Native T1-mapping在评估慢性肾小球肾炎肾脏纤维化中的应用

施钊钰，王欣全，顾红梅，张园，袁莉，吴建华*

1.南通大学附属医院肾内科，江苏 南通 226200；2.南通大学附属医院影像科，江苏 南通 226200；*通信作者 吴建华wujoshua1@163.com

慢性肾小球肾炎（chronic glomerular nephritis，CGN）是我国慢性肾脏病的重要病因[1]。肾间质纤维化是所有类型肾脏疾病的常见组织学异常，也是大多数肾脏疾病肾功能恢复和预后的关键预测因子，因此，明确肾脏纤维化程度对掌握肾脏病的病情、判断预后及制订治疗方案具有重要意义[2-3]。目前肾活检是评估肾脏纤维化的“金标准”，但存在有创性、难以反复、取材局限性等缺点[4]。因此，无创监测肾脏纤维化成为临床亟待解决的问题。Native T1-mapping是一种新型非增强定量MRI技术，通过直接测量组织的T1值反映组织纤维化程度，然而在CGN中的应用目前鲜有报道。本研究拟运用T1-mapping定量技术分析肾脏皮质T1值与不同慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）分期CGN患者肾活检病理及临床指标的相关性，并验证其评估CGN肾脏纤维化的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性选取2019年9月—2020年8月于南通大学附属医院肾内科住院治疗并行肾活检的43例CGN，年龄17～82岁。选取同期招募的19名志愿者作为对照组，年龄25～69岁。两组基本资料见表1。对照组纳入标准：①既往无肾脏疾病史及恶性肿瘤、结核等可能会影响肾功能的其他严重全身疾病；②无水肿、血尿等与肾脏疾病有关的临床表现；③临床与肾功能相关的各项指标均在正常范围；④无肾毒性药物服用、接触史；⑤无肾脏手术史。排除标准同CGN组。

CGN组纳入标准：尿检异常（蛋白尿、血尿）、伴/不伴水肿及高血压病史3个月以上，无论有无肾功能损害，并排除继发性肾小球肾炎及遗传性肾小球肾炎[5]。排除标准：①有MRI检查禁忌证及无法配合检查者，如无法完成屏气、体内有金属器械等；②MRI检查时发现肾脏巨大囊肿、孤立肾、肾积水、肿瘤等肾脏异常情况者；③图像质量较差影响图像分析者；④<18岁。本研究经医院伦理委员会批准（2019-K070），所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 临床资料收集 收集研究对象的年龄、性别、血压、体质量指数（BMI）、24 h尿蛋白、白蛋白、血红蛋白、红细胞压积、肾脏长径（B超）、中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（neutrophil gelatinase associated lipocalin，NGAL）、胱抑素C、血肌酐、肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）等指标。根据CKD-EPI公式计算eGFR估计值[6]。

1.3 MRI检查 采用3.0T MR仪（GE Discovery MR750w），最大梯度场强40 mT/m，最大转换率200 mT/（m·s），接受线圈：16通道相控阵腹部线圈。受检者禁食、禁水至少6 h，取仰卧位，保持自然呼吸。采用基于单点恢复饱和的稳态采集快速成像序列，即SMART1序列。扫描参数：TR 1 600 ms，TE 90 ms，层厚5 mm，层距1 mm，视野320 mm×320 mm；矩阵192×128；激励次数1；加速因子2，采用呼吸门控技术减少呼吸伪影。由1名高年资影像科医师采用盲法在工作站自动生成的肾脏T1-mapping冠状图像上进行测量，手动绘制3个感兴趣区，测量部位包括皮质上极、中极和下极，取平均值为最终T1值（图1A～C）。

1.4 肾脏病理检查 采用Katafuchi半定量评分系统[7]评价肾脏病理损伤程度，总病理积分为1～27分：肾小球损伤积分为1～12分，肾小管间质损伤积分为0～9分，血管损伤积分为0～6分，并根据间质纤维化水平分为中纤维化（25%～50%，5例）、低纤维化（<25%，22例）及无纤维化（0%，16例）进一步分析。

