作者:周梦园,朱庆莉,中国医学科学院北京协和医学院,
临床实践中,准确区分以纤维化为主还是以炎症为主的狭窄至关重要,这直接影响治疗方案的选择:纤维化性狭窄通常需要内镜球囊扩张或手术切除,而炎症性狭窄则可从抗炎治疗中获益。尽管生物制剂已广泛应用于临床,但部分患者的肠狭窄仍难以改善,提示单纯抗炎治疗无法完全缓解临床症状,亟需深入探究纤维化性狭窄的发生机制和监测手段。事实上,炎症和纤维化在发生部位和时序上并无严格界限,但纤维化的特征性改变是细胞外基质(extracellular matrix,ECM)沉积导致组织硬度增加[7-9] 。参与ECM生成的间质细胞具有高度异质性,包括成纤维细胞、肌成纤维细胞、平滑肌细胞、周细胞等固有间质细胞,以及上皮/内皮-间质转化细胞等[10-11] 。阐明肠纤维化的关键致病细胞亚群及其病理生理机制,是发现潜在治疗靶点的重要研究方向[12] 。目前,纤维化的定性和定量评估仍面临重大挑战。CD纤维化的机制研究和评估方法是两个相互关联、亟待解决的重大问题。由于肠狭窄常导致内镜通过困难,使得评估和取材受限。在此背景下,横断面成像技术因其非侵入性和对狭窄肠段壁内、外特征的全面评估优势,相较于内镜更有助于临床决策。然而,现有影像技术多侧重于评估肠道炎症活动度而非纤维化程度,因此开发能准确识别和量化肠纤维化的影像学生物标志物,对于早期识别和干预肠纤维化狭窄、指导CD治疗决策具有重要意义。近年来影像学技术的快速发展为CD肠纤维化评估提供了新方法。本文旨在综述横断面成像技术在评估CD肠纤维化狭窄方面的进展和应用前景,以期为临床诊疗提供参考。
1新型MRI技术
磁共振
纹理分析(texture analysis,TA)是一种量化图像强度变化的图像处理技术,在炎症背景下鉴别纤维化方面表现优异。Kock等[16] 探讨了MTR和TA技术在小鼠肠纤维化模型中的应用价值。通过右旋糖酐硫酸钠循环给药诱导小鼠慢性结肠炎和进行性肠纤维化,在抗纤维化治疗前后分别测定肠壁磁化转移比值和纹理特征(偏度、峰度、熵),并对5例接受肠切除术的CD患者进行回顾性分析。结果显示,MTR和纹理熵均与组织病理学纤维化程度相关(r分别为0.85和0.81);在合并炎症时,熵对纤维化的检测效能优于MTR(线性回归:r=0.93比r=0.01)。这表明,虽然MTR和TA均可无创检测已形成的肠纤维化,但在炎症共存情况下TA更具优势。
Caron等[17] 评估了非相干运动成像和标准化T1序列等新型MRI序列对CD肠纤维化的评估价值。该前瞻性研究纳入33例成年CD患者,分析灌注分数、T1序列增强前后肠道舒张时间差与视觉模拟量表(0~10分)评估的纤维化程度的关系。结果显示,灌注分数与纤维化程度呈显著负相关(P=0.002);严重纤维化患者的肠道舒张时间显著短于轻度纤维化患者(P=0.05)。与传统MRE相比,新型MRI技术提高了CD纤维化定量评估的效能。近年来相关研究日益增多,为临床纤维化定性和定量评估提供了技术支撑,但其在纤维化程度识别和疗效监测方面的临床价值仍需进一步验证。
2经腹肠道超声
肠道超声(intestinal ultrasound,IUS)作为一种无创、无辐射、经济便捷的检查方法,其参数与CD患者组织病理学结果的关系已得到多项研究证实[18-19] 。多普勒超声常用于评估血流信号,Limberg分级作为标准IUS分类方法,可通过半定量评估CD狭窄肠段的血流情况来反映纤维化程度,是评估肠纤维化的有效初筛工具[20] 。对比增强超声(contrastenhanced ultrasound,CEUS)能更准确地显示血流灌注情况,通过专业软件可获得增强模式的定量参数或灌注动力学分析。基于肠壁最大增强率和增强百分比可区分炎性和纤维性狭窄[21-22] 。
