探讨磁共振成像技术动脉自旋标记（ASL）评估肾移植术后移植肾纤维化程度的可行性及其应用价值。
横断面研究。纳入2021年12月至2022年12月于苏州大学附属第一医院就诊的移植肾受者，所有受试者均行ASL磁共振检查，通过后处理软件获得移植肾血流参数，即肾皮质肾血流量（RBF）。根据患者移植肾Banff纤维化评分进行分组比较。采用单因素方差分析比较各组间移植肾皮质RBF的差异；采用Spearman相关分析肾皮质RBF与移植肾纤维化评分的相关性。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析肾皮质RBF及实验室指标鉴别不同纤维化程度移植肾的能力，使用Delong检验比较曲线下面积（AUC）。
共纳入60例患者，男42例，女18例，年龄（44.6±10.8）岁。患者根据Banff纤维化评分分为4组：ci0组（纤维化评分0分，11例）、ci1组（纤维化评分1分，21例）、ci2组（纤维化评分2分，20例）、ci3组（纤维化评分3分，8例）。随着移植肾纤维化程度加重，肾皮质RBF趋于减小，ci0~3组肾皮质RBF分别为（214.9±28.5）、（181.7±29.3）、（158.8±39.2）、（123.1±27.2）ml·（100 g）-1·min-1，差异有统计学意义（F=14.02，P<0.001）。移植肾皮质RBF与Banff纤维化评分呈中度负相关（r=-0.644，P<0.001）。移植肾皮质RBF和24 h尿蛋白区分ci0和ci1~3的AUC分别为0.881（95%CI：0.772~0.950）和0.680（95%CI：0.547~0.795），肾皮质RBF的AUC高于24 h尿蛋白（P=0.047）。肾皮质RBF区分ci0~1和ci2~3、ci0~2和ci3的AUC分别为0.796（95%CI：0.673~0.889）和0.900（95%CI：0.795~0.963）。
ASL能够定量评估移植肾血流灌注，对于区分不同纤维化程度的移植肾均有较高的效能。
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肾移植是终末期肾病患者最理想的治疗方案，但各种术后常见并发症如移植肾排斥、慢性移植肾损伤等，均可能会影响移植肾的存活［1, 2］。慢性移植肾损伤在肾移植术后不可避免，限制了移植肾的寿命，常常导致移植肾功能障碍甚至移植肾失功［3］。移植肾间质纤维化是一种常见、不可逆、进行性的慢性移植肾损伤，是移植肾预后的重要预测因子［4, 5］。移植肾间质纤维化以细胞外基质成分的过量沉积为特点，伴有间质炎性细胞浸润和组织微结构紊乱［6］。移植肾穿刺活检是目前评价移植肾纤维化程度的金标准，但受限于操作的有创性和活检样本量的局限性。此外，纤维化在移植肾内分布并不均匀，活检得到的样本量无法准确地反映整个肾脏纤维化程度［7］。
近年来，功能磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）在移植肾中的应用愈加成熟，为解剖成像与多参数功能信息的结合开辟了新的可能性［8, 9］。动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）使用血液作为内源性造影剂，无需引入外源性造影剂即可进行组织灌注测量。既往研究表明，ASL测得的肾皮质肾血流量（renal blood flow，RBF）与金标准所测值相当，慢性肾脏病与移植肾功能障碍患者的肾血流灌注显著减少［10, 11, 12, 13］。由于间质纤维化与毛细血管减少和微血管灌注受损有关，因此推测ASL测得的RBF可以反映纤维化的程度［14］。本研究旨在探究ASL在评估移植肾间质纤维化程度的可行性及其应用价值。
横断面研究。纳入2021年12月至2022年12月于苏州大学附属第一医院就诊的移植肾受者。纳入标准：（1）有移植肾穿刺活检指征：血清肌酐升高、尿检异常等；（2）术后接受骁悉/米芙+泼尼松+他克莫司/环孢素A三联抗排异治疗；（3）年龄≥18周岁。排除标准：（1）有MRI检查禁忌证（如幽闭恐惧症、子宫金属节育环等）；（2）MRI检查时发现移植肾巨大囊肿、血肿、梗死、肿瘤、动静脉严重狭窄等异常情况。本研究经苏州大学附属第一医院伦理委员会批准（伦理审批号：2022-412），所有患者均知情同意。
1. 资料收集：（1）所有受试者的基线人口学特征、实验室指标、病理穿刺结果，包括性别、年龄、移植术后时间、血清肌酐、胱抑素C、血红蛋白量、24 h蛋白尿、Banff纤维化评分。（2）记录所有受试者MRI检查当日血清肌酐，根据慢性肾脏病流行病学合作公式计算估算的肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）。MRI检查时间与移植肾穿刺时间间隔在48 h内。
