《Insights into Imaging》:Bronchial wall T2w MRI signal as a new imaging biomarker of severe asthma
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为对比重度与非重度哮喘患者定量 MRI T2 信号,研究人员评估 BrWall_T2-MIS,发现其可区分二者,意义重大。
重度哮喘的新型影像学探索:支气管壁 T2w MRI 信号的关键作用
在哮喘的世界里,重度哮喘就像一个 “隐藏的炸弹”,虽然只占哮喘患者总数的 3% - 5%,却要为大约 60% 的疾病成本 “买单”。这些患者不仅常常遭受严重的病情恶化,频繁住院,还需要依赖生物药物治疗,这使得哮喘管理的经济负担在医疗系统中不断加重。与非重度哮喘患者相比,他们的痰液和血液中的嗜酸性粒细胞水平更高,而且支气管重塑的模式也各不相同。
目前,计算机断层扫描(CT)是评估哮喘患者支气管厚度的 “金标准”,它能通过半自动化的 2D 和 3D 技术测量支气管壁厚度,为评估哮喘严重程度提供可靠依据。但 CT 也有自己的 “短板”,它是一种电离成像方式,这意味着不能频繁用于长期随访,而且一些支气管的炎症变化在 CT 上很难与支气管重塑区分开来。
为了找到更好的评估方法,来自法国波尔多大学(University Bordeaux)等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Insights into Imaging》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本选取上,依据 “全球哮喘管理和预防策略(GINA)”,招募了 18 岁以上的哮喘患者,并按照美国胸科学会 / 欧洲呼吸学会(ATS/ERS)工作组标准,将患者分为非重度和重度哮喘两组,每组 15 人,且两组患者在年龄和性别上相匹配。研究中运用了磁共振成像(MRI)和 CT 检查,其中 MRI 采用了超短回波时间(UTE)序列和 T2 加权(T2w)成像技术;CT 则在正常呼气末获取未增强的胸部图像。图像处理时,通过将 T2w 图像归一化,再将 CT 图像和 T2w 图像配准到 UTE 图像,利用自制软件提取支气管树,进而测量支气管壁面积 T2 平均信号强度(BrWall_T2-MIS) 。统计分析方面,使用多种方法评估数据的分布、差异、相关性和可重复性。
研究结果如下:
- 患者基本特征:30 名参与者被分为两组,在年龄、性别、体重指数(BMI)、烟草消费和哮喘持续时间等方面相似。但重度哮喘组的哮喘控制水平和生活质量更差,尽管使用了更高剂量的吸入性糖皮质激素(ICS)和长效支气管扩张剂。同时,重度哮喘组在 MRI 检查前后 12 个月内的发作次数更多,第一秒用力呼气容积(FEV1)和 25 - 75% 用力呼气流量(FEF25 - 75)显著更低,而两组的分数呼气一氧化氮(FeNO)和血嗜酸性粒细胞计数(Eos)无统计学差异。
- T2w 支气管壁面积强度信号比较:重度哮喘组的 BrWall_T2-MIS 显著高于非重度哮喘组(74 ± 12 vs 49 ± 14;p<0.001)。当 BrWall_T2-MIS 的临界值为 57 时,区分重度和非重度哮喘患者的灵敏度为 100%(95% CI:78 - 100%),特异性为 80%(95% CI:52 - 96%),曲线下面积(AUC)为 0.92(95% CI:0.76 - 0.99)。在多因素分析中,BrWall_T2-MIS 是唯一被纳入逐步逻辑回归模型的预测变量,可预测未来 12 个月内哮喘发作率(AER)≥2 的情况,优势比为 1.11(95% CI:1.02 - 1.20) 。此外,BrWall_T2-MIS 在高嗜酸性粒细胞(High-Eos)哮喘组和低嗜酸性粒细胞(Low-Eos)哮喘组之间有差异趋势(73 ± 22 vs 58 ± 16,p = 0.06),在慢性阻塞性哮喘组显著高于间歇性阻塞性哮喘组(77 ± 16 vs 54 ± 15,p<0.001) 。
- T2w 支气管壁面积强度信号与其他指标的相关性:在整个队列和重度哮喘组中,BrWall_T2-MIS 与肺功能测试(PFTs)的阻塞性参数呈中度负相关。在重度哮喘组中,BrWall_T2-MIS 与血嗜酸性粒细胞计数呈显著中度相关,但与 FeNO 无显著相关性。
- BrWall_T2-MIS 测量的可重复性:BrWall_T2-MIS 测量的组内和组间观察者可重复性几乎完美,组内相关系数(ICC) = 0.99,Bland-Altman 分析的组内测量平均差异为 0.04(95% CI = -0.32;0.42),组间测量平均差异为 -0.15(95% CI = -0.48;0.16)。
综合来看,该研究表明 BrWall_T2-MIS 可作为重度哮喘的新型影像学标志物,能区分重度和非重度哮喘,还与阻塞性 PFTs 参数和炎症标志物相关。不过,研究也存在一些局限性,如研究设计为辅助研究和事后分析、样本量较小、T2w 图像空间分辨率低于 CT 扫描等。尽管如此,这项研究为哮喘的评估和管理开辟了新的方向,有望在生物治疗时代,帮助医生更好地管理重度哮喘患者,让患者得到更精准的治疗。
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