透析相關性淀粉樣變膝關節MRI表現和應用價值

張明貴 陸國軍 李蔚君 方建琴 吳寒松 李捷

血液透析治療挽救了很多慢性腎臟衰竭患者的生命，透析相關性淀粉樣變（dialysis-related amylosis，DRA）是長期血液透析患者的主要致殘性并發癥之一。由于血液中β2微球蛋白沉積于骨和關節，導致骨和關節淀粉樣變性，引起骨和關節的破壞，進一步導致透析相關性淀粉樣變骨關節?。╠ialysis-related amylosis osteoarthropathy，DRAO）。隨著血液透析患者生存期的延長，患者對生活質量的要求不斷提高，及早診斷和治療DRA具有重要意義。雖然DRAO發病隱匿，又缺乏特征性的臨床癥狀，但影像學檢查能先于臨床癥狀發現DRAO[1]，因此影像學檢查顯得尤為重要。有關DRA的研究報道較多，但DRA導致膝關節損害的報道國內鮮有提及。筆者收集本院2012年1月至2016年12月因長期血液透析導致DRA膝關節受累患者資料，評價DRA膝關節MRI表現，以助臨床診療，現報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 本組患者24例（研究組），男16例，女8例；年齡 15～68（42±17）歲；血液透析病史 3～20（9±6）年；有膝關節疼痛14例，無膝關節疼痛10例。其中2例透析10年以上患者由于膝關節髕韌帶斷裂進行手術治療而獲得病理標本。另選取20例健康志愿者作為對照組，男 12 例，女 8 例；年齡 24～65（43±15）歲。排除有慢性腎病透析史、急慢性關節炎病史和局部外傷史患者。

1.2 MRI檢查方法 采用美國GE 1.5T超導型MR成像儀（美國GE Healthcare公司，型號：Signa HDX）膝關節專用線圈。患者仰臥位，足先進，膝關節自然伸直，線圈中心對準髕骨下緣。常規SE序列包括：T1WI[重復時間（TR）500～650ms，回波時間（TE）10～20ms）]，T2加權預飽和脂肪抑制（fs T2WI）（TR 2 000～2 600ms，TE 20～35ms），脂肪抑制質子加權（fs PD）（TR 2 000～2 400ms，TE 20～30ms），短時間反轉恢復序列（STIR）（TR 4 000～4 800ms，TE 40～48ms）；矢狀 T1WI、fs T2WI（或 fs PD，STIR）；冠狀 T1WI、fs T2WI（或 STIR）；橫斷 fs T2WI。視野（FOV）200mm×200mm，矩陣 224×256，掃描層厚4mm，間隔0.5mm。

1.3 MRI評價 由2位富有骨關節影像診斷經驗的副主任醫師共同閱片，觀察兩組膝關節骨組織和軟組織MRI表現，協商達成一致評價。骨組織主要觀察有無骨質疏松，骨質有無淀粉樣物質沉積，關節軟骨受累情況和關節面下囊性骨質破壞情況；軟組織主要觀察股四頭肌腱距離髕骨1cm內形態、信號特點，髕韌帶異常信號分布和特點，側副韌帶和交叉韌帶有無異常信號，關節滑膜有無增生，關節腔積液情況。

1.4 血清β2微球蛋白檢測 研究組患者均在透析前采集靜脈血，采用免疫透射比濁法檢測血清β2微球蛋白。對照組未檢測血清β2微球蛋白。血清β2微球蛋白正常值參考范圍為1.09～2.53mg/L。

1.5 病理學檢查 獲得的病理標本經固定、脫水、浸蠟、包埋和切片處理后，行HE染色及剛果紅染色，并鏡下觀察。

1.6 統計學處理 采用SPSS 19.0軟件統計。計量資料以表示，計數資料組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組膝關節骨組織MRI評價結果比較 骨質疏松MRI表現為骨小梁稀疏，T1WI信號增高，STIR信號明顯降低（圖1）；淀粉樣物質沉積骨髓中MRI表現為彌漫低信號（圖2）；關節軟骨受累MRI表現為軟骨變薄和（或）信號異常；關節面下囊性骨質破壞MRI表現為長T1WI長T2WI囊樣信號，邊界清晰。兩組骨質疏松、骨質淀粉樣物質沉積和關節面下囊性骨破壞MRI陽性檢出率比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），兩組關節軟骨受累MRI陽性檢出率比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表 1。

圖1 DRA膝關節骨質疏松MRI圖像（a：膝關節矢狀T1WI，膝關節骨質信號增高，骨小梁稀疏，皮質菲??；b：膝關節矢狀STIR，因骨質疏松而信號明顯降低）

圖2 膝關節組成骨骨質彌漫性點片狀低信號，為沉積的淀粉樣物質

表1 兩組膝關節骨組織MRI評價結果比較[例（%）]

