作者：张久权，沈合松，重庆大学附属肿瘤医院影像科

随着肿瘤治疗方法的进步，肿瘤患者生存期逐渐延长，肿瘤治疗相关心脏毒性已成为肿瘤患者非肿瘤死亡的首要原因。常引起心脏毒性的肿瘤治疗方法主要包括蒽环类化疗、靶向治疗、放疗和免疫检查点抑制剂。不同治疗方法引起的心脏毒性发生机制不同，深入了解其发生机制并制订个性化基线风险分层、纵向监测方案对于早期识别和及时干预心脏毒性，改善患者预后至关重要。

CT和MRI可无创定量心肌、冠状动脉和心包结构及功能特征，在肿瘤治疗相关心脏毒性的基线风险分层、纵向监测和预后预测中具有重要作用。因此，本文就肿瘤治疗相关心脏毒性的CT和MRI进展进行综述，以期为肿瘤科及影像科医师合理评估心脏毒性提供思路。

1. 肿瘤治疗相关心脏毒性的发病机制

1.1 蒽环类药物心脏毒性机制

蒽环类药物心脏毒性机制主要包括4个方面：①与拓扑异构酶Ⅱ结合，直接导致心肌细胞DNA链断裂；②产生过量的活性氧簇，引发脂质过氧化反应和铁过载，导致心肌细胞铁死亡；③损伤心肌细胞膜离子通道和转运体，细胞内钙超载，破坏心肌细胞的收缩装置，导致心肌收缩功能障碍；④破坏线粒体结构和功能，导致心肌细胞凋亡。

1.2 靶向药物心脏毒性机制

在靶向药物中，常引起心脏毒性的药物包括人表皮生长因子受体-2抑制剂和血管内皮生长因子抑制剂。人表皮生长因子受体-2抑制剂主要为曲妥珠单抗，其心脏毒性机制为：抑制PI3K/Akt信号通路，促进心肌细胞凋亡；抑制心肌血管生成，使心肌细胞供养不足和功能障碍。血管内皮生长因子抑制剂主要为贝伐单抗，其心脏毒性机制为：使血管生成和一氧化氮合成减低，心肌微血管舒缩功能障碍，心肌细胞缺血、缺氧。

1.3 放疗心脏毒性机制

放疗心脏毒性机制主要为射线损伤血管内皮细胞，引起炎症细胞和血小板聚集，促进心肌纤维化，同时引起微血管密度降低，使心肌细胞缺血、缺氧，氧化应激增加，最终导致心肌细胞死亡。

1.4 免疫检查点抑制剂心脏毒性机制

免疫检查点抑制剂主要为PD 1或PD-L1抑制剂，其心脏毒性机制为：①T淋巴细胞和巨噬细胞浸润直接损伤心肌细胞；②自身抗体上调，自身抗原再识别攻击正常心肌细胞；③心肌细胞PD-L1表达上调，活化T淋巴细胞与心肌结合，杀伤心肌细胞。

2. 肿瘤治疗相关心脏毒性的CT 和MRI 评价参数

CT评估心脏毒性的参数主要包括：

①心肌方面，左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）和整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）评估收缩功能，心肌细胞外间隙容积（extracellular volume，ECV）分数评估心肌纤维化，双能量心脏CT碘浓度和负荷灌注心肌血流量评估心肌灌注；

②冠状动脉方面：钙化积分、管腔狭窄程度、斑块特征评估冠状动脉结构，冠状动脉CT血流储备分数评估冠状动脉功能，冠周脂肪衰减指数评估冠状动脉炎症；

③心包方面：评估心包积液量、心包脂肪密度和容积。

MRI评估心脏毒性的参数主要包括：①心肌方面，LVEF、GLS、整体周向应变和径向应变评估收缩功能，T2W压脂信号强度、T1和T2值评估心肌水肿，延迟钆增强、T1、T1ρ和ECV评估心肌纤维化，体素内不相干运动、首过灌注和心肌负荷灌注成像评估心肌灌注；②冠状动脉方面，冠状动脉磁共振血管成像评估冠状动脉狭窄程度；③心包方面，评估心包积液量、心包脂肪信号强度和容积。

3. 肿瘤治疗相关CT 和MRI 研究进展

3.1 蒽环类药物心脏毒性CT和MRI研究进展

动物实验研究认为心肌细胞水肿（空泡化）是蒽环类药物心脏毒性的早期病理表现。通过心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）组织特征参数T2值可无创检测心肌细胞水肿，当T2值升高时进行干预，可逆转心脏毒性。但不同动物模型、不同给药方案，蒽环类药物所致心肌细胞水肿出现的时间存在差异，可在治疗后2周、4周或6周出现。

Nakata等研究表明，蒽环类药物治疗早期并未出现心肌细胞水肿，直到治疗后12周时才出现。因此，心肌细胞水肿是否为蒽环类药物心脏毒性的早期病理表现仍存在争议。人群研究方面，CT和MRI可对心脏结构和功能进行全面评估。

由于CMR无辐射，目前大部分研究使用CMR评估蒽环类药物心脏毒性，少量研究使用心脏CT评估。Shen等利用治疗前的CMR电影图像计算左心室肌小梁分形维度构建评分系统可对乳腺癌患者蒽环类药物心脏毒性的风险进行分层，其性能优于指南推荐的HFA-ICOS评分。CMR左心室GLS可识别蒽环类药物所致亚临床心脏毒性。CMR组织特征成像可纵向监测和预测蒽环类药物心脏毒性。

