馬亞,崔立剛
北京大學(xué)第三醫(yī)院超聲科,北京 100191;
膽道閉鎖發(fā)病率存在明顯種族差異,歐美國(guó)家為1/20 000,亞洲國(guó)家為1/5 000[1-2]。盡管本病發(fā)病率低,但由于病情進(jìn)展迅速,目前仍然是兒童肝移植的最常見原因。Kasai手術(shù)應(yīng)用前多數(shù)患兒在2歲前即因肝臟衰竭死亡。Kasai手術(shù)的提出和廣泛應(yīng)用顯著改善了膽道閉鎖患兒的預(yù)后:接受Kasai手術(shù)的患兒4歲自體肝生存率為35%~50%,結(jié)合后續(xù)肝移植,90%的患兒可存活至成年。部分得到滿意膽道引流的患兒可維持較高的生活質(zhì)量而不需進(jìn)行肝移植。膽道閉鎖的治療窗口期短暫,過去通常認(rèn)為在60 d以內(nèi),最新研究顯示30 d前接受Kasai手術(shù)最有可能延緩或防止肝移植[3]。然而目前Kasai手術(shù)時(shí)間多在60 d左右且近20年無下降趨勢(shì)[4],因此該病的早期識(shí)別尤其是30 d以內(nèi)的識(shí)別仍然是臨床難點(diǎn)。
膽道閉鎖的主要臨床表現(xiàn)為出生后不久出現(xiàn)黃疸、大便顏色變淺、尿色加深,也是梗阻性黃疸(表現(xiàn)為結(jié)合型高膽紅素血癥)的共同表現(xiàn)。膽道閉鎖的診斷關(guān)鍵在于及時(shí)、有效地從各類可引起膽汁淤積性肝病的疾病中進(jìn)行鑒別。膽道閉鎖和其他各類嬰兒膽汁淤積性肝病的臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查甚至組織病理學(xué)改變均有重疊,給鑒別診斷造成較大困難。膽道造影術(shù)和病理診斷是相對(duì)可靠的診斷依據(jù),但均為有創(chuàng)檢查且需全身麻醉,部分患兒出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥,需嚴(yán)格掌握適用證,臨床實(shí)踐中醫(yī)師會(huì)首選非侵入性的檢查手段。通常認(rèn)為膽道閉鎖是產(chǎn)前和產(chǎn)后各種因素、多種機(jī)制共同參與的病理狀態(tài),無論是膽道纖維化閉塞還是肝臟纖維化硬化均是進(jìn)行性發(fā)展的過程,因此30 d內(nèi)的診斷策略與30 d后應(yīng)有所不同。在疾病早期,臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室和影像學(xué)檢查敏感度不足,部分患兒甚至不滿足新生兒梗阻性黃疸(結(jié)合型高膽紅素血癥)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。本文針對(duì)新生兒期(<30 d)膽道閉鎖特殊群體,對(duì)預(yù)警篩查及早期診斷方法進(jìn)行綜述,旨在為早期識(shí)別、早期干預(yù)、精準(zhǔn)醫(yī)療提供依據(jù)。
通常認(rèn)為膽囊閉鎖膽道損傷發(fā)生于胎兒期或圍生期,因此某些胎兒肝膽超聲改變可提示膽囊閉鎖的解剖異常[5-6],如膽囊不可見、膽囊壁不規(guī)則、動(dòng)態(tài)觀察膽囊形態(tài)固定,肝門囊腫,肝右動(dòng)脈增寬,此外肝膽外表現(xiàn)如內(nèi)臟異位、多脾對(duì)膽道閉鎖脾臟畸形綜合征有一定的提示價(jià)值。膽囊異常的診斷價(jià)值最高,其曲線下面積(AUC)為0.914,敏感度、特異度分別為93.3%,89.6%[6]。產(chǎn)前肝門區(qū)囊腫也是膽道閉鎖的特殊表現(xiàn),但需要與先天性膽總管囊腫鑒別,前者囊腫體積偏小,大小固定;后者囊腫體積偏大,隨孕周生長(zhǎng)[7],但由于產(chǎn)前超聲對(duì)肝內(nèi)外膽管的細(xì)節(jié)解剖特征顯示受限,增加了鑒別診斷的難度。
盡管產(chǎn)前超聲檢查的某些異常改變提示膽道閉鎖的可能,但由于這些異常改變的檢出率及陽性預(yù)測(cè)值低,易被臨床醫(yī)師忽視,如胎兒膽囊不可見發(fā)生率僅為0.10%~0.15%[8],且多數(shù)在妊娠晚期或產(chǎn)后可見,胎兒期孤立性膽囊不可見病例中膽道閉鎖僅占4.8%[6],持續(xù)的妊娠期膽囊不可見提示膽囊發(fā)育不良、膽道閉鎖或囊性纖維化,羊水消化酶檢測(cè)具有一定的診斷價(jià)值。疑似患兒生后需要對(duì)臨床表現(xiàn)及結(jié)合膽紅素進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
