉，以连续出现3～5 个相似的频谱波形为标准声像图时测定IARI。切换至RTE 功能，设置感兴趣区（region of interest，ROI）为20 mm×20 mm，将取样框置于肾下极肾实质处，根据心脏搏动及平静呼吸，以连续出现至少5个相似波形为标准RTE 图，并由系统自动计算出RFI。上述操作由1 名10 年以上超声检查经验的医师独立完成，所有测量重复3 次取平均值。

超声引导下的肾活检由2 名10 年以上超声介入经验的医师完成。选取行CDFI 及RTE 侧肾脏下极为穿刺目标。在超声引导下，使用18G 活检枪进行穿刺活检，重复操作共取2～3 条组织，取得的组织条放置于先前准备好的用0.9%氯化钠溶液浸湿的纱布中，0～4 ℃冰箱保存，送至病理科检查。

1.3 实验室及病理学检查 所有受试者均于CDFI 和RTE 检查的当日清晨采集血样和尿样，记录eGFR、尿蛋白肌酐比值（urine albumin creatine ratio，UACR）、糖化血红蛋白（hemoglobin A1C，HbA1C）及N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-D-glucosaminidase，NAG）。肾活检组织条经石蜡包埋处理后连续切片，厚3 μm。HE 染色后光镜下观察。以含7 个及以上肾小球的标本为有效标本。根据活检样本中肾皮质受累比例，即纤维化区域占皮质区域的百分比进行分级，间质纤维化占6%～25%皮质区域为轻度RF，间质纤维化占26%～50%皮质区域为中度RF，间质纤维化超过50%皮质区域为重度RF，并依此分为轻度RF 组、中度RF 组和重度RF 组。记录所有标本病理诊断结论、RF 分级及相应例数。

1.4 统计学处理 使用SPSS 26.0 统计软件。计量资料以表示，多组间比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用LSD-t检验；计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验。RFI 和IARI 与不同等级RF 的相关性分析采用Spearman 秩相关，相关性分析结果采用协因素校正。采用有序logistic 回归分析筛选影响RF等级的危险因素，并使用ROC 曲线分析比较各危险因素的AUC、灵敏度和特异度。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组及不同程度RF 患者临床及超声指标比较 93 例CKD 患者接受CDFI、RTE 检查以及肾活检，根据纳入及排除标准，最终82 例患者纳入分析。轻度、中度和重度RF 组患者分别为28、26 和28 例。对照组eGFR、UACRRFI 和IARI 与RF 各组比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。组内分析显示，轻度与中度RF 组RFI 和IARI 比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；中度与重度RF 组eGFR、RFI 比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；RF 各组间UACR 差异无统计学意义（P＞0.05）。4 组人口学资料、生化指标、病理检查结果及超声检查结果见表1，4 组RTE 结果见图1（封三）。

表1 对照组和不同程度RF患者临床及超声指标比较

图1 4 组肾脏RTE 图

2.2 临床资料与RF 等级的相关性分析 随RF 等级升高，3 组患者eGFR 逐渐降低，UACR、RFI 和IARI 均逐渐上升。RFI、IARI 与RF 等级呈显著正相关（r=0.712、0.685，均P＜0.01）；eGFR 与RF 等级呈显著负相关（r=-0.408，P＜0.01）；UACR 与RF 等级无相关性（r=0.282，P＞0.05）。校正eGFR 和UACR 后，RFI、IARI 与RF 等级仍呈显著正相关（r=0.697、0.656，均P＜0.01）；校正RFI 和IARI 后，eGFR 与RF 等级无相关性（r=-0.238，P＞0.05），UACR 与RF 等级呈显著正相关（r=0.366，P＜0.05），见表2。

表2 临床资料与RF等级的相关性分析

2.3 影响RF 等级的因素分析 以RF 等级为因变量，以eGFR、UACR、RFI 和IARI 为自变量进行有序logistic回归分析。结果显示，RFI（OR=2.698，95%CI：2.495～2.884，P＜0.01）和IARI（OR=1.446，95%CI：1.037～1.908，P＜0.01）是影响RF 等级的独立危险因素，见表3。

