CT定量分析在抗合成酶综合征合并间质性肺炎中的应用价值

丁梦江,李学任,彭守春,张玉华

抗合成酶抗体(aminoacyl-tRNA-synthetases, ARS)是肌炎特异性自身抗体(myositis specific autoantibody, MSA)中最常见的一组[1],其又包括抗组氨酰tRNA合成酶(Jo-1)、抗苏氨酰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余种抗体[2]。当患者ARS抗体阳性时,常出现肌炎、发热、关节炎、间质性肺炎(interstitial lung disease,ILD)、技工手、雷诺现象等系列特征性表现,称之为抗合成酶综合征(anti-synthase syndrome, ASS),此时ILD称之为抗合成酶综合征相关间质性肺炎(anti-synthase syndrome associated with interstitial lung disease, ASS-ILD)[3]。80%～100%的ASS患者可合并ILD,其严重程度是患者预后的主要决定因素,5年生存率为72%～97%[4]。

肺功能检查(pulmonary function tests, PFT)是间质性肺炎病情严重程度和治疗效果评估的主要参考依据,CT定量指标与PFT相关参数有很好的相关性[5,6],特别是因各种原因患者无法完成肺功能测定时, HRCT定量分析评估患者病情显得十分重要,计算机辅助CT定量分析因评估更准确和客观,逐渐被广泛接受[7]。本研究拟对两个问题进行分析:(1)在ASS-ILD患者中HRCT定量分析与PFT参数的相关性。(2)HRCT定量分析对ASS-ILD影像学类型判定的价值。

1 对象与方法

1.1 对象 回顾性分析2015-01至2022-06在武警特色医学中心呼吸科收治的ASS-ILD患者临床资料。收集患者基本情况、临床症状和体征、实验室数据、PFT指标、影像学结果及治疗方案和随访资料等。入选标准:(1)ASS的诊断符合2011年Solomon等[8]提出的诊断标准;(2)ILD的诊断符合2002年美国胸科学会/欧洲呼吸学会(American Thoracic Society/European Respiratory Society, ATS/ERS)专家共识所推荐的ILD分类方法[9]和2013年修订的特发性间质性肺炎(idiopathic interstitial pneumonia, IIP)国际多学科新分类标准[10],影像学类型由两名有经验的呼吸内科和1名放射科医师共同判定。排除标准:(1)临床资料不全者;(2)由其他已知原因,如其他结缔组织病、药物、感染、肿瘤等继发的ILD者。

1.2 方法

1.2.1 PFT检查 患者均使用肺功能仪(德国耶格)进行通气及弥散功能检测,选取第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in the first second,FEV1)占预计值百分比(FEV1%)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)占预计值百分比(FVC%)、一秒率(FEV1/FVC)、一氧化碳弥散量(diffusion lung for carbon Monoxide,DLCO)占预计值百分比(DLCO%)等指标。

1.2.2 CT检查 患者均接受多层螺旋CT(美国通用)进行全肺扫描,扫描参数:管电压为120 kV,管电流120～140 mAs,准直64×0.625 mm,转速0.4～0.8 s/r,重建层厚为1 mm,矩阵512×512。

1.2.3 CT定量分析 将HRCT数据传至Advantage Workstation 4.4(GE Healthcare)处理系统,采用阈值分割法测定感兴趣区肺容积,行全自动定量分析。参考相关研究报道[11-16],设定-1024～200 HU为肺实质范围,并计算出肺总容积(total lung volume, TLV)和平均肺衰减值(mean lung attenuation, MLA)。设置CT值-950 HU,-500 HU,-100 HU为区间阈值,不同区间阈值的CT值表现出不同肺衰减值,反映不同肺通气情况,代表不同肺组织。CT值<-950 HU的区域,反映肺过度通气,代表肺气肿,衰减值用MLAhyper表示;-950 HU至-500 HU区域,反映肺正常通气,代表正常肺组织,衰减值用MLAnormal表示;-500 HU至-100 HU区域,反映肺通气不良,代表肺间质性或肺纤维化改变,衰减值用MLAfibrosis表示;-100 HU至200 HU区域,反映肺无通气,代表肺实变,衰减值用MLAnonaerated表示。GE Healthcare会根据阈值分割得出的衰减值,自动计算出不同区域的体积和重量,以及其占肺总容积的百分比。

