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慢性肝病MRI成像技术进展,不同检查方式用于不同肝病进程

【本文为疾病百科知识,仅供阅读】  2020-12-23  作者:厚朴方舟  

慢性肝病(CLD)是世界范围内的主要公共卫生问题。导致慢性肝病的主要原因包括肝病毒感染,长期接触毒素或药物,酗酒,慢性代谢改变和持续的自身免疫反应。慢性肝病可能导致脂肪变性,铁失调,炎症和纤维化。磁共振成像(MRI)通常用于肝脏疾病的检测和分期,以及评估对治疗的反应。磁共振成像(MRI)已成为肝脏疾病更加全面的无创诊断工具。

近年来,MRI在肝病学中的价值已被多种造影剂(无论是临床上可用的还是正在开发中的)显著提高。通过靶向分子和细胞,这些造影剂可在详细的形态学图像中添加功能信息,或增加正常组织与病理组织之间的区别。近期在《 Journal of Hepatology》上,麻省总医院Martinos生物医学成像中心与成像创新研究所的研究人员详细回顾了功能和分子MRI技术在慢性肝病诊断领域的进展 ,其中包括肝脏MRI造影剂的分类、弥漫性肝病的功能性MRI研究以及肝纤维化的影像学分子过程。

慢性肝病

▲图源:Journal of Hepatology

一、肝脏MRI造影剂的分类

肝脏MRI成像中使用的造影剂根据其生物分布机制可分为4大类,包括:

●常规非特异性细胞外液(ECF)造影剂;

●肝胆造影剂,可由肝细胞特异性吸收并通过胆道系统排出;

●超顺磁性氧化铁颗粒;

●靶向特定分子过程的生物化学的分子造影剂。

使用不同的功能和分子磁共振成像方法可以无创地评估各种慢性肝病的疾病负担、进展和治疗反应。结合成像生物标志物,MRI可获得较高的诊断性能。

二、弥漫性肝病的功能性MRI研究

1. 用于肝纤维化和肝硬化的MRI灌注成像

动态对比增强MRI与ECF造影剂已成为临床肝脏MRI的重要组成部分,可以提供有关组织灌注变化的信息。

定量DCE MRI用于研究实验,以评估发生在肝纤维化和肝硬化的微循环改变。肝纤维化会阻碍ECF制剂从血管窦状隙转移到组织间隙。在肝硬化患者中,观察到门静脉和肝脏总灌注减少,以及动脉灌注和平均转运时间增加,分布体积保留或增加。这些灌注变化已经发生在肝纤维化的中期,但在肝硬化中更明显,它们与肝功能障碍和门脉高压的程度相关。在一项研究中发现,与早期肝纤维化患者相比,晚期肝纤维化患者的动脉血流量、动脉分数、分布体积和平均转运时间增加,门静脉分数降低。在所有估计的灌注参数中,分布体积预测晚期肝纤维化的效果更好,敏感性为77%,特异性为79%。

2. 评估肝纤维化、肝硬化和脂肪肝的钆酸增强MRI

肝胆造影剂,特别是钆酸,同时提供有关肝胆系统的形态和功能信息。在肝胆期(HBP),肝实质(而非血管)增强,受损肝细胞可通过低密度鉴别出来。肝胆图像中的信号增强也反映了摄取和排泄转运蛋白之间的平衡,以及肝细胞总数。肝脏相对增强程度的降低可能意味着肝细胞功能的丧失,这是纤维化替代所致。

在肝纤维化、肝硬化和非酒精性脂肪性肝炎中,钆酸增强MRI已用于评估肝胆功能。,《Radiology》发表了一项基于钆酸的功能性肝脏影像学评分,被开发用于预测慢性肝病患者的肝脏失代偿和无移植生存。该评分不需要动态采集或信号建模,且与MRI场强度和供应商,使其更容易在常规实践中实施。

在过去的十年中,钆酸增强MRI也被证明可以准确预测肝切除术后肝衰竭和肝移植肝功能异常的风险。《Investigative Radiology》上发表了的一个评分系统,可以预测肝移植的三年生存率。

三、用于慢性肝病的靶向性MRI探针

分子靶向MRI探针是识别特定蛋白、受体或生物过程的小分子、多肽或抗体。这些探针会被造影剂标记。目前正致力于开发靶向性MRI探针,用于进展性肝病的检测、分期、预后和治疗监测,并可能在新药的发现和验证方面发挥作用。

慢性肝病mri

▲图源:Journal of Hepatology

以下是一些探针的示例,它们对慢性肝病中纤维形成、细胞外基质(ECM)沉积和炎症反应的成像显示出了前景:

●EP-3533: 一种针对用钆标记的I型胶原的环状肽,用于MRI检测;在各种鼠肝纤维化模型中对肝纤维化准确分期。

●CM-101: 新版本的EP-3533,用于更快的血液清除,并使钆在骨或组织中的残留量较小。

●Gd-ESMA:特定于在纤维化晚期积聚的弹性蛋白;成功监测了大鼠的ECM沉积。

●Gd-Hyd: 对细胞外醛类有特异性,表明细胞外基质的沉积速率;监测小鼠的纤维生成。

●EP-2104R:在慢性肝病大鼠模型中,用纤维蛋白特异性肽基钆试剂测量血管外纤维蛋白沉积作为炎症反应的一部分。

●Gd-MPO:特异性髓过氧化物酶,是肝损伤炎症反应的一部分,在非酒精性脂肪性肝炎中增加;可在小鼠中区分脂肪性肝炎和脂肪性肝炎。

在这个精密医学的时代,人们越来越需要对肝脏功能进行无创评估,并可视化肝脏疾病的细胞/分子过程。MRI的进步,特别是随着肝胆特异性造影剂的广泛使用和分子靶向探针的发展,为创新评估各种肝脏疾病的方式提供了机会。未来成像技术可用于选择昂贵的新型靶向抗炎/抗纤维化治疗的候选药物,并对患者进行分层和监测治疗反应。功能和分子MRI技术的发展实现这一目标提供了基础。


参考来源:

[1]https://advances.massgeneral.org/urology/journal.aspx?id=1745

[2] Iris Y, Advances in functional and molecular MRI technologies in chronic liver diseases, Journal of Hepatology, 2020

审核:麻省总医院


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Colin Weekes教授在波士顿哈佛医学院的血液学/肿瘤学系任职,同时是麻省总医院Tucker Gosnell胃肠癌中心胰腺癌医学肿瘤研究主任,专注于胰腺癌患者的临床和转化研究,他所带领的研究小组的目标是将生物学原理纳入胰腺癌患者的治疗中。目前他正在与基础科学家合作,旨在将靶向治疗和疾病反应的生物标志物整合到临床试验开发中。 除了从事胰腺癌的工作外,Weekes博士还致力于胃肠道恶性肿瘤的早期药物开发。他的临床兴趣包括胰腺癌,结肠癌和直肠癌,以及肝癌,包括胆管癌和肝细胞癌。他可以治疗多种类型的癌症患者,包括结肠直肠癌,食道癌,胆囊癌,胃肠道癌,肝癌和胃癌。 履历 Colin W
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