楊 雪，徐 斌，劉燕敏，高 文，陳 杰，單 晶，任美欣，劉 丹，邊新渠，韓 瑩

原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis，PBC)是一種以慢性肝內(nèi)膽汁淤積為主的免疫性肝病，其病理特點為進行性、非化膿性、破壞性肝內(nèi)小膽管炎[1]。PBC患者進展至肝硬化失代償期時，則標(biāo)志著患者進入終末階段，預(yù)后較差。盡早診斷肝硬化對及時調(diào)整治療方案極為重要。而患者若進入肝硬化期后，肝組織活檢風(fēng)險較高，患者接受程度較差。國內(nèi)外多個研究表明，單一無創(chuàng)檢測手段例如瞬時彈性掃描儀(FibroScan)、B超、CT、血清學(xué)標(biāo)志物對肝硬化程度有一定的診斷及預(yù)測價值[2-3]，但是影響因素多，易檢測失敗或誤差較大。現(xiàn)有的肝病無創(chuàng)肝纖維化診斷模型，有的診斷效力低，有的缺乏大規(guī)模驗證，且多數(shù)是針對乙肝、丙肝、酒精性肝病者。因此，臨床上需要篩選成本低、準(zhǔn)確率高、易于推廣并適用于中國PBC患者的肝硬化無創(chuàng)診斷指標(biāo)。本研究擬以肝穿為金標(biāo)準(zhǔn)，篩選PBC的無創(chuàng)肝硬化診斷敏感指標(biāo)，并建立無創(chuàng)肝硬化診斷模型，提高PBC的肝硬化早期診斷率，以便盡早調(diào)整患者的治療方案，延緩肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生。

1 對象與方法

1.1研究對象 收集2011—2020年在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院住院確診為PBC的患者380例。依據(jù)《原發(fā)性膽汁性肝硬化(又名原發(fā)性膽汁性膽管炎)診斷和治療共識(2015)》[4]，符合以下3項中2項者即可診斷為PBC：(1)血清堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)升高；(2)血清抗線粒體抗體(antimitochondrial antibody,AMA)和(或)M2亞型陽性；(3)組織學(xué)表現(xiàn)為非化膿性破壞性膽管炎，主要為小葉間膽管的破壞。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)；(2)PBC-AIH重疊綜合征；(3)病毒性肝炎；(4)藥物性肝損害；(5)遺傳代謝性肝??；(6)酒精性肝??；(7)非酒精性脂肪性肝病等其他急、慢性肝病。其中65%患者接受了肝臟活檢。本課題組所有患者的數(shù)據(jù)均存儲于前期建立的肝病研究數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確，在保證研究質(zhì)量的同時，大大提高了研究效率。

1.2肝臟硬度檢測 采用瞬時彈性掃描儀進行肝臟硬度檢測，儀器型號為FibroScan502，購自法國Echosens公司?；颊呷⊙雠P位，右臂上抬置頭部以充分暴露肋間隙，檢測區(qū)域為右側(cè)腋前線至腋中線第7、8、9肋間隙，連續(xù)檢測，要求成功檢測10次，且成功率在60%以上，取中位數(shù)值作為瞬時彈性掃描儀的最終測定值(單位是kPa)；檢測偏差值低于中位值的30%，無法取得檢測值者為檢測失敗。

1.3電子胃鏡檢查 OlympusXQ260電子胃鏡(購自日本Olympus公司)由熟練?？漆t(yī)生操作，根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會肝病學(xué)會、消化病學(xué)分會和內(nèi)鏡學(xué)分會共同制定的2016年《肝硬化門靜脈高壓食管胃靜脈曲張出血的防治指南》[5]，協(xié)助判斷患者是否合并肝硬化。

1.4彩色多普勒超聲檢查 使用ToshibaPW6000(購自日本東芝公司)、GELOGGIQ9彩色超聲診斷儀(購自美國GE公司)，探頭頻率為3.5 MHz，型號為M12L，記錄肝臟形態(tài)、大小、脾臟厚度、肋下長度等指標(biāo)。

