引用本文： 胡富碧, 楊茹. 非酒精性脂肪性肝炎的磁共振成像研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2020, 27(2): 209-215. doi: 10.7507/1007-9424.201912083 復制
非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的定義為：除外過度飲酒、藥物或遺傳性因素以外的其他病因引起的以彌漫性肝細胞脂肪變性為特征的臨床綜合征，主要危險因素為肥胖、血脂紊亂、2 型糖尿病以及代謝綜合征[1]。NAFLD 的疾病譜包括單純性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver，NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、肝硬變和肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[2]。隨著糖尿病和肥胖人群的不斷增加，NAFLD 越來越普遍，正逐漸成為全球范圍內最常見的慢性肝病，目前影響著全球近 1/4 的普通人群[3-4]，尤其是在工業化國家中其患病率更高。在中國，NAFLD 的患病率約為 20%，并且發病率呈持續上升趨勢[5]。盡管如此，絕大多數 NAFLD 患者不會進展，只有少數類型即 NASH 和晚期肝纖維化患者發生終末期肝病并發癥的風險最高[1]。
NAFL 組織學上主要表現為肝細胞脂肪變性，臨床上并發癥風險低，通常無任何癥狀。據估計，大約有 1/4 的 NAFLD 患者可進展為 NASH，其組織學上除了脂肪變性外，還存在炎癥和肝細胞損害表現[1]。并且 NASH 與肝纖維化密切相關，至少有 1/4 的患者在確診為 NASH 時存在進展期肝纖維化[1]。NASH 處于一種動態變化的過程中，如早期診斷并及時進行臨床干預可以逆轉為 NAFL，從而維持在相對穩定的活動度，否則也可以引起進行性纖維化并最終形成終末期肝病（如肝硬變和 HCC），甚至導致死亡[1]。因此，準確全面地評估 NAFLD 疾病進程并進行危險分層，特別是早期精準區分 NAFL 與 NASH 以及對 NASH 的危險分層，對于制定治療策略和改善患者的預后具有重要的臨床意義。筆者現就磁共振成像在 NASH 診斷中的研究進展進行綜述。
1 NASH 的臨床評價現狀
當前，肝活檢是診斷 NASH 以及評價其嚴重程度的金標準，其優勢在于可以直接評價標本炎癥活動度、纖維化分期以及脂肪變性和鐵沉積程度，并能提供有用的病因學鑒別診斷信息[6]。然而，肝活檢面臨著有創和出血風險，以及取樣誤差、診斷存在主觀性、可重復性差等缺陷，臨床上患者的接受度較差。此外，肝活檢樣本僅代表局部肝實質病理改變，并不能全面反映整個肝臟狀態，許多情況下對 NASH 的嚴重程度存在低估[7]。因此，肝活檢不是常規用于 NASH 診斷和隨訪監測最理想的方法。血清學指標較廣泛應用于臨床，其最大的優勢在于無創性，患者接受度高，與 NASH 相關的血清學指標主要包括細胞凋亡與修復相關因子、炎癥相關標志物、組織代謝相關因子等。其中，CK18 被認為是最有前途和研究最多的生物標志物之一。它是肝細胞凋亡過程中的半胱氨酸底物之一，在細胞死亡開始時釋放，因此通過 CK18 片段水平可以反映肝細胞凋亡狀態，間接診斷 NASH[8]。但是目前關于 CK18 的檢測尚缺乏商品化和可靠的診斷閾值。其他相關血清標志物診斷 NASH 的敏感性和特異性尚存在不足。因此，目前尚無可靠的血清學標志物被批準用于診斷 NASH[9]。當前各種影像學技術在 NAFLD 的評價中扮演了越來越重要的地位，尤其是多模態磁共振成像技術在慢性肝病如肝脂肪變性和肝纖維化程度的評估中極具潛力，為 NASH 的無創性評價提供了新的視角。下文重點綜述磁共振成像在 NASH 診斷中的研究進展。
2 基于磁共振成像的評價方法
2.1 磁共振彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE）
彈性是人體組織基本的物理特性之一，在正常與病變組織間其彈性存在差異，可以通過不同成像設備檢測人體組織中這種彈性的差異，從而幫助醫生判斷疾病的存在和嚴重程度。MRE 是利用磁共振脈沖序列探測體內器官或者組織在外部機械激發裝置產生的剪切波的作用下引起的質點位移，通過施加運動敏感梯度獲取相應磁共振相位圖像，經過圖像后處理重建獲取組織或器官的彈性系數分布圖[10]，在彈性圖上勾畫感興趣區直接生成以 Kpa 為單位的彈性值[10-11]。MRE 常用的序列包括梯度回波序列（gradient echo，GRE）、自旋回波序列（spin echo，SE）、平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列等，采集模式包括 2D 和 3D，目前最常見的采集序列是刺激頻率為 60 Hz 的 2D GRE 序列[12]。