肠壁纤维化和平滑肌增生导致ECM沉积,引起肠壁硬度和血流灌注改变,形成特征性回声模式[23-24] 。因此,通过评估肠壁硬度和血流灌注可间接反映纤维化程度。研究表明,超声实时弹性成像对纤维化评估具有良好效果[25] 。Fraquelli等[26] 连续纳入23例接受末段回肠切除术的CD患者,以20例无并发症未手术的活动性CD患者为对照,术前接受超声应变弹性成像(elastography,SE)检查,通过应变比定量评估肠壁硬度,结果显示应变比与肠纤维化严重程度显著相关(AUC=0.917)。多变量分析表明,严重肠壁纤维化是应变比的唯一独立决定因素,提示SE可在炎症共存情况下识别严重纤维化组织。
剪切波弹性成像通过测量剪切波速实现组织弹性的定性和定量评估。Chen等[27] 纳入130例非狭窄非穿透型(蒙特利尔分型B1)CD患者,以进展为狭窄(B2)或穿透性病变(B3)为终点,分期接受剪切波弹性超声(shear-wave elastography,SWE)检查。多变量分析显示SWE是疾病行为进展的唯一独立预测因子(HR=1.08,P=0.001),诊断时SWE>12.75 k Pa的CD患者更易进展为狭窄或穿透性疾病,但该研究未区分炎性和纤维性狭窄。另一项研究揭示了超声硬度测量值与平滑肌肥大的相关性,为回肠CD病理生理研究提供了新视角[28] 。该研究纳入18例症状性回肠狭窄的CD患儿,术前接受SWE检查。在最严重狭窄区域进行二维SWE,于肠管横切面9点、12点、3点方向测量肠壁剪切波速(shear-wave speed,SWS),并记录不同腹部应变(0、10%、20%)下的右下象限整体硬度。结果显示,组织学固有肌层平滑肌肥大与10%应变下的中位肠壁SWS(r=0.72,P=0.002)和20%应变下的整体SWS(r=0.71,P=0.02)呈正相关。
一项系统评价比较了超声与组织病理学在评估肠纤维化方面的价值,发现超声弹性成像诊断纤维化具有中等至良好的准确性,其中焦点剪切波弹性成像更为准确[13] 。2022年的一项荟萃分析[29] 评估了肠道超声鉴别炎性和纤维性狭窄的能力,纳入的6项研究显示,不同超声模式和参数对纤维性狭窄的诊断准确率差异较大(B型IUS的灵敏度为30%~88%、特异度为10%~100%、准确度为20%~89%;弹性成像灵敏度为5%~75%、特异度为25%~100%、准确度为30%~96%)。值得注意的是,Quaia等[30] 提出联合应用B-IUS、CEUS和SE可提高鉴别诊断效能,三种模式联合的敏感性、特异性和准确性均优于单一模式(分别为35%、40%、75%)。然而,肠道超声的仪器参数设置、诊断标准和操作规范仍需进一步优化,以提高CD肠纤维化诊断的准确性。
3正电子发射断层扫描/计算机体层成像
正电子发射断层扫描(positron emission computedtomography,PET)在定量评估肠纤维化程度方面具有独特优势。Scharitzer等[31] 研究了68 Ga标记的成纤维细胞活化蛋白抑制剂(fibroblast activation proteininhibitor,FAPI)PET/MRE对CD肠壁纤维化的预测价值。以组织病理学为金标准,对肠壁活动性炎症(A0~A2)和纤维化(F0~F2)分级,通过免疫组化分析各层肠壁成纤维细胞活化蛋白(fibroblastactivation protein,FAP)表达,探究68Ga-FAPI的最大标准化摄取值(SUVmax)与纤维化的关系。结果显示,纤维化肠段的平均SUVmax显著高于无纤维化肠段(7.6比2.0,P<0.001);重度纤维化患者的SUVmax高于轻中度患者(8.9±0.9比6.2±0.9,P=0.045);当SUVmax截断值为3.5时,预测中重度纤维化的AUC达0.94。这表明PET/MRE中68 Ga-FAPI 摄取量与CD肠壁纤维化程度密切相关。CT小肠造影(computed tomography enterography,CTE)具有扫描时间短、对比度和分辨率高等优点,主要用于确定CD病变部位、检测并发症和评估炎症活动度。FAPI PET/CT已成为评估纤维化的新兴工具[32-33] 。