結合超聲彈性成像的列線圖對葛西手術預后的預測價值

楊清雅， 周麗， 李靜， 楊萍， 潘潔瑢

小兒膽道閉鎖(Biliary atresia,BA)是一種肝內外膽管出現阻塞，并可導致肝硬化甚至肝衰竭的先天性疾病[1],葛西手術(Kasai portoenterostomy,KPE)是目前公認的首選治療方法[2],然而相關研究發現，即使接受KPE的患兒術后仍會出現進行性肝纖維化，這導致患兒的自體肝生存率(native liver survival,NLS)(即患兒術后一段時間內以自身肝臟存活的概率)降低以及長期預后不良[3]，其原因是因為雖然手術能夠重建肝外膽道、改善膽汁淤積的情況，但免疫介導的炎癥反應仍持續存在，因此患兒術后仍會出現肝纖維化[4,5]。雖然肝活檢是肝纖維化診斷的金標準，但KPE后需要對肝纖維化進程進行長期、頻繁的監測，所以并不作為KPE后的常規檢測方法。超聲剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)已經用于BA的診斷以及術后監測[6]。現已證明肝臟彈性測量值(liver stiffness measurement,LSM)與肝纖維化的組織學分期密切相關[7-9]。已有研究將SWE納入KPE術后隨訪的常規檢查并證明LSM可以準確評估肝纖維化程度[10]，但鮮有研究關注BA患兒KPE預后的預測以采取更多預防性措施來減少患兒的并發癥或盡早進行肝移植。本研究利用LSM聯合臨床常用指標建立列線圖預測模型，以個體化評估BA患兒在接受KPE后的預后情況，為臨床針對BA的治療提供參考。

材料與方法

1.研究對象

選擇2012年12月-2017年12月經腹腔鏡探查確診為BA并接受KPE的患兒作為研究對象。排除KPE后3個月內不能存活的患兒(3例)、合并乙肝或丙肝的患兒(1例)以及有肝失代償史的患兒(1例)。本研究共納入BA患兒102例，其中男46例，女56例，手術時日齡14～148d，平均(60±34)d；其中II型BA10例(9.8%)，III型BA92例(90.2%)。所有患者家屬均知情同意，本研究得到我院倫理委員會批準。

2.研究方法

血常規以及血清生化指標測定：抽取空腹肘靜脈血8 mL，其中2 mL使用XN-9000全自動血液細胞分析儀自動生成血常規數據。2 mL靜脈血使用CS-5100全自動血凝儀檢測凝血酶原時間(prothrombin time，PT)，并計算國際標準化比值(international normalized ratio，INR)。另取4ml靜脈血，4℃、10000 rpm離心5 min取上清用于檢測生化指標，采用西門子ADVIA Centaur CP全自動化學發光免疫分析儀以及配套試劑檢測總膽紅素(total bilirubin，TB)、直接膽紅素(direct bilirubin，DB)、谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase，AST)、谷氨酰胺轉肽酶(glutamyl transpeptidase， GGT)、白蛋白等生化指標水平。檢測流程嚴格按照儀器及試劑盒說明書。

SWE檢查：采用Aixplorer新聲威超聲診斷儀，14L5線陣探頭(頻率5～14 MHz)，患兒取仰臥位，充分暴露上腹部，在安靜、呼吸平緩狀態下進行檢查。在常規腹部檢查后啟動SWE程序(圖1)，采樣框置于右肝前葉下段距肝包膜約1 cm處，避開膽囊及血管，在采樣框中設置直徑10 mm的圓形感興趣區(ROI)，當大部分ROI(>90%)被均勻的顏色填充時采集圖像，記錄5次有效測量值后取中位數作為LSM值。

圖1 BA患兒的SWE圖像。 SWE圖像中上半部分為彩色的彈性分布圖，下半部分為灰度圖像。a) 患兒預后較好，3年內未進展為肝硬化，ROI中的LSM值為11.5 kPa; b) 患兒在第3年接受肝移植，LSM為16.0 kPa。

研究方案：所有患兒由經驗豐富的手術團隊進行KPE，于術中取肝右葉下緣的肝組織行病理檢查，并使用METAVIR評分(F0-F4)進行分級。術后常規進行抗感染、利膽、護肝、靜脈營養等治療。記錄術后3個月的TB、DB、ALT、AST、GGT等血清學指標、LSM值、有無膽管炎發作以及黃疸消退情況作為建立列線圖的潛在指標并定期隨訪。

隨訪：采用門診復查、電話等方式進行術后隨訪，術后每月復查1次，3個月后病情穩定改為每3個月復查一次，共隨訪3年。隨訪內容包括體格檢查、實驗室檢查及超聲檢查等，記錄患兒生長發育情況，以患兒肝移植或死亡作為隨訪終點。