1.5肝活檢病理檢查 部分患者無肝穿禁忌證的，行肝活檢，由2名有經(jīng)驗的病理醫(yī)師進行閱片。

1.6肝臟生物化學(xué)及血常規(guī)測定 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(glutamyl transpeptidase,GGT)、總膽紅素(total bilirubin,TBil)、白蛋白(albumin,ALB)、膽堿酯酶(cholinesterase,CHE)、膽固醇(cholesterol,CHO)測定采用全自動生物化學(xué)分析儀(AU5400，購自日本奧林巴斯公司)測定。白細胞(white blood cell,WBC)、血紅蛋白及血小板(platelet,PLT)計數(shù)、紅細胞比容(hematocrit,HCT)采用血細胞分析儀Sysmex-xe2100(購自日本Sysmex公司)測定，質(zhì)量控制由國家衛(wèi)生健康委員會臨床檢驗中心負責(zé)。

1.7研究方法 將380例患者隨機按8∶2比例分為模型組和驗證組。收集模型組患者的血清學(xué)指標(biāo)、影像學(xué)檢查、病理及胃鏡結(jié)果，篩選出敏感指標(biāo)，建立無創(chuàng)診斷模型，在人工智能學(xué)習(xí)中應(yīng)用回歸分類方法，篩選出影響效力最高的9個指標(biāo)建立模型，應(yīng)用隨機森林法建立無創(chuàng)診斷模型，然后使用驗證組患者驗證其診斷效果。

2 結(jié)果

2.1肝硬化組和非肝硬化組一般情況比較 根據(jù)肝組織活檢，結(jié)合臨床實驗室和影像學(xué)結(jié)果，將所有患者分為肝硬化組和非肝硬化組。肝硬化組166例，其中男37例，女129例，年齡(61.53±12.81)歲。非肝硬化組214例，其中男30例，女184例，年齡(53.60±11.34)歲。與非肝硬化組比較，肝硬化組的肝臟硬度、TBil明顯升高，而ALT、AST、ALB、CHO、PLT明顯降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 肝硬化組與非肝硬化組一般情況比較

2.2PBC患者肝硬化的非侵入性診斷效果 系統(tǒng)篩選出HCT、紅細胞計數(shù)、肝臟硬度、CHE、尿酸、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶-丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶比值(AST/ALT，AAR)、CHO、PLT、凝血酶原活動度9個對PBC影響效力最高的指標(biāo)，采用隨機森林方法建立模型，ROC曲線下面積為95.7%，然后使用驗證組患者驗證其診斷效果，ROC曲線下面積為89.6%。見圖1，2。9個指標(biāo)中HCT影響權(quán)重最高。HCT診斷PBC的靈敏度為31.6%，特異度為90.7%，陽性似然比為79.8%，陰性似然比為53.3%，診斷準(zhǔn)確度為58.9%，比值比為4.50。HCT、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶/血小板指數(shù)(AST/platelet ratio index,APRI)及AAR的ROC曲線下面積分別為0.759、0.687、0.621。

2.3肝硬化組與非肝硬化組HCT比較 肝硬化組HCT[(29.8±7.1)%]較非肝硬化組的(35.4±6.6)%明顯降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=7.936，P<0.001)。見圖3。

圖1 影響肝硬化發(fā)生的9個主要指標(biāo)