2. 分组方法：移植肾病变的诊断和半定量评估参照2019年Banff移植病理学诊断标准［15］，Banff病变为涉及肾小管、血管或肾小球的病变，包括肾小球炎、间质纤维化、肾小管萎缩等，病变评分0~3分，严重程度逐渐上升。根据Banff纤维化评分结果，将所有受试者分为4组：ci0组（纤维化评分0分，皮质纤维化<5%）、ci1组（纤维化评分1分，皮质纤维化5%~25%）、ci2组（纤维化评分2分，皮质纤维化>25%~50%）、ci3组（纤维化评分3分，皮质纤维化>50%）。
MRI扫描采用Philips 1.5T MRI（荷兰飞利浦公司），采用28相控阵体部线圈。扫描序列包括T1加权像（T1WI）、T2加权像（T2WI）、ASL。扫描范围为肋弓下缘至耻骨联合下缘。ASL的扫描参数如下：重复时间：3 963 ms，回波时间：15 ms，体素大小：3.75 mm×3.75 mm×8.00 mm，视野：240 mm×240 mm×88 mm，快速自旋回波因子：20，平面回波因子：15，8个动态。
应用飞利浦后处理工作站处理得到所有移植肾的RBF图。以横断位T1WI为参考，选取靠近肾脏横轴最大径层面的图像，避开肾脏边缘、血管及集合系统，在移植肾RBF图上手动勾画移植肾皮质轮廓，得到相应区域的RBF。由2名高年资放射科医师采用盲法在移植肾RBF图上进行勾画测量，记录2名医师所测RBF，去掉明显偏倚值，取平均值。
采用SPSS 25.0统计学软件进行数据分析。采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）比较2名测量者所测RBF的一致性，ICC>0.75 表示一致性良好。对计量资料进行正态性检验，符合正态分布的计量资料以表示，组间比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用SNK法；不符合正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Kruskal-Wallis H检验。分类变量比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。采用Spearman相关分析肾皮质RBF和eGFR与移植肾间质纤维化评分的相关性；采用Pearson相关分析肾皮质RBF与eGFR之间的相关性，r<0.3为弱相关，0.3≤r<0.7为中度相关，0.7≤r<1.0为强相关。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析肾皮质RBF及实验室指标对不同纤维化程度移植肾的鉴别诊断价值，使用Delong检验比较ROC曲线下面积（area under the curve，AUC）。均为双侧检验，检验水准α=0.05。
纳入60例患者，男42例（70.0%），女18例（30.0%），年龄（44.6±10.8）岁。根据患者移植肾Banff纤维化评分分为4组：ci0组11例，ci1组21例，ci2组20例，ci3组8例。4组患者间年龄、性别构成、24 h尿蛋白差异均无统计学意义（均P>0.05）；4组患者间移植术后时间、血清肌酐、eGFR、胱抑素C和血红蛋白差异有统计学意义（均P<0.05）；进一步两两比较结果显示，ci0组移植术后时间短于ci2组；ci0、ci1、ci2组血清肌酐均低于ci3组；ci0、ci1、ci2组eGFR均高于ci3组；ci0、ci1、ci2组胱抑素C均低于ci3组，ci1组胱抑素C低于ci2组；ci1和ci2组的血红蛋白均高于ci3组（均P<0.05）（表1）。
不同Banff纤维化评分的各组肾移植受者一般临床资料比较
不同Banff纤维化评分的各组肾移植受者一般临床资料比较
| 项目 | ci0组（n=11） | ci1组（n=21） | ci2组（n=20） | ci3组（n=8） | F/χ2值 | P值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 年龄（岁）a | 41.6±9.8 | 44.3±9.3 | 46.7±13.1 | 44.0±10.2 | 0.53 | 0.664 |
| 男/女（例）b | 7/4 | 14/7 | 15/5 | 6/2 | 0.78 | 0.914 |
| 术后时间（月）c | 25（1，60） | 49（26，62） | 80（24，107）d | 60（19，87） | 8.11 | 0.044 |
| 血清肌酐（μmol/L）a | 148.6±66.1 | 131.2±38.6 | 150.4±68.4 | 273.3±74.7def | 11.43 | <0.001 |
