CT定量分析在抗合成酶綜合征合并間質性肺炎中的應用價值

丁夢江,李學任,彭守春,張玉華

抗合成酶抗體(aminoacyl-tRNA-synthetases, ARS)是肌炎特異性自身抗體(myositis specific autoantibody, MSA)中最常見的一組[1],其又包括抗組氨酰tRNA合成酶(Jo-1)、抗蘇氨酰tRNA合成酶(PL-7)、抗丙氨酰tRNA合成酶(PL-12)、抗甘氨酰tRNA合成酶(EJ)等10余種抗體[2]。當患者ARS抗體陽性時,常出現肌炎、發熱、關節炎、間質性肺炎(interstitial lung disease,ILD)、技工手、雷諾現象等系列特征性表現,稱之為抗合成酶綜合征(anti-synthase syndrome, ASS),此時ILD稱之為抗合成酶綜合征相關間質性肺炎(anti-synthase syndrome associated with interstitial lung disease, ASS-ILD)[3]。80%～100%的ASS患者可合并ILD,其嚴重程度是患者預后的主要決定因素,5年生存率為72%～97%[4]。

肺功能檢查(pulmonary function tests, PFT)是間質性肺炎病情嚴重程度和治療效果評估的主要參考依據,CT定量指標與PFT相關參數有很好的相關性[5,6],特別是因各種原因患者無法完成肺功能測定時, HRCT定量分析評估患者病情顯得十分重要,計算機輔助CT定量分析因評估更準確和客觀,逐漸被廣泛接受[7]。本研究擬對兩個問題進行分析:(1)在ASS-ILD患者中HRCT定量分析與PFT參數的相關性。(2)HRCT定量分析對ASS-ILD影像學類型判定的價值。

1 對象與方法

1.1 對象 回顧性分析2015-01至2022-06在武警特色醫學中心呼吸科收治的ASS-ILD患者臨床資料。收集患者基本情況、臨床癥狀和體征、實驗室數據、PFT指標、影像學結果及治療方案和隨訪資料等。入選標準:(1)ASS的診斷符合2011年Solomon等[8]提出的診斷標準;(2)ILD的診斷符合2002年美國胸科學會/歐洲呼吸學會(American Thoracic Society/European Respiratory Society, ATS/ERS)專家共識所推薦的ILD分類方法[9]和2013年修訂的特發性間質性肺炎(idiopathic interstitial pneumonia, IIP)國際多學科新分類標準[10],影像學類型由兩名有經驗的呼吸內科和1名放射科醫師共同判定。排除標準:(1)臨床資料不全者;(2)由其他已知原因,如其他結締組織病、藥物、感染、腫瘤等繼發的ILD者。

1.2 方法

1.2.1 PFT檢查 患者均使用肺功能儀(德國耶格)進行通氣及彌散功能檢測,選取第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in the first second,FEV1)占預計值百分比(FEV1%)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)占預計值百分比(FVC%)、一秒率(FEV1/FVC)、一氧化碳彌散量(diffusion lung for carbon Monoxide,DLCO)占預計值百分比(DLCO%)等指標。

1.2.2 CT檢查 患者均接受多層螺旋CT(美國通用)進行全肺掃描,掃描參數:管電壓為120 kV,管電流120～140 mAs,準直64×0.625 mm,轉速0.4～0.8 s/r,重建層厚為1 mm,矩陣512×512。

1.2.3 CT定量分析 將HRCT數據傳至Advantage Workstation 4.4(GE Healthcare)處理系統,采用閾值分割法測定感興趣區肺容積,行全自動定量分析。參考相關研究報道[11-16],設定-1024～200 HU為肺實質范圍,并計算出肺總容積(total lung volume, TLV)和平均肺衰減值(mean lung attenuation, MLA)。設置CT值-950 HU,-500 HU,-100 HU為區間閾值,不同區間閾值的CT值表現出不同肺衰減值,反映不同肺通氣情況,代表不同肺組織。CT值<-950 HU的區域,反映肺過度通氣,代表肺氣腫,衰減值用MLAhyper表示;-950 HU至-500 HU區域,反映肺正常通氣,代表正常肺組織,衰減值用MLAnormal表示;-500 HU至-100 HU區域,反映肺通氣不良,代表肺間質性或肺纖維化改變,衰減值用MLAfibrosis表示;-100 HU至200 HU區域,反映肺無通氣,代表肺實變,衰減值用MLAnonaerated表示。GE Healthcare會根據閾值分割得出的衰減值,自動計算出不同區域的體積和重量,以及其占肺總容積的百分比。

