慢性乙型肝炎肝纤维化患者剪切波弹性成像参数变化与TGFβ1、TIMP-1的相关性

陈万峰 许亚春

作者单位：226600 江苏 海安市人民医院超声科(陈万峰),放射科(许亚春)

肝纤维化是慢性乙型肝炎(CHB)向肝硬化发展的中心环节,主要病理特征是肝小叶结构紊乱、肝细胞结节样再生和假小叶形成,最终发展为肝硬化甚至原发性肝癌[1]。肝纤维化和早期肝硬化在组织学上可一定程度逆转,及时规范的抗病毒、抗纤维化治疗尤为重要,因此需要正确评估各阶段病理变化[2]。肝活组织检查是确诊CHB肝纤维化的金标准,但由于是有创检查和并发症风险较高,临床应用受到限制[3]。剪切波弹性成像技术(SWE)可实时观察肝脏硬度,掌握肝损伤和修复的动态变化,具有快捷、无创和准确性高等优点,已应用到肝纤维化的临床诊断中,但是受仪器设备、技术水平和临床特征差异性等因素影响[4]。研究证实,多种细胞因子在CHB肝纤维化和肝硬化的发生和发展中发挥重要作用,转化生长因子β1(TGF-β1)是肝纤维化的始动因子,可激活肝星形细胞(HSC)活性生成大量细胞外基质(ECM),诱导和加快肝纤维过程;基质金属蛋白酶抑制因子-1(TIMP-1)可特异性抑制基质金属酶(MMP)表达促进ECM降解,抑制HSC活性和肝纤维化进展[5,6]。本研究探讨肝硬度值(LSM)与血清TGF-β1和TIMP-1水平与CHB肝纤维化的相关性,为早期诊治和预后评估提供参考依据。

资料与方法

一、一般资料

选择2020年7月至2022年12月海安市人民医院就诊的CHB肝纤维化患者100例,列入观察组。纳入标准：①HBsAg阳性时间>6个月,入组后HBsAg和/或HBV DNA仍为阳性;②在接受SWE检查前1周行肝穿刺活检明确肝纤维化及其分级,符合《慢性乙型肝炎防治指南(2019年版)》[7]中的诊断标准;③肝纤维化Metavir标准分期为F0～F4期;④年龄18～65岁;⑤临床资料完整。排除标准：①明确出现肝硬化,肝脏良恶性肿瘤,中度以上脂肪肝,合并其他类型肝炎或急慢性肝病;②胆胰炎症性、结石性、梗阻性、肿瘤性疾病;③全身炎症性、血液性、免疫性疾病,高度肥胖,妊娠或哺乳期妇女;④精神、智力、认知异常不能配合研究,超声检查禁忌证等。选择同期健康体检人员50名,列入对照组,纳入标准为无肝胆胰相关疾病,肝功能和乙型肝炎相关指标检查正常。观察组中男性56例,女性44例;年龄(41.3±3.4)岁;体重指数(BMI)为(22.14±2.12)kg/m2。对照组中男性27例,女性23例;年龄(41.4±3.4)岁;BMI为(22.12±2.10)kg/m2。两组的一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究获得研究对象知情同意,医院医学理论委员会审批。

二、研究方法

(一)SWE检查 使用GE LOGIQ E8彩色多普勒超声诊断仪测定受检者LSM,采用C1-6型凸阵探头,频率为2.5～6.0 Hz。患者平卧位,先采用二维扫查受检者右前第4～7肋间,获得二维图像后调整为SWE模式,图像深度8.0 cm、图像大小为120%,成像取样框大小为4 cm×3 cm,测量ROI 20 mm,弹性Scale 40 kPa。以肝包膜下约1 cm作为取样部位,受检者屏气3～5 s获得稳定图像,得到LSM,连续5次检测,取平均值。

(二)生物学指标检测 采集研究对象空腹血液6.0 mL,以3000 r/min离心10 min,上清液置于-80℃备用。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清TGF-β1、TIMP-1水平,试剂盒由上海臻科生物科技公司提供;使用迈瑞BC-2600全自动血液细胞分析仪测定血小板计数(PLT);使用全自动生化分析仪检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)、碱性磷酸酶(ALP)、总胆红素(TBil)、直接胆红素(DBil)、白蛋白(Alb)等;ELISA测定透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PC-Ⅲ)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)和层粘蛋白(LN)等肝纤维化指标,纤维化指数-4(FIB-4)=(年龄×AST)/(PLT×ALT1/2)。

(三)观察指标 ①比较观察组和对照组的LSM与血清TGF-β1和TIMP-1水平。②根据影像学和肝穿刺检测结果,将观察组按照肝纤维化程度分为S0组(n=22)、S1组(n=25)、S2组(n=23)、S3组(n=15)和S4组(n=15),比较各亚组的血小板、肝功能和肝纤维化指标。③Pearson相关分析LSM与血清TGF-β1和TIMP-1水平的相关性。

三、统计学方法

结 果

一、观察组和对照组LSM、TGF-β1和TIMP-1水平比较

观察组的LSM、TGF-β1和TIMP-1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 观察组和对照组LSM、TGFβ1、TIMP-1水平比较(±s)

