基于动脉自旋标记MRI灌注定量评估供体与儿童肾移植受者肾功能纵向适应的研究

《Scientific Reports》：Longitudinal assessment of renal allograft function in donors and pediatric recipients by arterial spin labeling MRI perfusion quantification

本研究针对肾移植后长期功能监测的临床挑战，采用动脉自旋标记磁共振成像（ASL-MRI）技术，对10对活体供体-儿童受者进行了为期12个月的纵向随访。研究发现移植肾通过皮质肥大和血流超灌注激活肾功能储备，皮质肾血流量（cRBF）与估算肾小球滤过率（eGFR）显著正相关（r=0.82, p=0.004），而估算滤过分数（eFF）稳定排除了高滤过风险。该研究为无创评估移植肾功能适应性提供了新生物标志物，对儿科移植患者长期管理具有重要意义。

　　

对于终末期肾病患者而言，肾移植无疑是重获新生的希望之光，然而移植后的道路并非一帆风顺。尽管手术技术日益精湛，排斥反应控制手段不断进步，但移植肾的长期存活仍面临严峻挑战。传统观点认为晚期移植肾失功主要源于反复急性排斥反应导致的慢性免疫损伤，但临床观察发现，相当一部分患者即使在无明显急性排斥的情况下仍会出现肾功能逐渐恶化。这背后隐藏的机制是什么？肾脏组织缺血缺氧被认为是启动和推进肾功能衰竭的关键因素，但现有技术难以对肾组织灌注进行可靠评估，缺乏公认的无创监测金标准。

在这一背景下，塞尔维亚贝尔格莱德大学医学院的Tijana Radovic团队将目光投向了动脉自旋标记磁共振成像（ASL-MRI）这一新兴技术。ASL巧妙利用动脉血中的水分子作为天然示踪剂，无需注射对比剂即可量化组织灌注，其无创性和可重复性特别适合长期随访。以往研究多集中于成人患者或采用横断面设计，而针对儿童肾移植受者的纵向灌注变化研究几乎空白。儿童患者由于处于生长发育期，其移植肾的适应机制可能更具特殊性，这为研究人员提供了独特的研究窗口。

发表在《Scientific Reports》的这项前瞻性研究，精心设计了极为严格的研究方案：所有移植肾均来自健康活体亲属供者，冷缺血时间严格控制在3小时以内，且排除术后急性并发症患者，从而最大程度减少缺血损伤和免疫因素干扰，专注于观察移植肾的生理性适应过程。研究团队对10对供体-儿童受者配对进行了基线（移植前）及移植后3、6、12个月的系列评估，通过ASL-MRI量化皮质肾血流量（cRBF），并结合估算肾小球滤过率（eGFR）、肾血浆流量（RPF）和估算滤过分数（eFF）等参数，全面追踪移植肾的功能演变。

技术方法上，研究采用1.5T磁共振扫描仪，使用流动敏感交替反转恢复（FAIR）序列结合三维梯度自旋回波（3D-GRASE）成像模块进行ASL数据采集，TI设置为2000毫秒确保标记血液充分灌注组织。皮质区域由两位经验丰富的观察者手动勾画感兴趣区（ROI），利用内部开发的Python软件进行灌注定量分析。此外，通过三维T1加权序列手动测量皮质体积，并基于血细胞比容（Hct）值计算RPF。统计分析采用配对t检验、重复测量方差分析和Pearson相关性检验等。

移植肾皮质体积与功能的早期适应性变化

所有移植肾均表现出显著的皮质肥大，移植后3个月平均皮质体积从基线的83.79±18.77 cm³增至119.54±24.12 cm³（p=0.001），此后保持稳定。与之同步，平均eGFR在3个月时从46.62±16.36显著上升至69.81±24.83 ml/min/1.73m²（p=0.025）。值得注意的是，有4例患者3个月时eGFR仍低于60 ml/min/1.73m²，提示存在移植肾病理性改变。

皮质灌注与肾功能的高度相关性

ASL测量显示出极好的重复性，供者组内相关系数（ICC）达0.89，受者组为0.77。cRBF与eGFR呈现高度显著正相关，3个月时r=0.82（p=0.004），6个月时r=0.74（p=0.014）。cRBF在移植后3个月从251.71±78.27 ml/肾/分钟大幅增加至486.61±156.08 ml/肾/分钟（p=0.0001），RPF同样显著增加（p=0.0001）。功能受损患者虽然也表现出一定程度的皮质超灌注，但其cRBF和RPF增幅显著低于功能良好组（p=0.010和p=0.038）。

滤过分数稳定排除高滤过机制

eFF在整个观察期间保持稳定（基线33±13% vs. 3个月23±7%，p=0.074），表明移植肾主要通过肥大和超灌注而非高滤过来实现功能适应。这一发现对理解移植肾长期适应机制具有重要意义，因为高滤过被认为是导致晚期肾功能进行性下降的关键因素。

临床意义的体现

移植肾功能的成功适应直接体现在患儿的生长发育上，从基线到12个月随访结束时，平均身高从152.1±20.3 cm显著增长至155.9±18.5 cm（p=0.016），体重指数（BMI）也相应增加（p=0.023）。这表明移植肾功能储备的激活不仅体现在实验室指标上，更直接促进了儿童患者的正常生长发育。

研究结论强调，在严格控制缺血和免疫因素的情况下，移植肾通过皮质肥大和血流超灌注激活肾功能储备，这一适应过程在移植后3个月内最为显著，并在后续观察期保持稳定。ASL-MRI测量的cRBF与eGFR高度相关，能够敏感识别功能受损患者，有望成为移植肾长期随访的有价值生物标志物。尤其重要的是，研究未发现高滤过证据，这为理解移植肾长期适应机制提供了新视角。

该研究的创新之处在于首次对儿童肾移植受者进行长达12个月的ASL-MRI纵向灌注评估，通过精心设计排除常见混杂因素，清晰揭示了移植肾的生理性适应过程。尽管样本量有限且缺乏长期结局数据，但研究明确了cRBF作为无创监测指标的潜力，为未来更大规模研究奠定了基础。随着技术进一步完善和验证，ASL-MRI有望成为肾移植患者个性化管理的重要工具，特别是在早期识别亚临床功能障碍和指导干预时机方面发挥关键作用。