2.2 兩組膝關節軟組織MRI評價結果比較 關節滑膜異常MRI表現為滑膜增生增厚，呈中等強度信號；關節腔積液MRI表現為關節腔內和（或）髕上囊內長T1WI長T2WI液體信號；側副韌帶和交叉韌帶異常MRI表現為韌帶增粗和信號增高。研究組股四頭肌腱距離髕骨1cm內有5例肌腱變細（圖3a），4例局部增粗，3例形態正常；對照組4例股四頭肌腱MRI信號增高而無形態異常。兩組髕韌帶形態均未見異常，研究組髕韌帶異常信號分布在體部6例，位于髕韌帶脛骨附著端5例，異常信號呈結節狀，邊界較清晰（圖3b）；對照組髕韌帶異常信號呈邊界不清小片狀，均位于髕韌帶脛骨附著端。兩組股四頭肌腱異常、髕韌帶異常、關節滑膜增生和關節腔積液MRI陽性檢出率比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），兩組側副韌帶異常和交叉韌帶異常MRI陽性檢出率比較差異均無統計學意義（均 P＞0.05），見表 2。

圖3 DRA膝關節股四頭肌腱及髕韌帶MRI圖像（a：矢狀fs T2WI，顯示股四頭肌腱髕骨附著區纖細；b：同一例患者不同層面矢狀fs T2WI，顯示髕韌帶多處邊界清晰結節狀高信號，并有少量關節腔積液）

2.3 兩組MRI陽性檢出率比較 研究組患者膝關節MRI檢出陽性 20例，MRI陽性檢出率為83.3%（20/24）；對照組患者膝關節MRI檢出陽性9例，MR陽性檢出率為45.0%（9/20）；研究組MRI陽性檢出率高于對照組，差異有統計學意義（χ2=7.134，P＜0.05）。

2.4 研究組血清β2微球蛋白情況 MRI檢查膝關節有陽性表現的患者，14例血清中β2微球蛋白為正常值的5～30倍，6例β2微球蛋白＞正常值的30倍。

2.5 DRA膝關節肌腱病理改變 2例透析10年以上患者的股四頭肌腱在無強大外力作用下斷裂（圖4），術中發現髕韌帶色澤為黃色，術中獲得的標本經HE染色呈均質嗜伊紅改變，行剛果紅染色顯示綠色雙折射改變（圖 5）。

圖4 DRA膝關節斷裂的股四頭肌腱MRI圖像（a：矢狀位T1WI示股四頭肌腱于髕骨附著端斷裂、攣縮，局部呈信號不均勻軟組織團；b：矢狀位fs T2WI示股四頭肌腱斷裂區軟組織團呈高低混雜信號）

圖5 髕韌帶斷裂病理切片（a：纖維組織胞漿呈淀粉樣變性，部分區域可見裂隙，HE染色，×40；b：淀粉樣物質呈粉紅到紅色，胞核呈藍色，剛果紅染色，×40）

3 討論

研究發現DRA發病率與透析持續時間呈顯著正相關，初始透析齡越大越容易發生DRA，而且還和透析液的純度、透析膜材質和透析方式有關，超過10年透析齡的患者發病率高達65%[2-3]。β2微球蛋白沉積在組織中是DRA發病的主要原因，其機制是由于透析患者在透析時不能完全去除β2微球蛋白，激活了補體系統，導致IL-1升高，IL-1又促使β2微球蛋白升高，β2微球蛋白與脂質雙分子層的相互作用導致細胞膜損傷[4]。β2微球蛋白主要在骨組織、肌腱、滑膜囊沉積，形成淀粉樣纖維，在周圍形成以單核細胞為主的慢性炎性改變，導致骨及關節滑膜表面破骨細胞增殖和（或）破骨細胞活化，引起患者骨和關節的破壞[5]。通過測定血清學指標和骨密度相關性后發現，胰島素樣生長因子-1水平與骨密度呈正相關，全段甲狀腺素、骨堿性磷酸酶、骨鈣素水平與骨密度呈負相關[6]。

表2 兩組膝關節軟組織MRI評價結果比較[例（%）]

