《Diagnostics》：Assessment of Liver Stiffness in a Rat Model of Type 2 Diabetes Using Shear Wave Elastography
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背景/目的：2型糖尿病（T2DM）与进行性肝脏改变相关，包括脂肪变性和纤维化，这些改变可能影响肝脏的力学特性。剪切波弹性成像（SWE）是一种无创成像技术，可定量评估组织硬度，但其在糖尿病动物模型中的应用仍有限。本研究旨在以组织病理学检查为参考标准，通过SWE评
背景/目的：2型糖尿病（T2DM）与进行性肝脏改变相关，包括脂肪变性和纤维化，这些改变可能影响肝脏的力学特性。剪切波弹性成像（SWE）是一种无创成像技术，可定量评估组织硬度，但其在糖尿病动物模型中的应用仍有限。本研究旨在以组织病理学检查为参考标准，通过SWE评估高脂饮食（HFD）和链脲佐菌素（STZ）诱导的2型糖尿病大鼠模型的肝脏弹性。方法：将24只大鼠随机分为对照组（n=12）和糖尿病组（n=12）。采用HFD喂养后低剂量STZ给药诱导糖尿病。在两次检查时程中，通过SWE在体评估肝脏弹性。从肝脏八个感兴趣区域获取剪切波速度测量值，以米/秒（m/s）表示。安乐死后，对肝脏组织进行苏木精-伊红、Masson三色和过碘酸-雪夫染色的组织病理学评估。结果：糖尿病大鼠表现出明显的组织病理学改变，包括大泡性和小泡性脂肪变性、肝细胞空泡化、胶原沉积增加和糖原耗竭。糖尿病动物的胶原沉积显著增加，而糖原含量显著降低（3.70±1.05 vs. 26.87±2.87；p<0.05）。SWE显示，在两次检查时程中，糖尿病大鼠的肝脏剪切波速度均持续高于对照组。尽管两组肝脏硬度随时间增加，但这些变化未达到统计学显著性。结论：HFD/STZ诱导的糖尿病与肝脏硬度增加及肝损伤和纤维化的组织病理学证据相关。SWE可能是一种可行的无创方法，用于评估糖尿病相关肝脏力学特性的变化。
**1. 研究背景与目的**
2型糖尿病（T2DM）是全球最常见的代谢性疾病之一，已被公认为慢性肝病的重要诱因。胰岛素抵抗、高血糖和脂质代谢紊乱促进肝脏脂肪积累、炎症和纤维生成，导致代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的发生。T2DM与MASLD并存会加速肝纤维化进展并增加肝硬化及相关并发症风险。肝纤维化的特征在于细胞外基质成分（特别是胶原）过度沉积，导致肝脏结构扭曲和力学特性改变。组织病理学检查是评估肝损伤和纤维化的金标准，但具有侵入性且不适合重复纵向评估。因此，需要可靠的无创方法以监测疾病进展。剪切波弹性成像（SWE）是一种基于超声的定量评估组织力学特性的成像技术，通过测量剪切波传播速度间接反映组织硬度。已有实验研究在动物模型中验证了SWE评估肝脏病理的可行性，但针对高脂饮食（HFD）和链脲佐菌素（STZ）诱导的T2DM模型中的肝脏弹性变化研究仍有限。本研究旨在以组织病理学检查为参考标准，在两次连续评估时程中通过SWE评估HFD/STZ诱导的T2DM大鼠模型的肝脏弹性，假设糖尿病大鼠肝脏硬度增加，对应肝损伤和纤维化的组织病理学证据。
**2. 关键技术与方法**
研究人员采用24只大鼠（Sprague-Dawley品系，来源未明确说明，但由标准化实验室饲养），随机分为对照组（n=12，标准饲料）和糖尿病组（n=12，高脂饲料喂养4周后腹腔注射35 mg/kg STZ诱导糖尿病）。SWE使用ULTIMUS 9E超声系统（VINNO Technology Co., Ltd., 苏州，中国）进行，在两次检查时程（Session 1和Session 2，间隔4周）中从肝脏八个感兴趣区域（ROI）获取剪切波速度（m/s），由同一操作者盲法执行。组织病理学评估采用苏木精-伊红（H&E）、Masson三色和过碘酸-雪夫（PAS）染色，由盲法病理学家阅片。
**3. 研究结果**
**3.1 组织病理学发现**
H&E染色显示，对照组肝脏结构正常；糖尿病组则出现明显异常，包括肝细胞空泡化、微泡性和大泡性脂肪浸润，提示糖尿病相关肝损伤。
**3.2 肝纤维化评估**
Masson三色染色显示，糖尿病组肝组织门静脉周围胶原沉积显著增加（p<0.05），胶原面积百分比高于对照组，表明糖尿病动物存在肝纤维化重塑。
**3.3 肝糖原储存评估**
PAS染色显示，糖尿病组肝细胞糖原含量显著减少（平均面积百分比：3.70±1.05），而对照组为26.87±2.87（p<0.05），表明糖尿病导致糖原耗竭。
**3.4 剪切波弹性成像结果**
SWE测量显示，在两次检查时程中，糖尿病大鼠的肝脏剪切波速度均高于对照组，提示肝脏硬度增加。重复性评估显示，Session 1变异系数（CoV）为对照组22%、糖尿病组19%；Session 2改善至对照组17%、糖尿病组15%，表明测量一致性提高。
**3.5 肝脏弹性纵向评估**
两组肝脏剪切波速度在两次检查间均有所增加：对照组从1.33 m/s升至1.51 m/s，糖尿病组从1.51 m/s升至1.56 m/s，但组内变化均未达到统计学显著性（p>0.05）。然而，糖尿病组在两次检查中均持续高于对照组，伴随组织病理学上的脂肪变性、胶原沉积增加和糖原耗竭。
**4. 讨论与结论**
讨论部分指出，糖尿病大鼠肝脏硬度增加与组织病理学证据（脂肪变性、胶原沉积增加、糖原耗竭）一致，表明糖尿病诱导的肝脏结构改变伴随可测量的力学特性变化。胶原沉积增加与胰岛素抵抗和慢性高血糖导致的肝星状细胞激活及细胞外基质过度产生相关。SWE测量值在两次检查间未显著增加，可能由于评估间隔不足或样本量较小。研究局限性包括样本量小、无法进行连续组织病理学评估、动物模型不能完全模拟人类疾病、SWE部分依赖操作者等。研究结论：SWE能够检测HFD/STZ诱导的糖尿病大鼠模型中与糖尿病相关的肝脏硬度增加，且结果得到组织病理学分析支持。这些发现突显了SWE作为无创生物标志物用于监测肝病进展的转化潜力。未来研究应纳入更大纵向队列、整合血清和组织生物标志物，并在不同实验模型和临床人群中验证。