膽道閉鎖嬰兒出生后逐漸出現(xiàn)大便顏色改變,由于膽汁阻塞,無法排入腸道,糞便顏色呈灰白色,即無膽色糞。作為膽道閉鎖的重要臨床表現(xiàn),糞便顏色改變不僅有助于照料者發(fā)現(xiàn)異常,在比色卡的輔助下也可作為膽道閉鎖經(jīng)濟(jì)有效的篩查手段[9]。目前日本、加拿大等使用糞便比色卡、網(wǎng)站、手機(jī)APP等途徑及時(shí)發(fā)現(xiàn)疑似病例并報(bào)告給醫(yī)療保健機(jī)構(gòu),此種基于家庭的識(shí)別方式適用于發(fā)病率低疾病的篩查。
比色卡的敏感度為76.5%~89.7%[10-11],由于多數(shù)膽道閉鎖患兒大便顏色改變發(fā)生于生后1個(gè)月之后[12],篩查準(zhǔn)確度受到篩查時(shí)機(jī)影響。Gu等[13]的研究將比色卡發(fā)放給照料者,照料者將新生兒1個(gè)月內(nèi)糞便顏色情況報(bào)告給主治兒科醫(yī)師或產(chǎn)科醫(yī)師,所有的卡片得到審核并確認(rèn),研究顯示比色卡篩查敏感度為76.5%,接受了比色卡篩查的膽道閉鎖病例Kasai手術(shù)時(shí)機(jī)獲得提前,長(zhǎng)期自體肝生存率得以提高。此項(xiàng)研究提示盡管比色卡篩查敏感度不足,對(duì)于膽道閉鎖這種致死性極高的罕見病而言,也可作為一種經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單有效的篩查手段。
膽道閉鎖嬰兒出生后24 h內(nèi)直接膽紅素升高[14]。對(duì)于60 d內(nèi)嬰兒,直接膽紅素>1.0 mg/dL的診斷準(zhǔn)確度優(yōu)于直接膽紅素和總膽紅素比值,敏感度為100%,特異度為77%[15]。對(duì)于3 d內(nèi)的新生兒,以直接膽紅素≥0.5 mg/dL為標(biāo)準(zhǔn)能提示50%的膽道閉鎖病例[15]。一項(xiàng)大規(guī)模篩查研究對(duì)124 385例出生后6 h內(nèi)嬰兒進(jìn)行直接或結(jié)合膽紅素水平檢測(cè)[16],初次篩查陽性者(直接膽紅素>第95百分位數(shù))在出生后2周前復(fù)檢,如果直接或結(jié)合膽紅素水平較初篩增高或>1 mg/dL為陽性。該篩查項(xiàng)目敏感度為100%,特異度為99.9%,陽性預(yù)測(cè)值與陰性預(yù)測(cè)值分別為5.9%、100%。該研究發(fā)現(xiàn),實(shí)施篩查試驗(yàn)后膽道閉鎖患兒Kasai手術(shù)年齡較篩查試驗(yàn)前縮短[(36±22)d比(56±19)d],30 d內(nèi)接受手術(shù)患兒的比例明顯增高(57.9%比12.5%)。
γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)肽酶(gamma-glutamyl transpeptidase,GGT)廣泛存在于膽管內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中,膽道梗阻時(shí)明顯升高。受技術(shù)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備影響,各中心的診斷界值有所不同,且與年齡相關(guān)[17],中國(guó)的界值一般為300 U/L。Shen等[18]將282例膽汁淤積患兒分為3組:≤60 d、61~90 d、91~120 d,診斷膽道閉鎖GGT的分界值分別為191.2 U/L(AUC 0.919)、213.2 U/L(AUC 0.921)、281.5 U/L(AUC 0.963)。Wang等[19]的一項(xiàng)研究對(duì)30 d內(nèi)的35例膽道閉鎖和52例非膽道閉鎖患兒進(jìn)行分析[19],結(jié)果表明GGT的AUC為0.732,臨界值為188 U/L,敏感度和特異度分別為77.1%、69.2%。