圖2 無創(chuàng)肝硬化診斷模型的ROC曲線圖

圖3 肝硬化組與非肝硬化組HCT比較圖

3 討論

3.1目前，人工智能廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域[6]。人工智能在肝纖維化無創(chuàng)診斷領(lǐng)域也有一些研究。國內(nèi)FibroScan在PBC方面研究相對較少，國外已有一些學(xué)者進行了相關(guān)研究[7]。國外研究認為FibroScan評估PBC患者肝纖維化的準(zhǔn)確性優(yōu)于其他無創(chuàng)方法[8-9]。目前國內(nèi)相關(guān)研究及報道較少，且不同項目組的診斷界值不同。由于病理損傷部位及病理基礎(chǔ)不同，導(dǎo)致肝臟硬度評估等無創(chuàng)診斷指標(biāo)對原發(fā)性膽汁性肝硬化的診斷界值不同于其他原因引起的肝硬化。因此，臨床上需要準(zhǔn)確率高、易于推廣并適用于PBC患者的肝硬化無創(chuàng)診斷指標(biāo)。

3.2本研究中，通過比較肝硬化組和非肝硬化組一般情況，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者的TBil高于非肝硬化患者，ALT、AST、ALB、CHO及PLT水平明顯低于非肝硬化患者，這與肝硬化時肝細胞嚴重壞死、肝細胞功能受損、脾功能亢進有關(guān)，符合肝硬化患者生化指標(biāo)的表現(xiàn)規(guī)律[10-12]。肝硬化組的肝臟硬度明顯高于非肝硬化組，但不是肝硬化無創(chuàng)診斷效能最高的指標(biāo)。

3.3本研究采用隨機森林方法建立了PBC無創(chuàng)肝硬化診斷模型，ROC曲線下面積為89.6%，高于其他無創(chuàng)肝硬化診斷模型[13-14]。通過隨機森林學(xué)習(xí)方法篩選出新的影響因子——HCT，發(fā)現(xiàn)肝硬化組患者HCT較非肝硬化組明顯降低，且在肝硬化診斷中影響權(quán)重最高。關(guān)于纖維化嚴重程度與HCT之間關(guān)系的研究很少。有西班牙學(xué)者采用HUGE模型篩查臨床指標(biāo)穩(wěn)定的肝硬化患者中慢性腎病的發(fā)病率，該模型包括患者的HCT、血漿尿素水平和性別三方面[15]。另有研究表明HCT與非酒精性脂肪性肝炎患者的纖維化相關(guān)[16]。韓國一項研究顯示，非酒精性脂肪性肝炎病理上分為成人型、兒童型。兒童型的纖維化趨勢相對重，這可能是因為兒童的甘油三酯、HCT和ALB水平明顯低于成人[17]。

3.4目前，肝纖維化患者HCT較低的機制還不清楚。貧血(低血紅蛋白血癥)會增加死亡風(fēng)險，而肝硬化患者晚期常出現(xiàn)溶血性貧血[18]。因為門脈高壓癥會導(dǎo)致脾功能亢進，隨后出現(xiàn)紅細胞沉降、紅細胞畸變和溶血性貧血。另外，肝硬化患者經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)性肝功能低下和繼發(fā)性營養(yǎng)不良，導(dǎo)致貧血發(fā)生[19]。貧血可能會表現(xiàn)為HCT降低。HCT與肝硬化程度呈負相關(guān)，可能與上述因素有關(guān)。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)HCT是PBC患者無創(chuàng)肝硬化診斷模型中重要的指標(biāo)之一。但是HCT不是傳統(tǒng)熟知的肝纖維化診斷評估指標(biāo)，本研究通過機器學(xué)習(xí)中的隨機森林方法篩選出該影響因子，且在本課題組其他肝纖維化研究中得到驗證。含有HCT的無創(chuàng)診斷模型極易獲得，檢測難度低，易于普及到貧困地區(qū)及基層醫(yī)院，可從血液學(xué)全血細胞計數(shù)中獲得，是臨床實驗室肝硬化患者的常規(guī)檢測指標(biāo)?；陔S機森林方法建立了肝硬化無創(chuàng)診斷模型，模型的診斷精度高于PBC的其他肝硬化無創(chuàng)診斷模型，外推性好，可能使部分患者避免肝活檢。未來，我們將進行多中心研究來探討該發(fā)現(xiàn)是否具有普遍性。