1.3 療效評價標準 記錄每名患者的治療方案,特別是糖皮質激素和免疫抑制劑的使用種類和劑量,根據復查PFT檢查中FVC%和DLCO%的指標變化來評估治療效果。

2 結 果

2.1 一般資料 共納入ASS-ILD患者42例,臨床表現:咳嗽30例(71.43%),呼吸困難22例(52.38%)。臨床體征:細濕性啰音42例(100%),技工手24例(57.14%),雷諾現象4例(9.52%),肌無力12例(28.57%),關節炎4例(9.52%)。PFT表現為中度限制性通氣異常和輕度一氧化碳彌散障礙。HRCT顯示:42例患者中NSIP 8例(19.05%),OP 18例(42.86%)和NSIP/OP 16例(38.08%)。動脈血氣(arterial blood gas, ABG)提示多數病例存在低氧血癥。

2.2 CT定量指標與PFT參數的相關性 在CT定量指標與PFT參數中,FVC%與MLAfibrosis(r=0.58,P=0.048)、FEV1%與MLAfibrosis(r=0.79,P=0.01)、FEV1/FVC與MLAnormal(r=0.23,P=0.01)具有良好的線性相關性,差異有統計學意義(P<0.05,圖1)。

2.3 NSIP/OP組和OP組的差異 將NSIP/OP患者與OP患者進行分組對照(表1),發現:(1)兩組之間在DLCO%、Vfibrosis%、Vhyper%、Whyper%和MLAtotal指標上存在統計學差異(P<0.05)。NSIP/OP組Vfibrosis%高于OP組(P=0.03),DLCO%明顯低于OP組(P=0.01);OP組Vhyper%和Whyper%較NSIP/OP組高(P=0.03、P=0.02);NSIP/OP組MLAtotal明顯高于OP組(P=0.01)。(2)兩組患者在臨床癥狀和體征、PFT檢查以及ABG結果方面均無統計學差異(P>0.05)。(3)兩組患者均給予相同糖皮質激素聯合免疫抑制劑治療方案,隨訪2年:2例于治療20個月后死于呼吸衰竭,2例失訪,有效治療時間在1～6個月,發現NSIP/OP組與OP組在治療效果方面無統計學差異(P>0.05)。

表1 抗合成酶綜合征合并間質性肺炎患者NSIP/OP組與OP組比較 [M(Q～Q3)]

3 討 論

結締組織病(connective tissue disease, CTD)引起肺間質性改變稱為結締組織病相關間質性肺病(connective tissue disease-interstitial lung disease, CTD-ILD),具有較高的發病率和病死率[17]。ASS是一種少見的結締組織病,80%～100%可合并ILD,ASS-ILD患者多數短期預后良好,但從病程長期看,約1/3患者出現病情復發及惡化,研究顯示ASS-ILD患者的病死率為4.8%～29.0%,5年生存率為72%～97%[4,18]。

肺活檢是ILD診斷和評估的“金標準”,但其屬有創操作,且不能對肺部病變的程度和范圍進行全面地定量評估,臨床上實施受限。因PFT廣泛普及,是ILD病情嚴重程度和治療效果評估的主要參考依據,但其受病情嚴重程度、患者配合度、操作者熟練程度等影響,結果不能做到完全準確客觀。HRCT憑其無創簡便、時空分辨率高及經濟高效等優點,成為目前ILD診斷和評估的主要手段。ILD的HRCT判讀最初是依靠影像醫師的視覺評估,后發展到半定量評估,評分參考Camiciottoli標準[19],因仍需人工評判,結果帶有主觀性。近年來,隨著計算機技術的發展,現ILD判讀多采用計算機輔助CT定量評估方法。研究表明CT 肺功能定量指標與PFT參數TLC、FVC及FEV1具有良好相關性,能對肺組織進行客觀測量和評價,不受CT影像分型影響,可用于疾病嚴重程度的評估[5,6,20]。目前CT定量分析主要方法有閾值分割法、密度直方圖法和紋理分析法,其中閾值分割法應用最為廣泛[21],本研究采用的是閾值分割法。