表3 影响RF等级的因素分析

2.4 RFI 和IARI 对RF 等级的诊断价值 RFI 单独预测RF 等级的AUC 为0.738，95%CI：0.635～0.832，P＜0.01，灵敏度为0.646，特异度为0.804；IARI 单独预测RF 等级的AUC 为0.669，95%CI：0.581～0.752，P＜0.01，灵敏度为0.608，特异度为0.756；两者联合预测RF 等级的AUC 为0.793，95%CI：0.707～0.886，P＜0.01，灵敏度为0.716，特异度为0.849，见图2。

图2 RFI 和IARI 诊断RF 等级的ROC 曲线

3 讨论

准确评估RF 等级是临床制定CKD 治疗决策的重要依据[11]。作为“金标准”，肾活检可直接获得RF 等级的直接诊断信息，但有创性及高并发症风险决定了其无法作为长期方法使用。因此，目前临床尚缺乏一种敏感、简便、可重复且可行性强的检查手段以无创评估RF 等级。本研究使用RTE 和CDFI 检查，分析不同RF 等级患者肾脏RFI 和IARI，结果发现健康受试者与不同程度RF 患者RFI 和IARI 比较，差异有统计学意义。相关性分析发现RFI 和IARI 与RF 等级存在显著正相关，且两者均为影响RF 等级的独立危险因素，两者联合预测RF 等级的灵敏度、特异度均较高，因而预测效能较好。本研究结果为无创性评估RF 提供进一步的理论支撑和参考依据。

实时弹性成像技术作为一种评估组织弹性的无创检测技术已在临床广泛应用。目前常用的有剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）和RTE 两种[12]。钟婷婷等[13]研究显示SWE 可作为一种定量评估CKD 患者RF 的无创检查方法，有助于区分轻度和重度RF。另有研究显示在结扎了猪的一侧肾动脉后，该侧肾脏的剪切波速度亦显著降低[14]。上述研究结论证明SWE 在定量评估肾实质弹性中取得了良好的结果，但受肾动脉血流量影响而结果差异较大，间接提示评估肾实质弹性应采取RTE联合肾动脉血流动力学的综合评估模式。本研究基于心脏搏动诱导产生组织位移和应变重分布进行RTE，由于不依赖组织本身的血流灌注，因此具备较高的可重复性。本研究中，即使RFI 在对照组与不同RF 等级间及不同等级RF 组内均存在统计学差异，但其单独预测RF 等级的效能仍然偏低，这与先前研究结论一致[15-17]。ROC 曲线分析显示，相比单独采用RFI 预测RF 等级，RFI 联合IARI 的预测效能更高，提示肾血流量仍然是综合研判CKD患者RF 等级不可或缺的重要因素，可能原因如下：阻力指数（resistance index，RI）是反映动脉血流灌注的敏感指标，CKD 引起的RF 小动脉变性坏死均会导致RI 增大。叶间动脉由于更靠近肾实质，因而能更敏感地凸显肾实质血流灌注的真实变化。值得注意的是，当采样点向远端肾动脉移动时，收缩期动脉流速下降明显，而在叶间动脉处的RI 值则相对稳定。需要特别提及的是，联合指标对RF 轻度与中度组间的预测效能不佳，可能原因如下：轻度RF 时，肾脏可能同时存在炎症反应、纤维化形成、瘢痕形成等复杂病理改变。涉及到间质纤维化改变时，可能伴随肾小球硬化、基底膜及系膜细胞增生、血管壁增厚等病理变化，而上述病理改变均会导致RFI 值增高[18-19]。

众多研究已使用RTE 探索了肾实质弹性与蛋白尿及CKD 分期间的潜在关系[20-22]，但未与RF 等级作进一步的相关性分析。临床及病理资料显示RF 是CKD显著的病理改变之一，RF 等级随临床症状的加重逐渐升高，最终引起肾实质变硬[23]。本研究显示RFI 与RF等级呈显著正相关，校正协因素后相关性依然存在，显示RFI 可真实准确地反映CKD 患者RF 的病理状态，并且可以作为长期可靠的监测指标。本研究仍存在一些不足，如单中心研究限制了样本量，可能会使结果产生一定误差；未结合治疗后的结果做进一步的对比研究；未考虑不同仪器及不同资质人员对研究结论的一致性。今后研究需继续补充完善，以获得更为科学和精确的结果。

总之，本研究基于超声生物力学及血流动力学证据对CKD 患者RF 等级进行了初步预测研究，相关结果可以作为临床判断CKD 患者病情的重要参考依据，同时也为超声影像学应用于CKD 病理层面的探索做了铺垫性工作。