列線圖設計：通過隨機數字表法分配得到訓練隊列68例與獨立驗證隊列34例。在訓練隊列中，通過計算NLS，篩選影響BA患兒NLS的指標，利用多因素分析確定影響BA患兒預后的獨立因素，并以此建立列線圖來估計BA患兒1、2、3年的NLS。列線圖在訓練隊列中進行內部驗證，在驗證隊列中進行外部驗證。

3.統計學分析

計量資料通過X-Tile軟件轉化為分類變量[11]。計數資料應用卡方檢驗進行組間比較，等級資料應用Mann-WhitneyU檢驗進行組間比較。采用Medclac22.0.4進行Kaplan-Meier生存分析繪制生存曲線。采用Logrank法進行單因素預后分析，其中P<0.05的變量納入Cox多因素比例風險模型進行預后分析。利用SPSS 19.0軟件分析Cox回歸的結果，并使用R4.0.2軟件中的rms包構建列線圖模型。利用Bootstrap重采樣(1000次)分析得到模型性能的相對無偏差估計。利用受試者工作特性曲線下面積(area under curve,AUC)評價列線圖的區分度，利用校準曲線和Hosmer-Lemeshow檢驗評價列線圖的校準度。

結 果

1.隨訪結果

訓練隊列與驗證隊列的各項特征見表1。訓練隊列BA患兒1、2、3年的NLS(82.5%、66.2%、47.1%)與驗證隊列(82.4%、67.8%、50.0%)近似，差異無統計學意義(P值均>0.05，圖2)。兩個隊列間各項指標均近似，差異均無統計學差異(P值均>0.05)。

圖2 訓練隊列與驗證隊列BA患兒KPE后的NLS情況(Kaplan-Meier法)。

表1 訓練隊列與驗證隊列BA患兒的臨床資料比較 (n,%)

2.影響BA患兒預后的潛在指標分析

單因素分析結果顯示，較高的手術時日齡、METAVIR評分、AST、白蛋白、TB、GGT、LSM、INR、膽管炎以及黃疸未消退與NLS縮短相關(P值均<0.05，圖3、表2)。多因素分析結果顯示，手術時日齡、METAVIR評分、LSM、出現膽管炎以及黃疸未消退是影響BA患兒術后NLS的獨立危險因素(表3)。

圖3 不同指標對BA患兒KPE后NLS的影響(Kaplan-Meier法)。

表2 不同指標對BA患兒NLS的影響因素分析 (n,%)

表3 影響BA患兒NLS的獨立影響因素分析

3.預測BA患兒預后的列線圖模型

基于多因素分析結果建立用于預測BA患兒預后的列線圖(圖4)。手術時日齡、METAVIR評分、LSM、出現膽管炎以及黃疸未消退在列線圖中根據自身的風險系數進行了分布。每位BA患兒根據各自情況在各項因素對應的軸上找到對應的點，通過累積各點對應的分數即可計算總分，從而評估該BA患兒1、2、3年NLS的概率。

圖4 列線圖預測BA患兒1、2、3年的NLS。

4.列線圖的效能評估及驗證

在訓練隊列中，列線圖預測1、2、3年NLS的AUC(AUC分別為0.861、0.841、0.836)與驗證隊列(AUC分別為0.815、0.780、0.786)差異均無統計學意義(P值均>0.05)。校準曲線圖顯示，內部驗證和外部的列線圖預測BA患兒1、2和3年NLS與實際觀察值大致一致(圖5)，Hosmer-Lemeshow檢驗提示差異無統計學意義(內部驗證：1年NLS：χ2=6.438，P=0.598，2年NLS：χ2=8.170，P=0.417，3年NLS：χ2=11.213，P=0.190；外部驗證：1年NLS：χ2=5.344，P=0.876，2年NLS：χ2=7.860，P=0.672，3年NLS：χ2=9.881，P=0.231)。

圖5 列線圖的區分度及校準度分析。a～c) 區分度分析，綠色曲線為基于訓練隊列的內部驗證，藍色曲線為基于驗證隊列的外部驗證；d～f) 校準度分析，藍色曲線為內部驗證，黑色曲線為外部驗證。