研究發現,通過設置不同的閾值范圍,可以對肺間質改變程度進行量化。Delorme等[11]和Sverzellati等[12]發現,>-700 HU的區間CT表現為磨玻璃影、網格狀影及實變影。Yanagawa等[13]和戴書華等[14]將>-700 HU的CT值再次細分:-700～-534 HU為磨玻璃影,-534～-188 HU為部分實性影,>-188HU為實變影。陳永華等[15]研究顯示,將-1024～-950 Hu定義為肺氣腫區,-950～-700 Hu為正常肺功能區,>-700為間質性肺炎區,MLA和DLCO%與>-700 HU區域CT值呈負相關。Umakoshi等[16]在研究中設置-500 HU為間質性病變閾值下限,結果表明間質性改變面積百分比與DLCO%呈負相關。另外,Best等[22]研究發現,CT定量指標MLA和TLV與其PFT參數(如VCmax、FVC、DLCO%)有較好相關性,可用于肺纖維化患者的病情評估。目前未見到MLA與FEV1%及FEV1/FVC相關性的報道。參照上述研究結果,本研究設置CT值-950 HU、-500 HU、-100 HU為區間閾值,結果發現FVC%和FEV1%與-500 HU～-100HU區域CT值呈正相關(r=0.58,P=0.048和r=0.79,P=0.01),FEV1/FVC與-950 HU～-500區域CT值呈負相關(r=-0.23,P=0.01,圖1)。這與陳永華等[15]發現CT值在>-700 HU的區域與VCmax、FVC有較好的負相關性,-950～-700區域與VCmax、FVC有較好的正相關性的結果不一致,分析可能有以下幾方面原因:(1)研究對象不同。陳永華等[15]研究對象為彌漫性間質性肺疾病(diffuse interstitial lung disease, DILD)患者,而本研究的對象為 ASS-ILD患者。(2)CT定量分析使用的處理系統不同。陳永華等[15]采用的西門子工作站Sensation Pulmo肺定量分析軟件,本研究采用的是GE Healthcare處理系統。(3)閾值設置不同。陳永華等[15]選取-950 Hu、-700 Hu為區間閾值,本研究設置CT值-950 HU、-500 HU、-100 HU為區間閾值。

圖1 抗合成酶綜合征合并間質性肺炎患者CT定量指標與肺功能檢查參數的相關性A. FVC%與MLAfibrosis相關性;B.FEV1%與MLAfibrosis相關性;C.FEV1/FVC與MLAnormal相關性。

ILD的影像學分型以NSIP(61%)為主,其次為OP(10%)和NSIP/OP(10%)[23]。因NSIP/OP和OP比例相近,且分型有重疊,因此,我們將ASS-ILD患者NSIP/OP與OP類型的CT定量指標進行了比較。發現兩組間DLCO%、Vfibrosis%、Vhyper%、Whyper%和MLAtotal存在統計學差異(P<0.05)。一方面,NSIP/OP組Vfibrosis%高于OP組(P=0.03),DLCO%明顯低于OP組(P=0.01),表明NSIP/OP纖維化程度較OP要重,因此彌散功能下降更為明顯。另一方面,OP組的Vhyper%和Whyper%較NSIP/OP組高,說明OP實變程度較NSIP/OP明顯,實變成分高的類型對過度通氣區的體積和重量影響更大。此外,MLAtotal是-1024 HU至200 HU整個閾值范圍內的平均衰減值,NSIP/OP組明顯高于OP組(P=0.01),說明NSIP/OP組整體纖維化程度高。因此,可以借助CT定量指標對NSIP/OP和OP進行更為客觀準確的判定。

本研究存在一定局限性:(1)這是對少數患者的單中心回顧性研究,樣本量較少,可能會影響統計學分析的效率,下一步需增加樣本量和多中心來豐富研究內容;(2)僅有16例患者進行了組織病理學的分型診斷,其余是影像學分型,帶有一定主觀性,而有研究表明CT定量指標對不同病理類型的評估價值可能存在差異[24];(3)本研究CT閾值是參考相關文獻設定的,沒有進行過相關驗證。

綜上所述,ASS-ILD患者HRCT定量指標與PFT參數有較好的相關性,臨床中不易獲得PFT檢測結果時,可通過CT定量指標對患者肺功能做初步評價,為臨床診療提供參考依據。NSIP/OP和OP是ASS-ILD的常見類型,從CT定量分析看,NSIP/OP纖維化程度要較OP更為嚴重,OP實變成分更高,有助于兩種類型的判定。