| eGFR［ml·min-1·1.73 m2）-1］a | 55.8±29.6 | 57.9±18.7 | 52.6±20.8 | 24.2±8.4def | 5.38 | 0.003 |
| 胱抑素C（mg/L）a | 1.8±0.6 | 1.6±0.4 | 1.9±0.6e | 2.8±0.6def | 10.44 | <0.001 |
| 血红蛋白（g/L）a | 119.7±27.0 | 130.3±18.4 | 123.2±22.2 | 102.8±20.7ef | 3.18 | 0.031 |
| 24 h尿蛋白（g/24 h）c | 0.27（0.10，0.34） | 0.32（0.12，1.23） | 0.39（0.21，2.52） | 0.75（0.21，2.02） | 5.76 | 0.124 |
| 肾皮质RBF［ml·（100 g）-1·min-1］a | 214.9±28.5 | 181.7±29.3d | 158.8±39.2de | 123.1±27.2def | 14.02 | <0.001 |
注：a；b例；cM（Q1，Q3）；与ci0组比较，dP<0.05；与ci1组比较，eP<0.05；与ci2组比较，fP<0.05；eGFR为估算的肾小球滤过率
2名测量者对肾皮质RBF的测量一致性较好，ICC为0.865，95%CI：0.785~0.917，P<0.001。ci0组［（214.9±28.5）ml·（100 g）-1·min-1］的肾皮质RBF高于ci1组［（181.7±29.3）ml·（100 g）-1·min-1］、ci2组［（158.8±39.2）ml·（100 g）-1·min-1］和ci3组［（123.1±27.2）ml·（100 g）-1·min-1］，组间差异有统计学意义（F=14.02，P<0.001）。事后两两比较，各组间差异均有统计学意义（均P<0.05）（图1）。
相关性分析结果显示，移植肾皮质RBF和Banff纤维化评分呈负相关（r=-0.644，P<0.001），eGFR与Banff纤维化评分ci呈负相关（r=-0.331，P=0.010），移植肾皮质RBF和eGFR呈正相关（r=0.352，P=0.006）。
肾皮质RBF和24 h尿蛋白区分ci0和ci1~3组的AUC分别为0.881（95%CI：0.772~0.950）和0.680（95%CI：0.547~0.795），RBF的AUC高于24 h尿蛋白，差异有统计学意义（Z=1.985，P=0.047）。
肾皮质RBF、血清肌酐、eGFR和胱抑素C可区分ci0~1和ci2~3组。肾皮质RBF的AUC为0.796（95%CI：0.673~0.889），当阈值为167.0 ml·（100 g）-1·min-1时，灵敏度为67.9%，特异度为81.2%；血清肌酐的AUC为0.658（95%CI：0.525~0.776），eGFR的AUC为0.661（95%CI：0.527~0.778），胱抑素C的AUC为0.720（95%CI：0.590~0.829），差异均无统计学意义（均P>0.05）。
肾皮质RBF、血清肌酐、eGFR、胱抑素C和血红蛋白均能区分ci0~2和ci3组，血清肌酐和eGFR具有较高的诊断效能（AUC均为0.935）；RBF的AUC为0.900（95%CI：0.795~0.963），当阈值为142.0 ml·（100 g）-1·min-1时，灵敏度为87.5%，特异度为88.5%（表2）。
不同指标鉴别不同程度移植肾间质纤维化程度的ROC曲线分析结果
不同指标鉴别不同程度移植肾间质纤维化程度的ROC曲线分析结果
| 项目 | AUC | 95%CI | P值 | 阈值 | 灵敏度（%） | 特异度（%） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 区分ci0和ci1~3 | ||||||
| 皮质RBF | 0.881 | 0.772~0.950 | <0.001 | 189.0 | 77.6 | 90.9 |
| 24 h尿蛋白 | 0.680 | 0.547~0.795 | 0.026 | 0.3 | 59.2 | 81.8 |
| 区分ci0~1和ci2~3 | ||||||
| 皮质RBF | 0.796 | 0.673~0.889 | <0.001 | 167.0 | 67.9 | 81.2 |
| 血清肌酐 | 0.658 | 0.525~0.776 | 0.027 | 172.1 | 46.4 | 81.2 |
| eGFR | 0.661 | 0.527~0.778 | 0.025 | 38.5 | 53.6 | 75.0 |