1.3 疗效评价标准 记录每名患者的治疗方案,特别是糖皮质激素和免疫抑制剂的使用种类和剂量,根据复查PFT检查中FVC%和DLCO%的指标变化来评估治疗效果。

2 结 果

2.1 一般资料 共纳入ASS-ILD患者42例,临床表现:咳嗽30例(71.43%),呼吸困难22例(52.38%)。临床体征:细湿性啰音42例(100%),技工手24例(57.14%),雷诺现象4例(9.52%),肌无力12例(28.57%),关节炎4例(9.52%)。PFT表现为中度限制性通气异常和轻度一氧化碳弥散障碍。HRCT显示:42例患者中NSIP 8例(19.05%),OP 18例(42.86%)和NSIP/OP 16例(38.08%)。动脉血气(arterial blood gas, ABG)提示多数病例存在低氧血症。

2.2 CT定量指标与PFT参数的相关性 在CT定量指标与PFT参数中,FVC%与MLAfibrosis(r=0.58,P=0.048)、FEV1%与MLAfibrosis(r=0.79,P=0.01)、FEV1/FVC与MLAnormal(r=0.23,P=0.01)具有良好的线性相关性,差异有统计学意义(P<0.05,图1)。

2.3 NSIP/OP组和OP组的差异 将NSIP/OP患者与OP患者进行分组对照(表1),发现:(1)两组之间在DLCO%、Vfibrosis%、Vhyper%、Whyper%和MLAtotal指标上存在统计学差异(P<0.05)。NSIP/OP组Vfibrosis%高于OP组(P=0.03),DLCO%明显低于OP组(P=0.01);OP组Vhyper%和Whyper%较NSIP/OP组高(P=0.03、P=0.02);NSIP/OP组MLAtotal明显高于OP组(P=0.01)。(2)两组患者在临床症状和体征、PFT检查以及ABG结果方面均无统计学差异(P>0.05)。(3)两组患者均给予相同糖皮质激素联合免疫抑制剂治疗方案,随访2年:2例于治疗20个月后死于呼吸衰竭,2例失访,有效治疗时间在1～6个月,发现NSIP/OP组与OP组在治疗效果方面无统计学差异(P>0.05)。

表1 抗合成酶综合征合并间质性肺炎患者NSIP/OP组与OP组比较 [M(Q～Q3)]

3 讨 论

结缔组织病(connective tissue disease, CTD)引起肺间质性改变称为结缔组织病相关间质性肺病(connective tissue disease-interstitial lung disease, CTD-ILD),具有较高的发病率和病死率[17]。ASS是一种少见的结缔组织病,80%～100%可合并ILD,ASS-ILD患者多数短期预后良好,但从病程长期看,约1/3患者出现病情复发及恶化,研究显示ASS-ILD患者的病死率为4.8%～29.0%,5年生存率为72%～97%[4,18]。

肺活检是ILD诊断和评估的“金标准”,但其属有创操作,且不能对肺部病变的程度和范围进行全面地定量评估,临床上实施受限。因PFT广泛普及,是ILD病情严重程度和治疗效果评估的主要参考依据,但其受病情严重程度、患者配合度、操作者熟练程度等影响,结果不能做到完全准确客观。HRCT凭其无创简便、时空分辨率高及经济高效等优点,成为目前ILD诊断和评估的主要手段。ILD的HRCT判读最初是依靠影像医师的视觉评估,后发展到半定量评估,评分参考Camiciottoli标准[19],因仍需人工评判,结果带有主观性。近年来,随着计算机技术的发展,现ILD判读多采用计算机辅助CT定量评估方法。研究表明CT 肺功能定量指标与PFT参数TLC、FVC及FEV1具有良好相关性,能对肺组织进行客观测量和评价,不受CT影像分型影响,可用于疾病严重程度的评估[5,6,20]。目前CT定量分析主要方法有阈值分割法、密度直方图法和纹理分析法,其中阈值分割法应用最为广泛[21],本研究采用的是阈值分割法。