Tocchetti等研究发现，蒽环类药物治疗后第2、4周期T2值均可早期识别心脏毒性。多数研究发现T1、T2和ECV在蒽环类药物治疗过程中升高，但T1、T2和ECV预测心脏毒性的性能不一致。此外，T1ρ值可辅助T1值识别蒽环类药物心脏毒性。CT可对蒽环类药物心脏毒性进行基线风险分层和纵向监测。

Shen等基于胸部平扫CT计算的冠状动脉钙化（coronary artery calcium，CAC）积分研究发现，CAC积分与癌症治疗相关心脏功能不全（cancer therapy-related cardiac dysfunction，CTRCD）相关，与CAC积分为0分相比，CAC积分为1~100分和>100分的比值比分别为2.587和5.239；主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular event，MACE）累积发生率随CAC积分升高而升高。

Tu等研究发现胸部CT静脉期ECV和心脏CT延时期ECV在蒽环类药物治疗后1年升高，且CTRCD组静脉期ECV升高幅度较无CTRCD组明显。Rosenfeld等研究发现，胸部CT静脉期ECV在蒽环类药物治疗后1年和5年均可区分心脏毒性，延迟期ECV在治疗后5年才可区分心脏毒性。此外，基于冠状动脉CT血管成像的冠周脂肪衰减指数和CT血流储备分数可识别蒽环类药物所致冠状动脉损伤，基线CT血流储备分数可预测CTRCD。蒽环类药物不仅会直接损伤心包脂肪，导致心包脂肪体积增加；还会引起肝脏脂肪代谢异常，间接损伤心包脂肪。

3.2 靶向治疗心脏毒性CT和MRI研究进展

人表皮生长因子受体-2抑制剂靶向药物主要为曲妥珠单抗，常与蒽环类药物联合应用。CMR左心室GLS变化、射血分数和收缩末期容积指数均可预测接受靶向药物和蒽环类药物治疗的人表皮生长因子受体-2阳性乳腺癌患者的CTRCD。最新SUCCOUR-MRI临床试验发现，根据左心室GLS指导血管紧张素转换酶抑制剂和血管紧张素受体阻滞剂药物进行心脏保护治疗，可减轻接受曲妥珠单抗和蒽环类药物治疗乳腺癌患者的LVEF降低。

Terui等研究发现，基线CMR组织特征成像参数T1值也可预测曲妥珠单抗CTRCD。但Thavendiranathan等研究发现，T1、T2和ECV在曲妥珠单抗和蒽环类药物联合治疗过程中小幅度升高，有无CTRCD组上述参数升高幅度无差异。因此，CMR组织特征参数识别心脏毒性尚有争议。

3.3 放疗心脏毒性CT和MRI研究进展

Wang等报道CAC容积与III期肺癌患者放疗心脏毒性发生率呈正相关。Xie等研究发现，CAC在肺癌放化疗后1年左右无变化，与MACE无关。基于放疗定位CT计算的CAC积分与乳腺癌患者心血管疾病发生率呈正相关。此外，基线冠周脂肪衰减指数也与肺癌、食管癌和乳腺癌放疗心脏毒性相关。基于CMR的食管癌研究发现，左心室各节段ECV与放疗剂量呈正相关。

基于CMR的乳腺癌辅助放疗研究发现，CMR参数T1、T2和心肌血流储备指数与心脏平均辐射剂量无关，但放疗完成时白介素6、放疗后3个月肌钙蛋白与心脏平均辐射剂量相关。乳腺癌辅助放疗后10年，CMR参数LVEF、GLS、T1和ECV与心脏平均辐射剂量无关，同时LVEF、GLS和ECV与健康对照组无显著差异，但T1值高于健康对照组。

3.4 免疫检查点抑制剂相关心脏毒性CT和MRI研究进展

免疫检查点抑制剂相关心脏毒性主要为心肌炎，其次为非炎症型心衰综合征，最后为急性冠状动脉综合征和动脉粥样硬化。目前CT和MRI主要用于评估免疫治疗相关心肌炎。常规CMR延迟钆增强、T2 STIR信号强度不能区分免疫检查点抑制剂患者MACE。免疫检查点抑制剂治疗后，发生心肌炎患者左心室GLS高于未发生心肌炎组，且左心室GLS与MACE发生率呈负相关。左心室GLS是免疫检查点抑制剂治疗患者MACE最优预测因子。

免疫检查点抑制剂治疗后，发生心肌炎患者左心室整体周向应变和径向应变降低，而未发生心肌炎组上述参数无变化；左心室整体周向应变和径向应变与MACE发生率也呈负相关。免疫检查点抑制剂治疗后，CMR组织特征参数T1、T2值升高，ECV是否升高在不同研究中结果不一致；室间隔延迟强化可预测MACE，而T1和T2值不能预测MACE。此外，左心室心内膜GLS还有助于识别免疫检查点抑制剂相关心肌炎患者对激素治疗是否敏感。目前尚缺乏CT和MRI评估免疫检查点抑制剂相关非炎症型心衰综合征和冠状动脉相应毒性的研究。

4. 总结和展望

肿瘤治疗相关心脏毒性是肿瘤患者死亡的主要原因之一。针对肿瘤治疗相关心脏毒性的不同发生机制，制订个性化、无创性基线风险分层和纵向监测方案非常重要。多参数CT和MRI在评估肿瘤治疗患者心肌、冠状动脉和心包结构及功能方面各有优劣，多种参数联合可为肿瘤治疗相关心脏毒性的风险分层和纵向监测提供互补。

来源：张久权,沈合松.肿瘤治疗相关心脏毒性CT和MRI进展[J].中国医学影像学杂志,2025,33(02):116-120.