双能量CT衍生定量参数与非特异性间质性肺炎肺组织羟脯氨酸水平及肺功能的相关性

《Frontiers in Immunology》：Association of dual-energy CT-derived quantitative parameters with hydroxyproline levels and pulmonary function in nonspecific interstitial pneumonia

　　

背景：本研究评估双能量CT（dual-energy CT, DECT）用于评估非特异性间质性肺炎（nonspecific interstitial pneumonia, NSIP）患者肺组织羟脯氨酸（hydroxyproline, HYP）水平与肺体积及肺功能相关性的可行性。 方法：研究人员回顾性分析99例NSIP患者（51例细胞型，48例纤维化型）与40例对照。所有受试者均接受DECT成像。利用能谱后处理量化肺HYP等效密度（HYP-equivalent density, HYP-ED）与肺体积。收集用力肺活量占预计值百分比（FVC% Pred）与一氧化碳弥散量占预计值百分比（DLCO% Pred）等肺功能参数。评估组间差异、相关性及诊断效能。 结果：对照者肺体积为3797.40±1155.68 cc，高于细胞型（2796.88±334.03 cc）与纤维化型NSIP（2156.76±423.40 cc；P<0.001）。HYP-ED在对照组为206.29±22.40 mg/cm3，低于细胞型（264.31±24.99 mg/cm3）与纤维化型NSIP（327.12±36.26 mg/cm3；P<0.001），且细胞型低于纤维化型（P<0.001）。细胞型NSIP的FVC% Pred与DLCO% Pred分别为75.98±4.07%与69.96±4.41%，高于纤维化型NSIP的71.44±5.49%与64.58±3.38%（P<0.05）。HYP-ED与肺体积及肺功能均呈显著负相关（均P<0.01）。HYP-ED区分NSIP亚型的AUC为0.977，灵敏度91.8%，特异度92.9%。 结论：DECT可实现NSIP肺组织HYP-ED的无创量化。HYP-ED与疾病严重程度相关，可作为纤维化评估与监测的潜在影像学生物标志物。

研究背景方面，非特异性间质性肺炎（nonspecific interstitial pneumonia, NSIP）是间质性肺病（interstitial lung disease, ILD）中具有时空均匀性间质炎症与纤维化特征的病理亚型，按细胞型与纤维化型分层后临床结局、治疗反应与病程差异明显。现有金标准外科肺活检有出血、气胸风险，且取材有限会产生抽样偏倚，重复活检也不适合纵向监测。常规胸部CT与肺功能检查（pulmonary function test, PFT）多为半定量、主观评估，功能变化常滞后于结构重塑，临床缺乏可无创、可重复、直接反映体内肺组织胶原沉积的定量方法。因此，研究人员开展本研究，利用双能量CT（dual-energy CT, DECT）量化肺羟脯氨酸等效密度（HYP-equivalent density, HYP-ED），考察其与肺体积、肺功能关系，并评估其区分细胞型与纤维化型NSIP的价值。论文发表于《Frontiers in Immunology》。

主要关键技术方法方面，研究人员采用单中心回顾性设计，样本来自2024年1月至2026年1月经多学科讨论（multidisciplinary discussion, MDD）诊断的NSIP患者，最终纳入99例NSIP（51例细胞型、48例纤维化型）与40例年龄和性别匹配健康对照。使用GE Revolution扫描仪行非增强Gemstone Spectral Imaging（GSI）模式胸部DECT，在ADW 4.7 GSI Viewer工作站以羟脯氨酸/钙为基物质对进行材料分解，得到HYP-ED（mg/cm³）与总肺体积（cc）；由两名资深胸放射科医师盲法行五叶法半定量病变范围评分。肺功能指标取FVC% Pred与DLCO% Pred，统计采用SPSS 22.0行正态性检验、单因素方差分析、Pearson相关与受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线分析。

3 Results部分，3.1 Baseline characteristics comparison显示三组在年龄、性别、BMI、吸烟、高血压、糖尿病、病因、病变范围评分、活检状态、既往治疗上基本均衡，仅纤维化型NSIP蜂窝影比例更高（P=0.027），半定量评分观察者间信度为ICC 0.896。

3.2 Comparison of lung volume and HYP-ED among groups通过组间均值比较得出，对照肺体积最大、HYP-ED最低，细胞型居中，纤维化型肺体积最小、HYP-ED最高，三组差异均P<0.001。

3.3 Comparison of pulmonary function among different NSIP subtypes通过细胞型与纤维化型NSIP比较得出，细胞型FVC% Pred与DLCO% Pred显著高于纤维化型（P<0.05）。

3.4 Correlation between HYP-ED, lung volume, and pulmonary function indices通过Pearson相关与线性回归得出，HYP-ED与肺体积（r=-0.943，β=-11.63）、FVC% Pred（r=-0.753，β=-0.124）、DLCO% Pred（r=-0.813，β=-0.101）均显著负相关；其中肺体积关系存在边缘显著亚型交互（P=0.049），DLCO关系存在显著亚型交互（P=0.0001），FVC关系无显著亚型交互（P=0.405）。

3.5 ROC curve analysis通过ROC曲线得出，HYP-ED区分纤维化型NSIP的cut-off为296.6 mg/cm³，AUC 0.977、灵敏度91.8%、特异度92.9%，优于肺体积（AUC 0.939）、DLCO% Pred（AUC 0.888）与FVC% Pred（AUC 0.807）。

讨论部分总结，研究人员指出既往DECT可用Fe₃O₄/水基物质对量化焊工尘肺铁氧化物沉积，本研究扩展为HYP/Ca基物质对量化肺HYP-ED；NSIP患者尤其纤维化型HYP-ED升高，说明该指标可分层间质纤维化严重度。肺体积、FVC% Pred与DLCO% Pred随纤维化加重而恶化，与已有纤维化肺病证据一致。HYP-ED同时关联结构重塑与功能下降，有望把形态学和功能学评价整合为影像学生物标志物。研究局限包括单中心回顾性、样本量较小、仅限NSIP、部分患者在CT前接受糖皮质激素/免疫抑制剂/抗纤维化药物、未将高血压糖尿病吸烟等作协变量、HYP-ED需体外与病理相关及多中心验证、缺乏与病理纤维化评分和临床结局系统比对。

结论部分翻译为：本研究证明DECT可对NSIP患者肺组织HYP-ED进行无创量化。该参数与肺体积及肺功能显著相关，在区分细胞型与纤维化型NSIP方面具有高诊断效能。DECT衍生的HYP-ED量化可作为评估NSIP肺纤维化严重程度与监测疾病进展的潜在影像学生物标志物。