DRA最早發生的部位在腕關節，導致腕關節綜合征，表現為局部的疼痛與功能障礙，并逐步累及雙側的肩、髖、膝關節和脊柱，并可累及小腸、脾、肺、心臟等器官。DRAO表現為慢性骨關節病癥狀，臨床上有時難以與其他類型關節病相鑒別。MRI對DRA的診斷較其他方法敏感，可早期發現病變。劉家袆等[7]總結分析DRAO的影像學表現，認為骨改變主要為骨質疏松、骨質破壞和骨質硬化，關節表現為關節腫脹，軟組織改變主要是軟組織鈣化。一般認為DRAO主要引起關節滑膜炎及肌腱增粗，肌腱MRI信號增高改變；骨的改變主要為骨質淀粉樣物質沉積，MRI表現低信號；關節軟骨下骨質囊樣改變，表現為T1WI低信號，絕大多數T2WI高信號。

復習相關文獻，對DRA膝關節描述較少，對DRA膝關節受累MRI表現描述更是罕見。健康膝關節的髕韌帶、前后交叉韌帶和內外側副韌帶為均勻的長T1WI短T2WI的信號改變，關節軟骨為灰色的T1WI和T2WI的信號改變，骨皮質在T1WI和T2WI為低信號改變，髓腔為T1WI高信號，fs T2WI序列為低信號改變。

DRA膝關節骨組織受累主要表現為骨質疏松、淀粉樣物質沉積、關節軟骨破壞、關節面下囊性骨質破壞等，而關節間隙正常。骨質疏松在MRI表現為骨小梁稀疏，T1WI信號增高，fs T2WI信號明顯減低；淀粉樣物質沉積骨質中往往彌漫分布，T1WI和T2WI均呈低信號，與Alshehri[1]報道相一致。淀粉樣物質在骨質中沉積容易致病理性骨折。關節面下囊性骨質破壞MRI表現長T1長T2囊樣信號，邊界清晰，骨破壞系由于微球蛋白直接刺激破骨細胞形成的結果[8]。關節軟骨破壞MRI表現為軟骨變薄或/和信號異常。兩組骨質疏松、骨質淀粉樣物質沉積和關節面下囊性骨破壞MRI陽性檢出率比較差異均有統計學意義，與文獻報道一致[7，9]；但兩組關節軟骨受累情況比較差異無統計學意義，可能與本組樣本未進行軟骨敏感序列掃描有關，在觀察軟骨破壞的靈敏度和特異度存在不足。骨骼受累另一常見表現為骨硬化，X線片和CT圖像能很容易診斷骨硬化，但MRI很少單獨用于判斷有無骨硬化，因此本研究未對兩組骨硬化作比較。

DRA膝關節軟組織受累早期主要是滑膜受累引起滑膜炎，MRI表現為滑膜增生增厚，呈中等強度信號，其后廣泛影響關節肌腱和韌帶，并導致數量不等的關節腔積液。在上肢關節，增生的滑膜容易使周圍神經出現卡壓導致腕管綜合征和肘管綜合征[10]。文獻報道肌腱和韌帶受累常表現為肌腱韌帶增粗和信號增高，本研究顯示DRA膝關節肌腱韌帶受累主要為股四頭肌腱和髕韌帶，而側副韌帶和交叉韌帶較少受累。股四頭肌腱受累位于距離髕骨1cm之內，肌腱變細和肌腱局部增粗病例數相當，而且容易導致股四頭肌腱斷裂，并不像文獻中顯示主要是肌腱增粗，推測其原因，可能和受累病程相關。早期β2微球蛋白沉積在股四頭肌腱形成淀粉樣纖維，加之周圍炎性細胞浸潤使肌腱增粗，隨著對肌腱的破壞，肌腱脆性增加，變性的股四頭肌腱因承受股四頭肌強大牽拉力而變細，最終輕微的作用力便可導致股四頭肌腱的斷裂。本組2例透析齡10年以上患者的股四頭肌腱在輕微外力作用下斷裂，術中發現髕韌帶色澤為黃色，肌腱斷緣獲得的標本經剛果紅染色為陽性，筆者推測這與β2微球蛋白首先在粗大肌腱和腱鞘沉積有關。本研究顯示DRA髕韌帶受累后形態未見改變，韌帶受累區域MRI信號增高，研究組異常信號分布在髕韌帶體部6例，位于髕韌帶脛骨附著端5例，異常信號呈結節狀，邊界較清晰，而對照組髕韌帶異常信號呈邊界不清小片狀，且均位于髕韌帶脛骨附著端，異常信號的形態和在髕韌帶分布區的特點能否提示DRA，因本組病例數較少，尚需進一步觀察總結。

由于膝關節病變種類繁多，DRA引起的關節病變有時需與骨髓瘤、硬皮病關節炎、類風濕性關節炎、干燥綜合征關節受累、骨腫瘤等鑒別，根據DRAO膝關節磁共振在骨和軟組織兩方面的表現特點，并結合臨床對本病的診斷是可行的。