Li等[34] 评估了18 F-FAPI PET/CT检测肠道纤维化的诊断效能,并与18F-FDG PET/CT和MTR比较。研究采用2,4,6-三硝基苯磺酸(trinitrobenzenesulfonic acid,TNBS)诱导大鼠肠纤维化模型,22只大鼠在纤维化进展过程中接受3次定量成像。计算18 F-FAPI和18 F-FDG PET/CT的平均和最大标准化摄取值(SUVmean和SUVmax)以及MTR的标准磁化转移比,以组织病理和MTR为金标准评估各影像参数的诊断效能。此外,前瞻性纳入10例拟行肠切除术的CD患者(术后病理证实34处狭窄肠段)进行验证。结果显示,在大鼠模型中,FAPI摄取对纤维化的反应早于FDG和MTR;早期阶段FAPI摄取与病理纤维化的相关性(SUVmean:r=0.69)强于FDG(SUVmean:r=0.17)和MTR(SUVmean:r=0.52)。在CD患者中,FAPI摄取(AUC=0.87,P≤0.01)区分轻度和中重度纤维化的准确性高于FDG(AUC=0.82,P≤0.01),与MTR相当(AUC=0.90,P≤0.001)。这表明18F-FAPI PET/CT诊断CD纤维化的效能优于18 F-FDG PET/CT,与MTR相当,在早期检测肠纤维化方面潜力巨大。然而,PET/CT的高成本、辐射暴露和肠道解剖细节显示不足等缺点限制了其临床应用。
4人工智能与影像组学
近年来,人工智能技术在肠狭窄评估领域取得了重要进展[35-37] 。Chirra等[38] 开发并验证了基于影像组学的机器学习模型用于评估CD肠狭窄的炎症和纤维化程度。该研究纳入51例CD患者(训练集34例,验证集17例),对手术切除肠段进行病理学评分,在术前MRE图像上开展机器学习分析和人工评估。该模型可识别狭窄段内与重度炎症或纤维化相关的异质性影像特征,联合影像组学和放射科医师评分显著提高了对严重肠道炎症和纤维化的评估准确性(炎症AUC:0.79比0.67,纤维化AUC:0.79比0.35,P=0.01)。Meng等[39] 采用类似方法开展多中心研究,开发基于CTE的深度学习模型(deep learning model,DLM)评估CD肠纤维化。研究纳入三个中心的235例CD患者(312个肠段),以中心1病例为训练集和测试集1,中心2和3病例为测试集2。在训练集中基于10折交叉验证的3D深度卷积神经网络构建DLM,并进行外部验证。从CTE图像提取4个放射组学特征建立放射组学模型(radiomics model,RM),由两名放射科医师评估术前CTE图像,采用De Long检验和非劣效性检验比较模型性能。结果显示,DLM区分轻度和中重度肠纤维化的AUC为0.828,优于放射科医师(*1 AUC=0.579,*2 AUC=0.646,P均<0.05),且不劣于RM(AUC=0.813,P<0.05),处理时间显著短于RM(P<0.001)。尽管人工智能在准确鉴别CD肠道炎症与纤维化方面仍需深入研究,但随着技术进步,影像组学提供的量化指标有望为CD肠纤维化评估和治疗决策提供更多依据。
5小结
近年来,虽然生物制剂、小分子药物和免疫抑制剂在CD治疗中广泛应用,但肠纤维化所致狭窄的发生率并未显著降低[40] 。这是因为在疾病活动期,炎症因子和纤维化因子水平同时升高,而炎症缓解后纤维化因子仍持续存在[41] 。因此,现有抗炎治疗对肠纤维化效果有限,亟需探索新的抗纤维化靶点和药物,并同步开发CD纤维化多模态影像评估方法。
鉴别CD病变肠段的纤维化和炎症成分是影像学研究热点。组织病理学显示,狭窄段常同时存在炎症和纤维化,如何在炎症背景下识别纤维化成分是影像定量和定性研究的主要难点。横断面成像(MRE、CTE和肠道超声)可显示肠壁增厚、肠腔狭窄和狭窄前扩张,弥补了
参考文献略。
来源:周梦园,朱庆莉.克罗恩病肠狭窄纤维化的影像学评估进展[J].协和医学杂志,2026,17(2):499-504.