當前，MRE 主要用于慢性肝病肝纖維化的評估，已經證實，MRE 是診斷和分期肝纖維化最準確的無創性技術[13]。早期 NASH 的主要病理改變表現為肝細胞脂肪變性和炎癥浸潤，可不伴有肝纖維化。有學者[14]認為，由于 NASH 早期除了脂肪過度沉積外，炎癥浸潤和水腫也可以導致肝臟硬度增加，并隨著纖維化的進展而加重，可以通過肝硬度對 NASH 進行早期診斷和嚴重程度的評估。動物實驗研究[15]證實，NASH 大鼠的肝硬度顯著增加，而對照組（NAFL）的肝硬度并未明顯變化。有文獻[16]依據病理學結果將患者分為 NAFL 組、無纖維化 NASH 組和纖維化 NASH 組，并比較分析 3 組間的彈性值，研究結果顯示，NAFL 組的肝硬度低于有炎癥但無纖維化 NASH 患者的肝彈性值（2.51 kPa比 3.24 kPa，P=0.028），而有炎癥但無肝纖維化 NASH 患者的肝彈性值低于肝纖維化 NASH 患者（3.24 kPa 比 4.16 kPa，P=0.030），以肝彈性值2.74 kPa 為閾值區分 NASH 與 NAFL 具有較高的準確性（AUC=0.93，AUC 為曲線下面積），其靈敏度和特異度分別為 94% 和 73%，其研究結論認為，MRE 可以幫助識別 NASH 患者，甚至在肝纖維化發生之前。Costa-Silva 等[17]對 49 例 NAFLD 患者和 41 位健康志愿者進行了 2D MRE，分析組織病理學上的纖維化分期和炎癥活動度的相關性，結果顯示，肝彈性值以 3.22 Kpa 為診斷閾值鑒別 NAFL 和 NASH 的 AUC 值為 0.783，以 4.39 為閾值診斷進展期纖維化的 AUC 值達 0.928，同時他們的結果也證實，無纖維化的 NASH 患者的肝彈性值高于 NAFL 患者。Allen 等[18]的研究進一步證實，多頻 3D MRE 能夠用于早期診斷 NASH，有望成為一種替代活檢的潛在影像生物標志物。因此，MRE 在一定程度上能夠為 NAFL 和 NASH 的鑒別提供有用信息，未來需要進一步的多中心及大樣本研究以驗證 MRE 診斷 NASH 的可靠性。
相比于超聲彈性成像，MRE 檢測的成功率更高[19]，并且 MRE 很少受肥胖、肋間隙狹窄和腹水干擾，在肥胖和腹水的患者中具有較好的診斷效能，能夠準確診斷肝纖維化。此外，多項研究證明，MRE 的肝纖維化診斷效能優于超聲彈性成像[20-21]。相比于超聲彈性成像，MRE 的缺陷在于成本費用高，需要額外的裝置，可移動性差。前期研究[22]發現，MRE 檢查失敗的獨立危險因素包括大量腹水、鐵沉積和高體質量指數。肝鐵沉積導致肝實質的信號強度降低，盡管剪切波仍然穿過了肝臟，但是由于沒有足夠的信號而無法采集到相應剪切波的特征信息，可以通過使用更短回波的自旋回波平面回波成像（SE-EPI）序列來提高檢查成功率[23]。
2.2 磁共振肝膽特異性對比劑（hepatobiliary-specific contrast agent）
釓塞酸二鈉（gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetriaminepentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA）是一種肝膽特異性 MRI 對比劑，通過在二乙三胺五乙酸釓絡合物（Gd-DTPA）分子結構上添加脂溶性乙氧基苯甲基（ethoxybenzyl，EOB）而成，Gd-EOB-DTPA 通過肝細胞膜竇面的有機陰離子轉運多肽（OATP）1B3 進入肝細胞內，再通過主要位于肝細胞膜膽系面上的多藥耐藥蛋白（MRP）2 排泄入膽系，經膽道排泄的比例高達約 50%，它除了可以提高對肝臟局灶性病變的檢出及定性診斷能力外，還可評價肝臟功能狀況[24]。利用 Gd-EOB-DTPA肝膽期成像可以定量反映肝細胞的受損程度，其主要的病理生理基礎是：由于正常肝細胞減少和肝細胞損害（包括變性和壞死）引起的有機陰離子轉運體表達下調，導致肝膽特異吸收程度減低[25]。肝細胞損傷和死亡是區分 NASH 和 NAFL 的關鍵特征[1]。已經證實，NAFL 和 NASH 組織中攝取轉運蛋白 OATP1a1 和 OATP1b2 的表達均下調，然而 NASH 患者的分泌轉運蛋白，包括 MRP2、MRP3 和 MRP4 的表達比 NAFL 均上調，且 NAFL 的分泌轉運蛋白表達與正常對照相比無明顯變化[26-27]。攝取轉運蛋白的表達決定了 Gd-EOB-DTPA 的強化程度，而分泌轉運蛋白的表達決定了強化的延遲時間[28]。因此，理論上可以通過 Gd-EOB-DTPA 肝膽期信號變化和藥代動力學指標評價 NASH。目前已有文獻[26, 29-33]報道采用 Gd-EOB-DTPA 肝膽期成像評價 NASH。
目前基于肝膽期信號強化特征的量化指標主要包括對比強化指數（contrast enhancement index，CEI）和相對強化值（relative enhancemnt，RE）。此外，還可以通過 T1mapping 成像測量肝實質的 T1 弛豫時間來作為定量評價指標。因為 T1 弛豫時間與 Gd-EOB-DTPA 濃度直接相關，所以 T1 弛豫時間的變化可以量化反映肝細胞的特異性攝取特征。前期動物實驗[26, 29-30]發現，與 NAFL 和正常對照組相比，Gd-EOB-DTPA 增強后 NASH 動物模型的肝實質 RE 峰值時間和 RE 的半衰期顯著延長（P<0.05），并且這些動力學參數與 NASH 動脈模型中的組織學炎癥評分具有良好的相關性。丁鶯等[31]的研究采用 T1mapping 序列對兔 NAFLD 模型進行了Gd-EOB-DTPA 增強的動態變化研究，他們發現，隨著高脂喂養時間的延長，注射對比劑后 20 min 的肝 T1 弛豫時間逐漸延長，并且具有統計學差異。該研究[31]結果表明，Gd-EOB-DTPA 增強檢查可以有效區分正常肝實質與 NAFLD 病變肝組織。上述這些研究[26, 29-31]表明，Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查對于鑒別 NASH 和 NAFL 具有潛在的臨床應用價值。Wu 等[32]對 25 例患者（13 例 NAFL 和 12 例 NASH）的 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 結果進行了比較分析，結果發現，NASH 患者肝實質的 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 強化率比 NAFL 組顯著降低（P=0.03），他們認為可能是由于 NASH 的肝細胞受損導致吸收減少所致的。Bastati 等[33]納入了 81 例 NAFLD 患者行 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查，以研究其鑒別診斷 NAFL 和 NASH 的價值，結果顯示，相對強化與小葉炎癥（r=–0.59）、氣球樣變性（r=–0.044）以及肝纖維化（r=–0.59）均呈呈負相關，并且 RE 能夠很好地鑒別 NAFL 和 NASH，RE 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.85，以 1.24 為診斷閾值的靈敏度為 97%，特異度為 63%。