討 論

早期預測KPE術后的不良預后有助于在BA患兒出現明顯肝硬化等潛在并發癥之前進行預防性治療并及早考慮肝移植。2018版《膽道閉鎖診斷及治療指南》中指出，膽道閉鎖類型、手術時間晚、術后反復發作膽管炎以及肝纖維化程度與BA不良預后密切相關[12]。但上述均為定性指標，無法用于預測BA患兒的NLS。ALT、AST、GGT等反映肝功能的常規生化指標特異性較差，易受患兒本身的年齡以及肝外感染等因素影響，也無法準確評估BA患兒的肝功能情況[13]。SWE對肝纖維化具有較高的診斷敏感度和特異度，通過測量LSM值可以無創、客觀地定量評估肝纖維化進展的程度。本研究采用SWE測量LSM值評價BA患兒肝纖維化程度，并結合手術時日齡、METAVIR評分、是否出現膽管炎以及黃疸消退，建立列線圖用于預測BA患兒KPE后3年內的NLS，以及早對可能出現的嚴重并發癥進行預防，改善BA患兒的預后。

之所以選擇KPE術后3個月時檢測的指標作為潛在的預測因素，是因為術后早期肝臟剛經歷過手術創傷，肝細胞處于高度水腫和炎癥狀態，此時肝功能的各項生化指標及LSM值會暫時升高，所以并不能真實反映患兒KPE后的恢復情況。經過2～3個月的恢復期后，各項指標會逐漸趨于平穩。因此相比于術后早期檢測，此時更能準確反映BA患兒的恢復情況[10]。相關文獻報道，BA患兒反映肝功能的指標多在術后2～3個月達到高峰，若在3個月時反映肝功能的各項指標仍處于較高水平，則提示患兒可能受到持續性膽汁淤積的影響[14]。因此，筆者認為術后3個月時檢測患兒的各項指標對臨床防治肝纖維化及其并發癥有積極的指導意義。

BA患兒的NLS依賴于KPE后良好的預后[15,16]。手術時日齡、肝功能以及肝臟病變程度是目前已知影響BA患兒預后的主要因素[10,17-19]。本研究結果顯示，較大的手術日齡、METAVIR評分、KPE后3個月時高LSM、膽管炎以及黃疸是BA患兒預后的獨立危險因素。LSM被廣泛用于肝纖維化的臨床診斷和監測[20]。本研究結果表明，術后3個月時的LSM對BA患兒KPE后的NLS有很好的預測價值。KPE后3個月時，LSM值小于8.9 kPa的患兒術后1、2、3年NLS顯著好于8.9～15.9 kPa以及高于15.9 kPa的患兒。已有研究將LSM納入KPE后常規檢測指標，用于監測KPE后BA進展性肝纖維化相關并發癥的發生[21,22]。LSM值升高往往提示BA患兒肝纖維化程度嚴重，易發生食管、胃底靜脈曲張等并發癥，長期隨訪預后較差[18]。然而，LSM值特異性較差，易受患兒自身因素影響，其獨立預測BA患兒KPE后的NLS準確性有限[19]。盡管多因素分析結果提示LSM是影響BA患兒預后的獨立危險因素，但仍不足以獨立預測3年內NLS。

本研究結果顯示，基于LSM聯合常規臨床指標建立的列線圖可以較準確地預測BA患兒KPE后3年內的NLS,預測準確度略高于Wang等[22]的列線圖，其預測BA患兒KPE術后NLS的AUC為0.780;這可能是因為Wang等的研究是基于術前患兒的肝功能狀況進行的預測，而術后的膽汁淤積改善程度以及患兒自身的恢復情況對KPE術后肝纖維化的進展速度影響更大，因此我們建立的列線圖的預測準確性更高。此外，本研究納入的指標更易獲取，臨床醫生可根據BA患兒的手術時日齡、術中METAVIR評分以及術后3個月隨訪時的LSM、膽管炎及黃疸消退情況，計算每位患兒KPE后前3年的NLS概率。例如當1位BA患兒在出生后67天接受KPE，術中肝臟組織活檢METAVIR評分為F3，術后3個月內黃疸仍未消除且反復出現膽管炎，復查LSM值為12.8 kPa，則列線圖的總分約為170，提示該患兒1、2、3年NLS分別為85%、75%、65%。這有助于臨床醫生及時調整治療方案，避免或減少BA患兒不良預后的發生。

雖然本研究對列線圖進行了內部和外部驗證，但樣本量仍然有限，其結果可能存在偏倚;且多數患兒BA分型為III型，僅少量II型患兒，不能準確反映BA分型對于KPE術后預后的影響。本研究后續計劃擴大樣本量對列線圖的準確性和可靠性進行進一步驗證，以期用更詳細的數據來完善研究結論。

綜上所述，基于SWE聯合常見臨床指標建立的列線圖模型有望準確評估BA患兒術后3年內的NLS,可為臨床基于患兒個體情況準確預測NLS提供理論依據。