1.5 统计学方法 采用SPSS 25.0 软件，正态分布的计量资料以±s表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD法；非正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，两组及多组间比较采用秩和检验，采用Pearson相关分析T1 值与舒张压、血红蛋白、红细胞压积的相关性，采用Spearman 相关分析T1 值与BMI、收缩压、eGFR、NGAL、胱抑素C、血肌酐、血白蛋白、24 h 尿蛋白、肾脏长径及各病理积分的相关性。采用单因素及多因素Logistic 回归分析肾脏纤维化的相关危险因素。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肾脏皮质T1值与eGFR的相关性及在对照组及不同CKD分期中的差别 CGN组肾脏皮质T1值与eGFR呈负相关（r=-0.413，P=0.003），见图1D。对照组及CKD1期、CKD2期、CKD3期T1值分别为（1 595±78）ms、（1 688±104）ms、（1 717±94）ms、（1 802±72）ms，组间差异有统计学意义（F=11.74，P<0.001），除1、2期组间差异无统计学意义（P>0.05）外，其他各期间CGN肾脏T1值两两比较，差异均有统计学意义（P<0.05，图1E）。

图1 T1值与eGFR的相关性及在对照组及不同CKD分期中的差别。A.男，62岁，CKD1期；B.男，67岁，CKD2期；C.男，55岁，CKD3期，1～6为影像科医师手动绘制的左、右肾各3个感兴趣区所测得T1值；D.肾脏皮质T1值与eGFR呈负相关；E.对照组及各期CKD的T1值比较，aP<0.05

2.2 肾脏皮质T1值与肾脏病理指标的关系 各组肾脏病理总积分见表1。CGN组T1值与总病理积分（r=0.398，P<0.05）、肾小球积分（r=0.340，P<0.05）、肾小管积分（r=0.309，P<0.05）、血管积分（r=0.418，P<0.05）及肾脏纤维化积分（r=0.367，P<0.05）均呈正相关。不同纤维化程度组间T1值比较，差异有统计学意义（F=6.37，P<0.05），无纤维化组T1值低于中、低纤维化组，见图2。

图2 不同程度间质纤维化组CGN的T1值比较，aP<0.05

表1 CGN患者的人口学及临床指标

2.3 肾脏纤维化的相关因素分析 单因素Logistic回归分析显示，T1值、eGFR、胱抑素C、血肌酐、血白蛋白与肾脏纤维化相关；多因素Logistic回归分析纳入单因素分析P<0.05的指标，结果显示T1值可独立预判肾脏纤维化的发生（表2）。

表2 单因素及多因素Logistic回归分析临床指标及肾脏皮质T1值预判CGN纤维化

3 讨论

Native T1 mapping已应用于心脏及肝脏的纤维化评估[8-11]，但目前使用该技术检测肾脏纤维化尚处于初步研究阶段。Hueper等[12]的动物模型研究表明，T1 mapping能同时提供反映急、慢性肾脏病理改变的附加参数，T1值有较好的稳定性和可靠性。Gillis等[13]和Cox等[14]研究表明，与对照组相比，CKD患者肾脏皮质T1值增加，皮髓质分化明显降低。Friedli等[15]结合肾脏病理发现在动物模型及肾移植患者中，T1值与纤维化和炎症程度均有很好的相关性，可用于评估移植肾的肾间质纤维化。Graham-Brown等[16]发现经活检病理证实的IgA肾病患者的肾脏T1值较正常对照显著增加，且与纤维化相关。

既往研究中检测的物理模型多样，如基于modified looker-locker（MOLLI）模型得到的表征T1[16]、基于多翻转角模型的T1[17]等，与既往报道不同，本研究所测的SMART T1是一种比较新的算法，反映真实T1值，具有高精度、重复性好、低变异性等特点[18]，关于使用SMART技术的Native T1 mapping在CGN中的研究目前鲜有报道。

与既往研究相似，本研究发现肾脏T1值在对照组与CKD1～3期间均有差异，CKD1期T1值显著高于对照组，此趋势随CKD分期升高更明显，提示T1值可以反映肾功能情况，能敏感地评估CGN患者早期肾脏功能受损。本研究显示T1值与肾活检总病理积分均呈正相关，验证了T1 mapping在无创评估肾脏病理改变中的优势，无纤维化组T1值明显低于其他各组，提示T1-mapping对纤维化敏感。多因素回归分析仅发现T1值与肾间质纤维化相关，提示在诸多纤维化指标中T1 mapping的检测有望用于肾间质纤维化评估。

本研究存在以下局限性：本研究为单中心、横断面研究，需要扩大样本量进一步证实结果；本研究病例仅限于CGN，需要更多的研究证实T1-mapping在肾脏病中的临床价值。

总之，CGN患者肾脏皮质T1值较正常人显著升高，且T1值与CKD分期、肾脏纤维化及肾功能指标均有较好的相关性，在无创检测慢性肾小球肾炎纤维化方面具有良好的预测价值。