盡管 Gd-EOB-DTPA 表現出一定的潛在診斷價值，然而 Gd-EOB-DTPA 存在一定的影響因素和局限性。通常，正常肝實質吸收 Gd-EOB-DTPA 常存在個體差異，有 30%～40% 的正常肝細胞的轉運體基因表現出多態性，可影響肝細胞實際對 Gd-EOB-DTPA 的吸收，導致肝實質的強化程度降低，可能影響對肝實質評估的準確性[24]。另一方面，不同肝功能狀態背景情況下肝膽特異期肝實質強化的最佳評估時間和強化程度存在一定的差異，因此應該根據具體情況選擇個性化的掃描時間。此外，圖像采集參數反轉角的設置可能對肝實質對比度產生影響，比如增加反轉角會增加特定系數率值，而非肝細胞結構的信噪比（SNR）則下降[34]。因此，未來的研究還需要進一步深入研究優化 Gd-EOB-DTPA 增強采集方案、定量指標以及明確診斷標準。
2.3 磁共振擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）
DWI 是一種唯一能夠在活體內無創性檢測水分子擴散運動的磁共振技術。隨著技術的不斷發展，多 b 值 DWI 能夠利用不同的數學模型更加全面描述特定條件下組織內的水分子擴散行為，包括單指數模型、雙指數模型、延伸指數模型、峰度模型等[35]。基于這些不同數學模型，DWI 可以從細胞密集性、水分子擴散受限程度、組織微循環狀態、結構異質性等多層面為肝臟的病理改變提供更為準確和豐富的定量信息。目前有關 NASH 的 DWI 研究主要集中在雙指數模型。基于雙指數模型的體素內不相干運動成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）能夠獲得單獨反映組織內的純水分子擴散和微循環血流灌注信息的定量指標，包括真性擴散系數 D、灌注相關假性擴散系數 D*以及灌注分數 f，它最大的優點在于無需對比劑情況下能夠反映組織的血流微灌注信息。Joo 等學者[36]對兔 NAFLD 模型進行了多 b 值 IVIM 成像，并以組織病理學結果作為參照標準，他們的研究結果顯示，除灌注分數 f 外，表觀擴散系數（ADC）值、D 值以及 D*值在正常組、NAFLD 組、交界組（borderline group）以及 NASH 組間的差異無統計學意義，f 值隨著 NAFLD 嚴重程度的增加而降低，f 值診斷 NASH 的 AUC 值為 0.903。他們認為，IVIM 成像中的灌注分數 f 能夠幫助鑒別 NAFL 與早期 NASH。此外，Xie 等[37]的動物實驗研究也證實，IVIM 成像中的灌注分數 f 對診斷 NASH 具有良好的效能，其 AUC 值為 0.871。鄧宇等[38]采用 10 個 b 值的 IVIM-DWI 對高脂高膽固醇飲食所致兔 NAFLD 模型進行量化分析，結果顯示，NASH 組和交界組的 D、D*、f 值及 ADC 值均低于正常組（P<0.05）；NASH 組的 D 及 ADC 值均低于交界組（P<0.05），但是 NASH 和交界組間 D* 和 f 值的差異均無統計學意義（P>0.05）。
擴散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）是一種基于非高斯模型的 DWI 延伸技術，能夠更真實地反映在高 b 值下的體內水分子擴散行為，并提供反映組織異質性與復雜性的峰度（mean kurtosis，MK）和反映水分子擴散特征的擴散系數（mean diffusion，MD）兩個定量指標[35]。Li 等[39]對兔 NAFLD 模型行 DKI，分析了 MK 和 MD 與 NAFLD 活動度評分間的相關性及其對 NASH 的診斷效能，結果顯示，隨著 NAFLD 嚴重程度的加重，ADC 值和 MD 顯著減低（ρ分別為–0.52 和–0.904），而 MK 顯著增加（ρ=0.761）；對于鑒別非 NASH 與 NASH，DKI 比常規 DWI 具有更高的診斷效能，其中 MD 的診斷效能最佳（AUC=0.955）。同樣，有學者[40]也采用拉伸指數 DWI 模型對 NAFLD 進行定量分級及早期診斷，結果顯示，ADC 值和擴散分布指數（DDC）與 NASH 等級程度呈負相關（r 分別為–0.552 和–0.596，P<0.05）；擴散異質性指數 α 值與 NAFLD 等級程度呈正相關（r=0.729，P<0.05）；ADC 值、DDC 值及 α 值診斷 NASH 的 AUC 值分別為 0.736、0.784 和 0.900，α 值對 NASH 的診斷效能優于 ADC 值（P<0.05）。
