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放射性核素显像对功能性胃肠病的研究与临床应

2018-07-06 09:01 | 来源:未知 | 责任编辑:本站编辑

作者:张倩,陈昱宇,厦门长庚医院

 

根据罗马Ⅳ标准,功能性胃肠病(Functional gastrointestinal disorders,FGIDs)被定义为脑-肠互动异常导致的以消化系统症状为临床表现、未发现器质性病变或不能用器质性疾病解释的一组胃肠道疾病。FGIDs发病率逐年增高,发病机制尚未明确,是当前消化界的研究热点难点;诊疗上FGIDs主要依据临床症状,缺少准确、客观的诊断和评价依据,因而临床诊断方面存在一定困难。放射性核素显像为功能检查,具有无创性、重复性好及符合生理等特点,本文从核医学角度出发,探索放射性核素检查对FGIDs的发病机制研究、诊断、疗效判断等方面的价值。

 

1.FGIDs

 

FGIDs是当前消化界的热点和难点,发病率逐年增高,根据美国的一项流行病学调查显示一般人群FGIDs发病率为69.3%,其中食管占42%,胃十二指肠26%,肠道44%,肛门直肠26%,上消化道和下消化道症状存在重叠现象,且就诊率仅为39.6%。中国的数据显示总发病率在43.1%~49.8%。FGIDs病因尚不清晰,缺乏特效的治疗药物,给患者的生活造成了一定影响。

 

依据解剖部位和年龄,FGIDs可分为8类:功能性食管疾病(A,Esophageal disorders)、功能性胃十二指肠疾病(B,Gastroduodenal disorders)、功能性肠病(C,Bowel disorders)、中枢调节障碍型胃肠道疼痛(D,Centrally mediated disorders of gastrointestinal pain)、胆囊和Oddi括约肌功能障碍(E,Gall bladder and sphincter of Oddidisorders)、肛门直肠疾病(F,Anorectal disorders)、儿童功能性胃肠病/新生儿和婴幼儿型(G,Childhood functional GI disorders:neonate/toddler)和儿童功能性胃肠病/儿童和青少年型(H,Childhood functional GI disorders:child/adolescent)。

 

2.放射性核素检查对FGIDs发病机制的研究价值

 

随着近年来对神经系统的进一步研究,根据2016年的罗马Ⅳ标准,人们对FGIDs发病机制的认识从单一的胃肠动力异常转变为包括脑-肠互动异常等综合因素,罗马Ⅳ标准强调其症状产生与动力紊乱、内脏高敏感性、免疫功能改变、肠道菌群及中枢神经系统处理功能异常有关。Oudenhove等提供了综合论述,认为环境、心理、生理因素之间复杂的相互作用可导致FGIDs发生和临床演变及延续。

 

Ringel等研究中枢神经系统如何调节内脏痛或其他胃肠道症状,探究存在胃肠道或中枢神经系统的5-羟色胺、内啡肽、P物质等物质在发病中的作用。然而,这些研究无法在人体直接评价脑肠轴的功能,而脑功能成像技术极大地提升了人们探索脑肠相关性和评价中枢神经系统在内脏疼痛刺激中作用的能力,因而脑功能成像技术成为当前研究者们的关注点。目前常见的运用于消化道功能的脑影像技术包括:PET、fMRI、SPECT、脑电图(EEG)、脑诱发电位(CEP)和脑磁图(MEG)等。各种影像技术自身的优点、局限性和不同的方法学,导致目前各种研究结论有很大的差别。例如运用PET或fMRI等不同的仪器设备,会有不同的流程、研究目的,对感兴趣区域进行精确定位的难度亦有差别。

 

与fMRI技术相比,PET具有辐射暴露、时空分辨率较低的缺点,但PET从分子水平研究人体大脑物质代谢、受体及神经介质活动是其显著优点。运用于PET的放射性核素有很多种,最常用于胃肠神经学研究的是15O。使用静脉注射15O-H2O后进行脑灌注显像,其局部脑血流量(rCBF)与局部的糖代谢及神经元活动密切相关。Silverman等应用15O-H2OPET脑功能显像观察静息状态下及给予胃肠道刺激后大脑功能活动变化,发现FGIDs患者在较低的扩张压力下即可激活痛觉中枢,其激活程度高于健康人群,提示FGIDs患者的内脏高痛觉敏感可能与大脑皮层内脏感觉分析及处理功能异常有关。

 