二、不同肝纤维化分期患者的临床资料比较

CHB患者的PLT和血清ALB水平随着肝纤维化分期的增加而逐渐降低,血清ALT、AST、γ-GT、TBil、DBil、HA、PC-Ⅲ、Ⅳ-C、LN水平以及FIB-4指数随着肝纤维化分期的增加而逐渐升高,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 不同肝纤维化分期患者的临床资料比较(±s)

三、不同肝纤维化分期患者LSM、TGF-β1和TIMP-1水平比较

CHB患者的LSM、TGF-β1和TIMP-1水平均随着肝纤维化分期的增加而逐渐依次升高,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3和图1。

图1 S0期患者检查图像(LSM 5.04 kPa)

图2 S1期患者检查图像(LSM 6.45 kPa)

图3 S2期患者检查图像(LSM 8.00 kPa)

图4 S3期患者检查图像(LSM 10.23 kPa)

图5 S4期患者检查图像(LSM 11.64 kPa)

四、LSM与TGFβ1、TIMP-1水平的相关性分析

Pearson分析显示,CBH肝纤维化患者LSM与TGFβ1、TIMP-1均呈正相关(r=0.564、0.587,P<0.05)。见图6。

图6 LSM与TGFβ1、TIMP-1的相关性图

五、LSM、TGFβ1、TIMP-1对CHB肝纤维化的诊断效能

经ROC曲线分析显示,LSM对CHB肝纤维化的诊断效能大于TGFβ1、TIMP-1(P<0.05)。见表4。

表3 不同肝纤维化分期患者LSM、TGF-β1和TIMP-1水平比较(±s)

表4 LSM、TGFβ1、TIMP-1对CHB肝纤维化的诊断效能

讨 论

研究报道,肝纤维化是导致CHB转变为肝硬化的病理过程,对早期肝纤维化患者及时有效的临床干预后可发生逆转[8]。肝纤维化是一个损伤、修复的动态发展过程,肝穿刺活检属于侵入性有创手段,可能会带来不同程度的并发症,仅进行一两次肝活检并不能完全反映发展状态,临床应用较局限[9]。

SWE利用超声波在不同组织密度和深度聚集所形成的剪切波测量组织密度,当组织硬度较高时,LSM相应升高, CHB患者发生肝纤维化后,SWE所获得的LSM值随之出现异常[10,11]。研究报道,确定SWE标准,可避免外界因素对检查结果的影响,检查结果较传统弹性成像技术更可靠和准确[12,13]。LSM是经剪切波弹性成像检查最直接的定量指标,检测值高低与组织硬度呈显著正相关。通过硬度状况可准确掌握患者肝纤维化程度,根据分期进行临床干预,有利于降低肝硬化发生风险[14-16]。本研究显示,CHB患者的LSM值显著高于健康人群,且随着肝纤维化分期的增加而逐渐升高,提示LSM值可直接反映CHB肝纤维化患者肝脏硬度,与Aksakal等[17]报道结果一致。

HSC活性增加促使大量的ECM生成并沉积于肝内,是肝纤维化重要的病理基础,当沉积的ECM过多且降解机制被抑制,可促进成纤维细胞、肌纤维细胞等生成,最终诱导肝纤维化发生[18]。TGF-β1可通过损伤肝细胞和诱导凋亡,促进肌纤维母细胞形成,促使HSC活化增殖,并增加ECM合成与降解失衡,是诱导肝纤维化发生和发展的重要细胞因子。HBV通过免疫损伤生成诱导细胞因子,直接或间接激活Kupffer细胞,促进TGF-β1分泌,而过量的TGF-β1反向诱导TGF-β1分泌和胶原合成,通过激活经典和非经典Smad通路诱导肝纤维化发生和加速其病理进展[19]。在肝纤维化患者肝内ECM大量沉积的病理过程中,MMP过度分泌发挥能促进ECM的沉积作用,而金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP)在肝纤维化早期具有特异性抑制MMP的生物活性,发挥抑制肝纤维化进展的效应[20]。TIMP-1属TIMP家族的重要成员,通过保护HSC抑制MMP的生成,减轻MMP对肝细胞的损伤,从而抑制肝纤维化发展[21]。本研究显示,CHB肝纤维化患者的血清TGF-β1和TIMP-1显著高于健康人群,且随着肝纤维化分期的增加而逐渐升高,提示TGF-β1、TIMP-1是引起肝内ECM过度沉积的致病因子,与CHB患者肝纤维化发生和严重程度密切相关,与文献报道结果一致[22,23]。

肝纤维化是慢性炎性免疫反应和反复肝损伤导致的病理修复反应,常会出现肝酶和胆红素代谢指标持续升高、肝脏蛋白质合成功能和凝血功能不同程度障碍等病理过程[24]。本研究显示,CHB的PLT和Alb水平与肝纤维化程度呈负相关,肝功能和肝纤维化指标水平与疾病程度呈正相关;LSM与TGF-β1、TIMP-1水平呈正相关,提示LSM与血清TGF-β1和TIMP-1检测可反映肝纤维化患者的病情严重程度和疾病预后,且LSM对肝纤维化的临床诊断效能较高,与文献报道结果一致[25,26]。

综上所述,LSM、TGFβ1和TIMP-1水平与CHB患者的肝纤维化严重程度密切相关,LSM可对早期诊断、病情监测、预后评估提供参考依据,具有较高的临床应用价值。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。