基于各種模型的 DWI 肝臟成像的關鍵前提條件是良好的圖像質量和可靠的參數測量。無論是哪種數學模型，參數的準確評估都依賴于 b 值的設置，然而目前尚無各種模型 DWI 成像的統一采集方案。同時，噪聲和數據擬合算法也影響到各種模型參數測量的準確性和可再現性。因此，需要足夠的 SNR、良好的圖像質量和穩健的擬合算法才能確保準確的定量參數測量。肝臟 DWI 主要面臨的挑戰是圖像 SNR 和空間分辨力相對低，以及生理運動偽影和磁敏感性偽影導致的圖像質量下降。Porter 等[41]開發了新一代解剖擴散成像技術即讀出方向分段采樣 EPI 序列（RESOLVE 序列），它通過多次激發分段采樣，有效降低回波間距，提高 SNR，最大程度消除了生理運動偽影和磁敏感性偽影，獲得超高清的高分辨率解剖級圖像，提供了可靠的定量參數。此外，磁共振快速采集技術最令人振奮的發明就是同時多層采（simultaneous multi-slice，SMS）技術，它能夠同步并行激發多個層面，同時采集并且同時編碼，極大提高了成像速度，聯合擴散加權成像序列可以顯著提高圖像的空間和時間分辨力，保證臨床時效性的同時獲得多 b 值采集，可用于多種復雜的擴散模型，大大促進了多b 值 DWI 的臨床應用[42]。
2.4 磁共振脂鐵定量成像
磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）成像是定量評價肝脂肪變性的無創性參考標準，它獲得的質子密度脂肪分數（PDFF）與甘油三酯分子成分直接相關。然而，MRS 存在取樣誤差、采集條件要求高、后處理操作相對復雜等局限性，因此臨床應用受到限制。近年來，3D Multi-echo Dxion 技術通過低翻轉角多回波梯度回波序列附加脂肪多譜峰模型重建獲得了 MRI-PDFF 和 R2*值，該技術對磁場不均勻性不敏感，最大程度上克服了 T1 偏倚并矯正 T2*衰減，并支持脂肪多譜峰模型。已經證實，MRI-PDFF 與 MRS-PDFF 具有高度的相關性和一致性，并與肝活檢呈高度相關[43-44]。近年來，多項早期 NASH 臨床試驗采用 MRI-PDFF 作為評價各種藥物治療反應的終點[45]，MRI-PDFF 已被證明是一種用于評估 NASH 臨床試驗脂肪變性和治療反應的無創、準確和可重復性好的影像生物標志物。MOZART 試驗[46]結果發現，以 MRI-PDFF 相對降低 30% 為閾值時，組織學 NAFLD 活性評分提高 2 分的概率明顯增加。然而，也有觀點認為，MRI-PDFF 不能用于評價 NASH 肝臟炎癥、氣球樣變消退或纖維化好轉[45]。NASH 組織學上除了存在脂肪變性這一基本特征外，還可合并肝細胞損傷和炎癥，可伴肝纖維化，然而 NASH 和 NAFL 的脂肪含量可存在一定范圍的重疊。基于肝活檢或目前影像學技術的評估發現，NASH 的存在與肝脂肪變性的嚴重程度并不相關[47]。因此，單純從脂肪含量水平很難早期診斷 NASH。除了采用 MRS 直接評價 PDFF 外，也有研究采用 MRS 方法觀察其他代謝物在 NASH 中的變化。Kim 等[48]對 NASH 患者進行長回波氫質子 MRS 檢查，結果發現，NASH 患者的丙氨酸、乳酸甘油三酯和甘油三酯水平比 NAFL 或正常對照組都高（P<0.05），丙氨酸及乳酸甘油三酯診斷 NASH 的 AUC 值分別為 1.00 和 0.782。Abrigo 等[49]評價了磁共振磷譜（31P-MRS）成像對 NASH 的診斷效能，結果發現，與正常對照組相比，NASH 患者的核苷三磷酸/總磷酸鹽比值（NTP/TP，P=0.004）和 α-核苷三磷酸/總磷酸鹽比值（α-NTP/TP，P<0.001）顯著降低，并且 α-NTP/TP 在非 NASH 和 NASH 患者中的差異存在統計學意義（P=0.047）；進一步分析顯示，α-NTP/TP 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.71。
前期研究[50]已經證實，肝鐵沉積在 NASH 的發生過程中扮演重要的角色，鐵沉積同時出現增加了 NASH 的發生。通過對鐵沉積的量化評價，可能為 NASH 的診斷提供潛在的信息。磁共振鐵定量技術的優勢在于無創性、敏感性、特異性高以及可重復性好[51]，其原理主要是依據：鐵蛋白和含鐵血黃素的順磁性導致 T2 和 T2*縮短，評價指標包括信號強度比（Signal intensity ratio，SIR）和磁共振弛豫率（R2 和 R2*）。SIR 法幾乎已經被淘汰，臨床上最常用的是磁共振弛豫率（R2 和 R2*）。相比于 R2，R2*是臨床上測量肝臟鐵含量最理想的指標。R2*是 T2* 的倒數，它與肝臟鐵濃度呈線性相關[51]。目前基于磁共振鐵定量技術評價 NASH 的研究甚少。Kim 等[52]采用多回波 Dixon 序列檢測 NAFL 和 NASH 患者肝實質的 T2* 弛豫值，結果顯示，正常對照組、NAFL 組和 NASH 組的平均 T2* 弛豫值分別為（45.42±7.19）ms、（20.96±4.28）ms 和（15.49±2.87）ms，3 組間的差異具有統計學意義（P<0.001），以閾值為 17.95 ms 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.908，靈敏度和特異度分別為 0.833 和 0.800。該研究結果表明，T2* 值能夠幫助診斷 NASH。
3 小結與展望
當前，肝活檢仍是診斷 NASH 的金標準，但是由于其局限性限制了臨床應用，當前迫切需要找到簡單、無創和重復性好的可靠生物標志物。盡管磁共振成像技術已經在 NAFLD 的評估中表現出重要價值，尤其是在肝脂肪變性定量和肝纖維化分期的評價中極具潛力，一定程度上可以替代肝活檢。然而，當前尚無有效的無創性影像生物標志物推薦用于臨床診斷 NASH。近年來，隨著大數據分析和高通量計算而發展起來的影像組學（radiomics）受到國內外學者越來越多的關注，影像組學是以定量成像為基礎，深度挖掘和提取感興趣區內大量的數據，獲取多維度的圖像特征，以構建疾病診斷與預測模型的新興前沿學科領域[53]。基于影像組學的多模態影像學聯合血清學標志物為研究 NASH 提供了新的視野和方法，借助人工智能中的機器學習方法，有望真正實現構建 NASH 的無創性診斷模型，未來需要進一步研究來探索更有效的基于影像生物標志物的方法以區分單純性肝脂肪變性和 NASH。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：胡富碧負責文獻分析結果的歸納總結、文章設計和撰寫；楊茹負責文獻檢索、分析、部分段落撰寫以及校對。