| 胱抑素C | 0.720 | 0.590~0.829 | <0.001 | 1.8 | 67.9 | 68.7 |
| 区分ci0~2和ci3 | ||||||
| 皮质RBF | 0.900 | 0.795~0.963 | <0.001 | 142.0 | 87.5 | 88.5 |
| 血清肌酐 | 0.935 | 0.840~0.982 | <0.001 | 176.1 | 100.0 | 82.7 |
| eGFR | 0.935 | 0.840~0.982 | <0.001 | 32.5 | 87.5 | 88.5 |
| 胱抑素C | 0.916 | 0.815~0.972 | <0.001 | 2.0 | 100.0 | 75.0 |
| 血红蛋白 | 0.786 | 0.661~0.881 | <0.001 | 126.0 | 100.0 | 53.8 |
注：ROC曲线为受试者工作特征曲线；RBF为肾血流量；eGFR为估算的肾小球滤过率；AUC为曲线下面积
移植肾间质纤维化是一种慢性病理改变，以细胞外基质的广泛沉积为主要特征，与肾小管损伤相关的修复机制和慢性损伤刺激之间的不平衡有关［16］。纤维化进程中通常不伴有明显的临床表现，当发现肾功能损伤时，往往纤维化程度已较重［16］。评估移植肾纤维化负荷有助于识别移植肾功能障碍高危患者，从而给予适当的临床干预［4］。目前临床评估移植肾间质纤维化的金标准为穿刺活检，但其为有创检查［17］。近年来，功能MRI已成为移植肾疾病早期诊断的研究热点［9］，但关于无创评估移植肾间质纤维化的研究尚处于初步探索阶段。
本研究探讨了ASL评估移植肾间质纤维化程度的可行性，结果发现肾皮质RBF随着移植肾间质纤维化程度加深而减低，提示在纤维化进程中，存在毛细血管减少和微血管灌注受损，使得肾皮质血流灌注减少。此外，本研究发现ASL测得的移植肾皮质RBF与移植肾Banff纤维化评分呈中度负相关，且能区分不同纤维化程度的移植肾。这些结果证明ASL有望成为无创评估移植肾间质纤维化的可靠辅助工具。
目前，多数研究应用了扩散张量成像、体素内不相干运动成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）、T1 mapping等相对成熟的成像技术来评估移植肾纤维化［14，18, 19］，但将ASL应用于移植肾纤维化评估的研究还相对较少。本研究发现移植肾皮质RBF随着纤维化进展呈下降趋势，这与既往研究结果一致［14］。此外，Yu等［16］比较了ASL和IVIM在评估移植肾纤维化程度中的价值，发现相较于IVIM，ASL对于纤维化变化更为敏感。这也证明了在纤维化进程中，比起由于纤维基质沉积导致的水分子弥散受限，血流灌注的变化更为显著。
间质纤维化是肾移植术后不可避免的病理改变，且往往伴随肾功能损伤，直观表现为eGFR减低，但也有研究发现部分移植肾虽然存在间质纤维化改变，而其eGFR仍在正常范围内［20］。另外，Wang等［21］的研究发现ASL测得的肾皮质RBF有助于检出处于亚临床病变的移植肾，该研究比较了组织学正常和存在亚临床病变的移植肾，发现后者的肾皮质RBF显著减少，而两组间的eGFR无明显差异。本研究结果也显示肾皮质RBF与间质纤维化有更强的相关性，这表明了相较于eGFR，肾皮质RBF能够更敏感地提示移植肾功能障碍。因此，对于移植肾纤维化和肾功能的评估，肾皮质RBF可能更优于eGFR。
本研究测得的肾皮质RBF稍高于Yu等［16］研究中所测的值，推测是因为肾皮质RBF会受多种因素的影响，如移植肾的组织病理改变，部分移植肾纤维化程度虽然较轻，但可能同时伴随其他病理改变，如炎症等，这同样会引起移植肾血流灌注的减低［22］。此外，由于ASL成像是基于标记流入血液作为内源性示踪剂，因此当患者处于贫血状态时会导致测得的肾皮质RBF减低［21，23］。因此，未来需纳入更多的病例来进一步研究肾皮质RBF能否作为预测移植肾间质纤维化的独立因素。
本研究存在以下局限性：第一，研究样本量有限，尤其是ci0组和ci3组的入组患者较少，可能会影响ASL鉴别肾移植纤维化程度的诊断效能；第二，本研究为横断面研究，未能探讨功能MRI预测移植肾纤维化进展的应用价值；第三，本研究为单中心研究，研究结果是否能推至其他中心，仍需要进行多中心研究验证。
综上所述，ASL能够定量评估移植肾血流灌注，对于移植肾纤维化的鉴别具有一定价值，有望成为临床上无创评估移植肾纤维化的一种手段。
蒋彬, 万嘉毅, 田洋洋, 等. 动脉自旋标记在评估移植肾间质纤维化中的应用价值[J]. 中华医学杂志, 2024, 104(4): 276-281. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20230726-00095.
所有作者声明不存在利益冲突