膽汁酸在肝臟由膽固醇轉(zhuǎn)化而來,是膽固醇的主要排泄途徑之一,膽道閉鎖或梗阻造成膽汁酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)節(jié)受損,膽汁酸水平發(fā)生變化。鵝去氧膽酸是提供肝保護(hù)功能的親水膽汁酸,膽道閉鎖阻斷膽汁酸肝腸循環(huán),使鵝去氧膽酸水平降低,提示護(hù)肝功能受損。在膽道閉鎖早期,由于膽道梗阻,肝臟甘氨鵝去氧膽酸等結(jié)合膽汁酸生成增多并進(jìn)一步重吸收造成血清水平增高。Zhao等[20]通過包含3個(gè)變量(GGT、淺色便、甘氨鵝去氧膽酸/鵝去氧膽酸)的評(píng)分系統(tǒng)對(duì)90 d以內(nèi)的嬰兒進(jìn)行膽道閉鎖預(yù)測(cè),驗(yàn)證組的敏感度為90%,特異度為80%。
以上研究提示實(shí)驗(yàn)室檢查可用于膽道閉鎖的新生兒篩查,但相對(duì)于臨床期,這些實(shí)驗(yàn)室檢查在臨床前期改變并不明顯,還需大規(guī)模前瞻性研究確定診斷界值、成本效益分析及其對(duì)患兒遠(yuǎn)期結(jié)局的影響。
磁共振胰膽管成像是一種無創(chuàng)且有效的肝膽疾病評(píng)估手段,由于技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)學(xué)因素,目前無法在兒科,尤其是嬰兒期廣泛應(yīng)用。此外,由于膽汁淤積導(dǎo)致膽汁生成、分泌和存儲(chǔ)不足,易造成磁共振胰膽管成像假陽性結(jié)果[21]。放射性核素肝膽動(dòng)態(tài)顯像可動(dòng)態(tài)評(píng)估肝細(xì)胞及膽道功能[22-23],但特異度較低,耗時(shí)長(zhǎng)且具有輻射,在嬰兒中應(yīng)用受限。超聲具有無創(chuàng)、無輻射、便攜、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì),成為目前膽道閉鎖的首選檢查方法。
膽道閉鎖患兒超聲異常表現(xiàn)包括膽囊異常(如膽囊不可見、膽囊體積小、膽囊形態(tài)和膽囊壁僵硬、餐后膽囊收縮不良)、三角條索征、包膜下血流、肝門腫大淋巴結(jié)、肝動(dòng)脈管腔變化等,其中最重要的是膽囊異常和三角條索征。
Hwang等[24]的一項(xiàng)橫斷面研究納入12例30 d內(nèi)和62例30 d以上膽道閉鎖病例,探索不同年齡分組膽道閉鎖患兒臨床和超聲特點(diǎn),結(jié)果顯示盡管小齡組直接膽紅素、轉(zhuǎn)氨酶水平低于大齡組,三角條索陽性率低于大齡組(17%比56%),但兩組均存在較高的膽囊異常發(fā)生率(92%比89%),膽囊異常表現(xiàn)包括膽囊不可見、膽囊體積小、膽囊壁不規(guī)則。結(jié)果提示相對(duì)于三角條索,膽囊異??赡茉谛↓g組患兒中具有更高的診斷價(jià)值。對(duì)小齡組初始三角條索征陰性的7例患兒進(jìn)行隨訪,其中2例隨訪期出現(xiàn)陽性表現(xiàn)。值得注意的是,此項(xiàng)研究使用4 mm作為三角條索診斷標(biāo)準(zhǔn),可能是造成敏感度低的原因之一。另一項(xiàng)研究以改良后的三角條索即2 mm為診斷標(biāo)準(zhǔn)得出相似的結(jié)論[19],結(jié)果顯示對(duì)于30 d內(nèi)的新生兒,盡管三角條索特異度達(dá)94.2%,但敏感度較低(60%),而膽囊異常的敏感度和特異度分別為85.7%、94.2%。使用三角條索、膽囊異常和肝門囊性變聯(lián)合診斷可提高診斷敏感度(91.4%),該研究認(rèn)為膽囊異常是對(duì)膽道發(fā)育異常的直接反映,在早期診斷中更為關(guān)鍵,三角條索反映了閉鎖纖維化的膽管,由于纖維化是逐漸進(jìn)展的過程,在疾病早期可能不夠顯著。
超聲彈性成像可作為一種無創(chuàng)手段評(píng)估肝臟硬度,由此對(duì)膽道閉鎖進(jìn)行鑒別診斷和術(shù)后隨訪[25-26]。與膽道纖維化過程類似,肝臟纖維化也是進(jìn)行性發(fā)展的過程,反映在彈性成像則出現(xiàn)硬度隨病程進(jìn)展逐漸升高的趨勢(shì),因此彈性成像的合理應(yīng)用也需要考慮年齡因素。目前相關(guān)數(shù)據(jù)多來源于單中心小樣本研究,且年齡跨度較大,在不同種族和地域的群體應(yīng)用受到限制。對(duì)于60 d內(nèi)結(jié)合型高膽紅素血癥患兒,臨界值為8.7 kPa時(shí),識(shí)別膽道閉鎖的敏感度和特異度分別為77%和83%,AUC為0.86[27]。另一項(xiàng)研究將282例患者分為≤60 d、61~90 d、91~120 d組,硬度分界值分別為7.5、10.0、11.0 kPa[18]。盡管研究者認(rèn)為年齡與彈性成像診斷有效性存在關(guān)系,30 d內(nèi)的患兒群體相關(guān)證據(jù)仍然不足。
臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查及影像學(xué)檢查均能在各自的層面上反映疾病進(jìn)程和病理狀態(tài),但單一指標(biāo)的診斷效能有限,不能獨(dú)立對(duì)膽道閉鎖進(jìn)行可靠診斷或排除。在疾病早期,納入各種臨床信息作為風(fēng)險(xiǎn)因子聯(lián)合預(yù)測(cè)是提高診斷準(zhǔn)確度,進(jìn)而建立影像數(shù)據(jù)、臨床信息到病理改變關(guān)聯(lián)的有效途徑[28]。Dai等[29]納入1 001例新生兒梗阻性黃疸,聯(lián)合肝臟功能檢查和超聲特征(包括膽囊可見與否、膽囊充盈程度、膽總管可見與否)建立Nomogram模型,在501例外部驗(yàn)證集中該模型AUC為0.87,敏感度為90%,特異度為75%。隨后相關(guān)研究基于陶土便、膽囊長(zhǎng)度、膽囊排空指數(shù)、剪切波彈性成像硬度值和GGT建立Nomogram,在30 d內(nèi)新生兒組中模型AUC為0.978[30]。針對(duì)多種臨床資料構(gòu)建算法和模型進(jìn)行結(jié)果預(yù)測(cè)的成功嘗試給研究者指出了可行的方向:諸多臨床信息的有效融合為擺脫膽道閉鎖早期診斷困境提供了可能。
人工智能通過非線性方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)學(xué)習(xí),由于具備數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)和較強(qiáng)的泛化性,深度學(xué)習(xí)等人工智能方法迅速滲透至多個(gè)臨床應(yīng)用場(chǎng)景,成為目前醫(yī)學(xué)圖像處理中的熱點(diǎn)[31]。Liu等[32]嘗試使用46個(gè)臨床參數(shù)構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行膽道閉鎖診斷,研究納入1 542例患者作為數(shù)據(jù)集,模型達(dá)到較高的預(yù)測(cè)性能,AUC為0.967,敏感度和特異度分別為93.2%、91.0%,這但此研究?jī)H納入常用的臨床資料和實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù),并未對(duì)原始超聲圖像進(jìn)行分析。Zhou等[33]基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成學(xué)習(xí)方法,使用5倍交叉驗(yàn)證的方式將輸出平均以預(yù)測(cè)每個(gè)圖像的類別標(biāo)簽,由此產(chǎn)生一個(gè)集成深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行膽道閉鎖診斷,內(nèi)部驗(yàn)證數(shù)據(jù)集敏感度和特異度分別為93.3%和85.2%,多中心外部驗(yàn)證數(shù)據(jù)集敏感度和特異度分別為93.1%和93.9%,優(yōu)于人類專家。此為人工智能在膽道閉鎖超聲診斷領(lǐng)域的首次成功嘗試,Zhou等[34]指出對(duì)超聲其他病變特征的自動(dòng)檢測(cè)將是未來提升膽道閉鎖診斷水平的重要途徑。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺分析方法和特征融合方法進(jìn)行多因素聯(lián)合預(yù)測(cè)是未來的發(fā)展趨勢(shì),也為新生兒期膽道閉鎖診斷提供可行的方向。
膽道閉鎖的預(yù)警篩查和早期診斷給臨床工作者提出了諸多更具挑戰(zhàn)性的問題,要求在患兒未出現(xiàn)明顯臨床癥狀和體征時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別出此種致死性疾病并及時(shí)給予手術(shù)治療,防止不良事件的發(fā)生。有效的篩查需要具備充足臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)療團(tuán)隊(duì)、家庭的參與和切實(shí)可行的篩查手段,只有對(duì)以上因素進(jìn)行綜合考量才能有效促進(jìn)膽道閉鎖篩查策略不斷完善。