非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的定義為：除外過度飲酒、藥物或遺傳性因素以外的其他病因引起的以彌漫性肝細胞脂肪變性為特征的臨床綜合征，主要危險因素為肥胖、血脂紊亂、2 型糖尿病以及代謝綜合征[1]。NAFLD 的疾病譜包括單純性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver，NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、肝硬變和肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[2]。隨著糖尿病和肥胖人群的不斷增加，NAFLD 越來越普遍，正逐漸成為全球范圍內最常見的慢性肝病，目前影響著全球近 1/4 的普通人群[3-4]，尤其是在工業化國家中其患病率更高。在中國，NAFLD 的患病率約為 20%，并且發病率呈持續上升趨勢[5]。盡管如此，絕大多數 NAFLD 患者不會進展，只有少數類型即 NASH 和晚期肝纖維化患者發生終末期肝病并發癥的風險最高[1]。
NAFL 組織學上主要表現為肝細胞脂肪變性，臨床上并發癥風險低，通常無任何癥狀。據估計，大約有 1/4 的 NAFLD 患者可進展為 NASH，其組織學上除了脂肪變性外，還存在炎癥和肝細胞損害表現[1]。并且 NASH 與肝纖維化密切相關，至少有 1/4 的患者在確診為 NASH 時存在進展期肝纖維化[1]。NASH 處于一種動態變化的過程中，如早期診斷并及時進行臨床干預可以逆轉為 NAFL，從而維持在相對穩定的活動度，否則也可以引起進行性纖維化并最終形成終末期肝病（如肝硬變和 HCC），甚至導致死亡[1]。因此，準確全面地評估 NAFLD 疾病進程并進行危險分層，特別是早期精準區分 NAFL 與 NASH 以及對 NASH 的危險分層，對于制定治療策略和改善患者的預后具有重要的臨床意義。筆者現就磁共振成像在 NASH 診斷中的研究進展進行綜述。
1 NASH 的臨床評價現狀
當前，肝活檢是診斷 NASH 以及評價其嚴重程度的金標準，其優勢在于可以直接評價標本炎癥活動度、纖維化分期以及脂肪變性和鐵沉積程度，并能提供有用的病因學鑒別診斷信息[6]。然而，肝活檢面臨著有創和出血風險，以及取樣誤差、診斷存在主觀性、可重復性差等缺陷，臨床上患者的接受度較差。此外，肝活檢樣本僅代表局部肝實質病理改變，并不能全面反映整個肝臟狀態，許多情況下對 NASH 的嚴重程度存在低估[7]。因此，肝活檢不是常規用于 NASH 診斷和隨訪監測最理想的方法。血清學指標較廣泛應用于臨床，其最大的優勢在于無創性，患者接受度高，與 NASH 相關的血清學指標主要包括細胞凋亡與修復相關因子、炎癥相關標志物、組織代謝相關因子等。其中，CK18 被認為是最有前途和研究最多的生物標志物之一。它是肝細胞凋亡過程中的半胱氨酸底物之一，在細胞死亡開始時釋放，因此通過 CK18 片段水平可以反映肝細胞凋亡狀態，間接診斷 NASH[8]。但是目前關于 CK18 的檢測尚缺乏商品化和可靠的診斷閾值。其他相關血清標志物診斷 NASH 的敏感性和特異性尚存在不足。因此，目前尚無可靠的血清學標志物被批準用于診斷 NASH[9]。當前各種影像學技術在 NAFLD 的評價中扮演了越來越重要的地位，尤其是多模態磁共振成像技術在慢性肝病如肝脂肪變性和肝纖維化程度的評估中極具潛力，為 NASH 的無創性評價提供了新的視角。下文重點綜述磁共振成像在 NASH 診斷中的研究進展。
2 基于磁共振成像的評價方法
2.1 磁共振彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE）
彈性是人體組織基本的物理特性之一，在正常與病變組織間其彈性存在差異，可以通過不同成像設備檢測人體組織中這種彈性的差異，從而幫助醫生判斷疾病的存在和嚴重程度。MRE 是利用磁共振脈沖序列探測體內器官或者組織在外部機械激發裝置產生的剪切波的作用下引起的質點位移，通過施加運動敏感梯度獲取相應磁共振相位圖像，經過圖像后處理重建獲取組織或器官的彈性系數分布圖[10]，在彈性圖上勾畫感興趣區直接生成以 Kpa 為單位的彈性值[10-11]。MRE 常用的序列包括梯度回波序列（gradient echo，GRE）、自旋回波序列（spin echo，SE）、平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列等，采集模式包括 2D 和 3D，目前最常見的采集序列是刺激頻率為 60 Hz 的 2D GRE 序列[12]。
當前，MRE 主要用于慢性肝病肝纖維化的評估，已經證實，MRE 是診斷和分期肝纖維化最準確的無創性技術[13]。早期 NASH 的主要病理改變表現為肝細胞脂肪變性和炎癥浸潤，可不伴有肝纖維化。有學者[14]認為，由于 NASH 早期除了脂肪過度沉積外，炎癥浸潤和水腫也可以導致肝臟硬度增加，并隨著纖維化的進展而加重，可以通過肝硬度對 NASH 進行早期診斷和嚴重程度的評估。動物實驗研究[15]證實，NASH 大鼠的肝硬度顯著增加，而對照組（NAFL）的肝硬度并未明顯變化。有文獻[16]依據病理學結果將患者分為 NAFL 組、無纖維化 NASH 組和纖維化 NASH 組，并比較分析 3 組間的彈性值，研究結果顯示，NAFL 組的肝硬度低于有炎癥但無纖維化 NASH 患者的肝彈性值（2.51 kPa比 3.24 kPa，P=0.028），而有炎癥但無肝纖維化 NASH 患者的肝彈性值低于肝纖維化 NASH 患者（3.24 kPa 比 4.16 kPa，P=0.030），以肝彈性值2.74 kPa 為閾值區分 NASH 與 NAFL 具有較高的準確性（AUC=0.93，AUC 為曲線下面積），其靈敏度和特異度分別為 94% 和 73%，其研究結論認為，MRE 可以幫助識別 NASH 患者，甚至在肝纖維化發生之前。