研究发现,通过设置不同的阈值范围,可以对肺间质改变程度进行量化。Delorme等[11]和Sverzellati等[12]发现,>-700 HU的区间CT表现为磨玻璃影、网格状影及实变影。Yanagawa等[13]和戴书华等[14]将>-700 HU的CT值再次细分:-700～-534 HU为磨玻璃影,-534～-188 HU为部分实性影,>-188HU为实变影。陈永华等[15]研究显示,将-1024～-950 Hu定义为肺气肿区,-950～-700 Hu为正常肺功能区,>-700为间质性肺炎区,MLA和DLCO%与>-700 HU区域CT值呈负相关。Umakoshi等[16]在研究中设置-500 HU为间质性病变阈值下限,结果表明间质性改变面积百分比与DLCO%呈负相关。另外,Best等[22]研究发现,CT定量指标MLA和TLV与其PFT参数(如VCmax、FVC、DLCO%)有较好相关性,可用于肺纤维化患者的病情评估。目前未见到MLA与FEV1%及FEV1/FVC相关性的报道。参照上述研究结果,本研究设置CT值-950 HU、-500 HU、-100 HU为区间阈值,结果发现FVC%和FEV1%与-500 HU～-100HU区域CT值呈正相关(r=0.58,P=0.048和r=0.79,P=0.01),FEV1/FVC与-950 HU～-500区域CT值呈负相关(r=-0.23,P=0.01,图1)。这与陈永华等[15]发现CT值在>-700 HU的区域与VCmax、FVC有较好的负相关性,-950～-700区域与VCmax、FVC有较好的正相关性的结果不一致,分析可能有以下几方面原因:(1)研究对象不同。陈永华等[15]研究对象为弥漫性间质性肺疾病(diffuse interstitial lung disease, DILD)患者,而本研究的对象为 ASS-ILD患者。(2)CT定量分析使用的处理系统不同。陈永华等[15]采用的西门子工作站Sensation Pulmo肺定量分析软件,本研究采用的是GE Healthcare处理系统。(3)阈值设置不同。陈永华等[15]选取-950 Hu、-700 Hu为区间阈值,本研究设置CT值-950 HU、-500 HU、-100 HU为区间阈值。

图1 抗合成酶综合征合并间质性肺炎患者CT定量指标与肺功能检查参数的相关性A. FVC%与MLAfibrosis相关性;B.FEV1%与MLAfibrosis相关性;C.FEV1/FVC与MLAnormal相关性。

ILD的影像学分型以NSIP(61%)为主,其次为OP(10%)和NSIP/OP(10%)[23]。因NSIP/OP和OP比例相近,且分型有重叠,因此,我们将ASS-ILD患者NSIP/OP与OP类型的CT定量指标进行了比较。发现两组间DLCO%、Vfibrosis%、Vhyper%、Whyper%和MLAtotal存在统计学差异(P<0.05)。一方面,NSIP/OP组Vfibrosis%高于OP组(P=0.03),DLCO%明显低于OP组(P=0.01),表明NSIP/OP纤维化程度较OP要重,因此弥散功能下降更为明显。另一方面,OP组的Vhyper%和Whyper%较NSIP/OP组高,说明OP实变程度较NSIP/OP明显,实变成分高的类型对过度通气区的体积和重量影响更大。此外,MLAtotal是-1024 HU至200 HU整个阈值范围内的平均衰减值,NSIP/OP组明显高于OP组(P=0.01),说明NSIP/OP组整体纤维化程度高。因此,可以借助CT定量指标对NSIP/OP和OP进行更为客观准确的判定。

本研究存在一定局限性:(1)这是对少数患者的单中心回顾性研究,样本量较少,可能会影响统计学分析的效率,下一步需增加样本量和多中心来丰富研究内容;(2)仅有16例患者进行了组织病理学的分型诊断,其余是影像学分型,带有一定主观性,而有研究表明CT定量指标对不同病理类型的评估价值可能存在差异[24];(3)本研究CT阈值是参考相关文献设定的,没有进行过相关验证。

综上所述,ASS-ILD患者HRCT定量指标与PFT参数有较好的相关性,临床中不易获得PFT检测结果时,可通过CT定量指标对患者肺功能做初步评价,为临床诊疗提供参考依据。NSIP/OP和OP是ASS-ILD的常见类型,从CT定量分析看,NSIP/OP纤维化程度要较OP更为严重,OP实变成分更高,有助于两种类型的判定。