Costa-Silva 等[17]對 49 例 NAFLD 患者和 41 位健康志愿者進行了 2D MRE，分析組織病理學上的纖維化分期和炎癥活動度的相關性，結果顯示，肝彈性值以 3.22 Kpa 為診斷閾值鑒別 NAFL 和 NASH 的 AUC 值為 0.783，以 4.39 為閾值診斷進展期纖維化的 AUC 值達 0.928，同時他們的結果也證實，無纖維化的 NASH 患者的肝彈性值高于 NAFL 患者。Allen 等[18]的研究進一步證實，多頻 3D MRE 能夠用于早期診斷 NASH，有望成為一種替代活檢的潛在影像生物標志物。因此，MRE 在一定程度上能夠為 NAFL 和 NASH 的鑒別提供有用信息，未來需要進一步的多中心及大樣本研究以驗證 MRE 診斷 NASH 的可靠性。
相比于超聲彈性成像，MRE 檢測的成功率更高[19]，并且 MRE 很少受肥胖、肋間隙狹窄和腹水干擾，在肥胖和腹水的患者中具有較好的診斷效能，能夠準確診斷肝纖維化。此外，多項研究證明，MRE 的肝纖維化診斷效能優于超聲彈性成像[20-21]。相比于超聲彈性成像，MRE 的缺陷在于成本費用高，需要額外的裝置，可移動性差。前期研究[22]發現，MRE 檢查失敗的獨立危險因素包括大量腹水、鐵沉積和高體質量指數。肝鐵沉積導致肝實質的信號強度降低，盡管剪切波仍然穿過了肝臟，但是由于沒有足夠的信號而無法采集到相應剪切波的特征信息，可以通過使用更短回波的自旋回波平面回波成像（SE-EPI）序列來提高檢查成功率[23]。
2.2 磁共振肝膽特異性對比劑（hepatobiliary-specific contrast agent）
釓塞酸二鈉（gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetriaminepentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA）是一種肝膽特異性 MRI 對比劑，通過在二乙三胺五乙酸釓絡合物（Gd-DTPA）分子結構上添加脂溶性乙氧基苯甲基（ethoxybenzyl，EOB）而成，Gd-EOB-DTPA 通過肝細胞膜竇面的有機陰離子轉運多肽（OATP）1B3 進入肝細胞內，再通過主要位于肝細胞膜膽系面上的多藥耐藥蛋白（MRP）2 排泄入膽系，經膽道排泄的比例高達約 50%，它除了可以提高對肝臟局灶性病變的檢出及定性診斷能力外，還可評價肝臟功能狀況[24]。利用 Gd-EOB-DTPA肝膽期成像可以定量反映肝細胞的受損程度，其主要的病理生理基礎是：由于正常肝細胞減少和肝細胞損害（包括變性和壞死）引起的有機陰離子轉運體表達下調，導致肝膽特異吸收程度減低[25]。肝細胞損傷和死亡是區分 NASH 和 NAFL 的關鍵特征[1]。已經證實，NAFL 和 NASH 組織中攝取轉運蛋白 OATP1a1 和 OATP1b2 的表達均下調，然而 NASH 患者的分泌轉運蛋白，包括 MRP2、MRP3 和 MRP4 的表達比 NAFL 均上調，且 NAFL 的分泌轉運蛋白表達與正常對照相比無明顯變化[26-27]。攝取轉運蛋白的表達決定了 Gd-EOB-DTPA 的強化程度，而分泌轉運蛋白的表達決定了強化的延遲時間[28]。因此，理論上可以通過 Gd-EOB-DTPA 肝膽期信號變化和藥代動力學指標評價 NASH。目前已有文獻[26, 29-33]報道采用 Gd-EOB-DTPA 肝膽期成像評價 NASH。
目前基于肝膽期信號強化特征的量化指標主要包括對比強化指數（contrast enhancement index，CEI）和相對強化值（relative enhancemnt，RE）。此外，還可以通過 T1mapping 成像測量肝實質的 T1 弛豫時間來作為定量評價指標。因為 T1 弛豫時間與 Gd-EOB-DTPA 濃度直接相關，所以 T1 弛豫時間的變化可以量化反映肝細胞的特異性攝取特征。前期動物實驗[26, 29-30]發現，與 NAFL 和正常對照組相比，Gd-EOB-DTPA 增強后 NASH 動物模型的肝實質 RE 峰值時間和 RE 的半衰期顯著延長（P<0.05），并且這些動力學參數與 NASH 動脈模型中的組織學炎癥評分具有良好的相關性。丁鶯等[31]的研究采用 T1mapping 序列對兔 NAFLD 模型進行了Gd-EOB-DTPA 增強的動態變化研究，他們發現，隨著高脂喂養時間的延長，注射對比劑后 20 min 的肝 T1 弛豫時間逐漸延長，并且具有統計學差異。該研究[31]結果表明，Gd-EOB-DTPA 增強檢查可以有效區分正常肝實質與 NAFLD 病變肝組織。上述這些研究[26, 29-31]表明，Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查對于鑒別 NASH 和 NAFL 具有潛在的臨床應用價值。Wu 等[32]對 25 例患者（13 例 NAFL 和 12 例 NASH）的 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 結果進行了比較分析，結果發現，NASH 患者肝實質的 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 強化率比 NAFL 組顯著降低（P=0.03），他們認為可能是由于 NASH 的肝細胞受損導致吸收減少所致的。Bastati 等[33]納入了 81 例 NAFLD 患者行 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查，以研究其鑒別診斷 NAFL 和 NASH 的價值，結果顯示，相對強化與小葉炎癥（r=–0.59）、氣球樣變性（r=–0.044）以及肝纖維化（r=–0.59）均呈呈負相關，并且 RE 能夠很好地鑒別 NAFL 和 NASH，RE 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.85，以 1.24 為診斷閾值的靈敏度為 97%，特異度為 63%。
盡管 Gd-EOB-DTPA 表現出一定的潛在診斷價值，然而 Gd-EOB-DTPA 存在一定的影響因素和局限性。通常，正常肝實質吸收 Gd-EOB-DTPA 常存在個體差異，有 30%～40% 的正常肝細胞的轉運體基因表現出多態性，可影響肝細胞實際對 Gd-EOB-DTPA 的吸收，導致肝實質的強化程度降低，可能影響對肝實質評估的準確性[24]。另一方面，不同肝功能狀態背景情況下肝膽特異期肝實質強化的最佳評估時間和強化程度存在一定的差異，因此應該根據具體情況選擇個性化的掃描時間。此外，圖像采集參數反轉角的設置可能對肝實質對比度產生影響，比如增加反轉角會增加特定系數率值，而非肝細胞結構的信噪比（SNR）則下降[34]。因此，未來的研究還需要進一步深入研究優化 Gd-EOB-DTPA 增強采集方案、定量指標以及明確診斷標準。
2.3 磁共振擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）
DWI 是一種唯一能夠在活體內無創性檢測水分子擴散運動的磁共振技術。隨著技術的不斷發展，多 b 值 DWI 能夠利用不同的數學模型更加全面描述特定條件下組織內的水分子擴散行為，包括單指數模型、雙指數模型、延伸指數模型、峰度模型等[35]。基于這些不同數學模型，DWI 可以從細胞密集性、水分子擴散受限程度、組織微循環狀態、結構異質性等多層面為肝臟的病理改變提供更為準確和豐富的定量信息。目前有關 NASH 的 DWI 研究主要集中在雙指數模型。基于雙指數模型的體素內不相干運動成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）能夠獲得單獨反映組織內的純水分子擴散和微循環血流灌注信息的定量指標，包括真性擴散系數 D、灌注相關假性擴散系數 D*以及灌注分數 f，它最大的優點在于無需對比劑情況下能夠反映組織的血流微灌注信息。Joo 等學者[36]對兔 NAFLD 模型進行了多 b 值 IVIM 成像，并以組織病理學結果作為參照標準，他們的研究結果顯示，除灌注分數 f 外，表觀擴散系數（ADC）值、D 值以及 D*值在正常組、NAFLD 組、交界組（borderline group）以及 NASH 組間的差異無統計學意義，f 值隨著 NAFLD 嚴重程度的增加而降低，f 值診斷 NASH 的 AUC 值為 0.903。他們認為，IVIM 成像中的灌注分數 f 能夠幫助鑒別 NAFL 與早期 NASH。此外，Xie 等[37]的動物實驗研究也證實，IVIM 成像中的灌注分數 f 對診斷 NASH 具有良好的效能，其 AUC 值為 0.871。鄧宇等[38]采用 10 個 b 值的 IVIM-DWI 對高脂高膽固醇飲食所致兔 NAFLD 模型進行量化分析，結果顯示，NASH 組和交界組的 D、D*、f 值及 ADC 值均低于正常組（P<0.05）；NASH 組的 D 及 ADC 值均低于交界組（P<0.05），但是 NASH 和交界組間 D* 和 f 值的差異均無統計學意義（P>0.05）。
擴散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）是一種基于非高斯模型的 DWI 延伸技術，能夠更真實地反映在高 b 值下的體內水分子擴散行為，并提供反映組織異質性與復雜性的峰度（mean kurtosis，MK）和反映水分子擴散特征的擴散系數（mean diffusion，MD）兩個定量指標[35]。Li 等[39]對兔 NAFLD 模型行 DKI，分析了 MK 和 MD 與 NAFLD 活動度評分間的相關性及其對 NASH 的診斷效能，結果顯示，隨著 NAFLD 嚴重程度的加重，ADC 值和 MD 顯著減低（ρ分別為–0.52 和–0.904），而 MK 顯著增加（ρ=0.761）；對于鑒別非 NASH 與 NASH，DKI 比常規 DWI 具有更高的診斷效能，其中 MD 的診斷效能最佳（AUC=0.955）。同樣，有學者[40]也采用拉伸指數 DWI 模型對 NAFLD 進行定量分級及早期診斷，結果顯示，ADC 值和擴散分布指數（DDC）與 NASH 等級程度呈負相關（r 分別為–0.552 和–0.596，P<0.05）；擴散異質性指數 α 值與 NAFLD 等級程度呈正相關（r=0.729，P<0.05）；ADC 值、DDC 值及 α 值診斷 NASH 的 AUC 值分別為 0.736、0.784 和 0.900，α 值對 NASH 的診斷效能優于 ADC 值（P<0.05）。
基于各種模型的 DWI 肝臟成像的關鍵前提條件是良好的圖像質量和可靠的參數測量。無論是哪種數學模型，參數的準確評估都依賴于 b 值的設置，然而目前尚無各種模型 DWI 成像的統一采集方案。同時，噪聲和數據擬合算法也影響到各種模型參數測量的準確性和可再現性。因此，需要足夠的 SNR、良好的圖像質量和穩健的擬合算法才能確保準確的定量參數測量。肝臟 DWI 主要面臨的挑戰是圖像 SNR 和空間分辨力相對低，以及生理運動偽影和磁敏感性偽影導致的圖像質量下降。Porter 等[41]開發了新一代解剖擴散成像技術即讀出方向分段采樣 EPI 序列（RESOLVE 序列），它通過多次激發分段采樣，有效降低回波間距，提高 SNR，最大程度消除了生理運動偽影和磁敏感性偽影，獲得超高清的高分辨率解剖級圖像，提供了可靠的定量參數。此外，磁共振快速采集技術最令人振奮的發明就是同時多層采（simultaneous multi-slice，SMS）技術，它能夠同步并行激發多個層面，同時采集并且同時編碼，極大提高了成像速度，聯合擴散加權成像序列可以顯著提高圖像的空間和時間分辨力，保證臨床時效性的同時獲得多 b 值采集，可用于多種復雜的擴散模型，大大促進了多b 值 DWI 的臨床應用[42]。
2.4 磁共振脂鐵定量成像
磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）成像是定量評價肝脂肪變性的無創性參考標準，它獲得的質子密度脂肪分數（PDFF）與甘油三酯分子成分直接相關。然而，MRS 存在取樣誤差、采集條件要求高、后處理操作相對復雜等局限性，因此臨床應用受到限制。近年來，3D Multi-echo Dxion 技術通過低翻轉角多回波梯度回波序列附加脂肪多譜峰模型重建獲得了 MRI-PDFF 和 R2*值，該技術對磁場不均勻性不敏感，最大程度上克服了 T1 偏倚并矯正 T2*衰減，并支持脂肪多譜峰模型。已經證實，MRI-PDFF 與 MRS-PDFF 具有高度的相關性和一致性，并與肝活檢呈高度相關[43-44]。近年來，多項早期 NASH 臨床試驗采用 MRI-PDFF 作為評價各種藥物治療反應的終點[45]，MRI-PDFF 已被證明是一種用于評估 NASH 臨床試驗脂肪變性和治療反應的無創、準確和可重復性好的影像生物標志物。MOZART 試驗[46]結果發現，以 MRI-PDFF 相對降低 30% 為閾值時，組織學 NAFLD 活性評分提高 2 分的概率明顯增加。然而，也有觀點認為，MRI-PDFF 不能用于評價 NASH 肝臟炎癥、氣球樣變消退或纖維化好轉[45]。NASH 組織學上除了存在脂肪變性這一基本特征外，還可合并肝細胞損傷和炎癥，可伴肝纖維化，然而 NASH 和 NAFL 的脂肪含量可存在一定范圍的重疊。基于肝活檢或目前影像學技術的評估發現，NASH 的存在與肝脂肪變性的嚴重程度并不相關[47]。因此，單純從脂肪含量水平很難早期診斷 NASH。除了采用 MRS 直接評價 PDFF 外，也有研究采用 MRS 方法觀察其他代謝物在 NASH 中的變化。Kim 等[48]對 NASH 患者進行長回波氫質子 MRS 檢查，結果發現，NASH 患者的丙氨酸、乳酸甘油三酯和甘油三酯水平比 NAFL 或正常對照組都高（P<0.05），丙氨酸及乳酸甘油三酯診斷 NASH 的 AUC 值分別為 1.00 和 0.782。Abrigo 等[49]評價了磁共振磷譜（31P-MRS）成像對 NASH 的診斷效能，結果發現，與正常對照組相比，NASH 患者的核苷三磷酸/總磷酸鹽比值（NTP/TP，P=0.004）和 α-核苷三磷酸/總磷酸鹽比值（α-NTP/TP，P<0.001）顯著降低，并且 α-NTP/TP 在非 NASH 和 NASH 患者中的差異存在統計學意義（P=0.047）；進一步分析顯示，α-NTP/TP 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.71。
前期研究[50]已經證實，肝鐵沉積在 NASH 的發生過程中扮演重要的角色，鐵沉積同時出現增加了 NASH 的發生。通過對鐵沉積的量化評價，可能為 NASH 的診斷提供潛在的信息。磁共振鐵定量技術的優勢在于無創性、敏感性、特異性高以及可重復性好[51]，其原理主要是依據：鐵蛋白和含鐵血黃素的順磁性導致 T2 和 T2*縮短，評價指標包括信號強度比（Signal intensity ratio，SIR）和磁共振弛豫率（R2 和 R2*）。SIR 法幾乎已經被淘汰，臨床上最常用的是磁共振弛豫率（R2 和 R2*）。相比于 R2，R2*是臨床上測量肝臟鐵含量最理想的指標。R2*是 T2* 的倒數，它與肝臟鐵濃度呈線性相關[51]。目前基于磁共振鐵定量技術評價 NASH 的研究甚少。Kim 等[52]采用多回波 Dixon 序列檢測 NAFL 和 NASH 患者肝實質的 T2* 弛豫值，結果顯示，正常對照組、NAFL 組和 NASH 組的平均 T2* 弛豫值分別為（45.42±7.19）ms、（20.96±4.28）ms 和（15.49±2.87）ms，3 組間的差異具有統計學意義（P<0.001），以閾值為 17.95 ms 診斷 NASH 的 AUC 值為 0.908，靈敏度和特異度分別為 0.833 和 0.800。該研究結果表明，T2* 值能夠幫助診斷 NASH。
3 小結與展望
當前，肝活檢仍是診斷 NASH 的金標準，但是由于其局限性限制了臨床應用，當前迫切需要找到簡單、無創和重復性好的可靠生物標志物。盡管磁共振成像技術已經在 NAFLD 的評估中表現出重要價值，尤其是在肝脂肪變性定量和肝纖維化分期的評價中極具潛力，一定程度上可以替代肝活檢。然而，當前尚無有效的無創性影像生物標志物推薦用于臨床診斷 NASH。近年來，隨著大數據分析和高通量計算而發展起來的影像組學（radiomics）受到國內外學者越來越多的關注，影像組學是以定量成像為基礎，深度挖掘和提取感興趣區內大量的數據，獲取多維度的圖像特征，以構建疾病診斷與預測模型的新興前沿學科領域[53]。基于影像組學的多模態影像學聯合血清學標志物為研究 NASH 提供了新的視野和方法，借助人工智能中的機器學習方法，有望真正實現構建 NASH 的無創性診斷模型，未來需要進一步研究來探索更有效的基于影像生物標志物的方法以區分單純性肝脂肪變性和 NASH。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：胡富碧負責文獻分析結果的歸納總結、文章設計和撰寫；楊茹負責文獻檢索、分析、部分段落撰寫以及校對。