Mayer等则对照了FGIDs患者(肠易激惹综合症)、器质性疾病(溃疡性结肠炎)及健康人群的脑功能显像,发现FGIDs组脑边缘系统的放射性活度持续高于后两组,提示了情绪障碍与FGIDs存在相关性。Giao等选择18F-MK-9470作为示踪剂对12例FGIDs患者(功能性消化不良)进行脑PET受体显像,发现FGIDs患者脑内除了摄食中枢的大麻素受体1(CB1-R)高度表达外,脑干、脑回、扣带回前部等内脏痛觉中枢的CB1-R分布也比健康对照组有显著增高,并由此推论,持续的内源性大麻素系统的功能障碍或许是FGIDs研究的新靶点。以PET为代表的脑功能显像技术直观地分析中枢神经系统对FGIDs的影响,为罗马Ⅳ标准对FGIDs新定义为脑-肠互动异常所致,提供了强有力的证据。然而,脑功能显像对FGIDs的研究尚缺乏大样本量,另一方面,对心理压力、情绪变化、疼痛等因素影响FGIDs的临床发病和演变,脑成像技术未能提供明确信息。

 

近来,fMRI因其无需注射显像剂、更佳的时间分辨率等优势,逐渐成为最主要的脑功能显像技术,然而,若是研究某种受体在FGIDs疾病中的作用,PET受体显像无法取代。此外,PET亦可用于观察药物在体内分布情况,未来或许对脑肠轴靶向药物的研发起到关键作用。

 

3.放射性核素检查对FGIDs诊断与疗效判断的临床价值

 

FGIDs无器质性病理改变,诊断上较难通过相关技术设备获得客观的诊断依据,对临床医生的诊断造成一定困难。放射性核素显像是功能显像,可以根据不同的观察部位选择合适的示踪剂及给药途径,还能勾画不同的感兴趣区,计算其不同时间内放射性核素计数率等参数,定位、定量分析消化系统的功能性障碍,为临床诊断FGIDs提供客观依据。目前,核素胃食道反流、核素胃排空显像已在临床广泛运用。

 

3.1上消化道

 

3.1.1核素胃食道反流显像

 

胃食道反流病(GERD)是临床非常常见的FGIDs。诊断方法除了放射性核素显像外,24h食管pH监测、食管下段括约肌压力测定及内窥镜等方法。24h食管pH监测被认为是GERD诊断金标准,但该方法需插管并留置插管时间较长,患者较难接受。文献报道约半数非糜烂性胃食管反流病(NERD)患者24h食管pH监测可无异常酸反流,这部分患者对常规治疗剂量质子泵抑制剂亦不敏感,证明临床症状与酸反流的关系并不密切,酸反流不是导致反流症状的唯一原因。食管下段括约肌压力测定及内窥镜亦需要插管,患者耐受较差。

 

放射性核素胃食管反流检查是在生理状态下定量显示胃内放射性核素标记的液体返流,是诊断胃食管返流病重要的无创方法,但国内外学者报告的诊断敏感性有较大的差异。Asakural等报道,口服99mTc-DTPA标记的液体后,常规仰卧位显像对成人GERD诊断敏感性仅为49%,而选用膝胸卧位后可提高到76%。国内学者则报告常规仰卧位、目测法的敏感性可达76.3%,如果使用腹部加压法结合压力-放射性计数曲线法则检出率可高达90.8%:用可充气腹带逐渐加压,分别在0、2、4、6、8、10、12和14kPa采集系列影像,再通过ROI技术勾画不同压力时胃贲门处轮廓,生成压力-放射性计数曲线。放射性核素法被强烈推荐用于反复呕吐的婴儿。

 

Bafaraj等回顾研究89例运用99mTc标记的牛奶胃食道反流显像,报告该方法诊断婴儿胃食道反流的敏感性为77%,且发现0~6月婴儿的胃食道反流发病率最高。另外,患儿食物倒流致呕吐,严重者胃内容物还误入气管引起反流吸入性肺炎,而核素胃排空检查可以长时间连续观察,不仅可获得胃排空率等参数,还能同时观察有无胃食管反流及程度和有无反流吸入性肺炎,对临床诊断及预后评估有着重要意义。

 

Othman等发现,多体位(仰卧位、俯卧位及左右侧卧位)的胃食道反流显像是常规仰卧位显像对吸入性肺炎诊断灵敏性的3倍。此外,Asakural等还依据不同体位检出方式及放射性在食道各段的分布进行了GERD分级,提示核素胃食管反流检查法对临床分级及预后评估也有重要价值。考虑到放射性核素胃食管反流显像的无创、符合生理、可重复性等优点,笔者推论,在确诊胃食管反流病并接受质子泵抑制剂(PPI)治疗的患者中,核素胃食管反流检查还可用于观察治疗后胃食管反流是否减轻或消失,以此判断药物疗效等,相信不久后可见到此类报道。

 

3.1.2核素胃排空显像

 

核素胃排空检查是指将放射性显像剂引入胃后,动态观察胃区放射性分布情况,并计算胃排空时间及某特定时间显像剂的排空率,该检查要求显像剂不能被胃黏膜吸附和吸收、不被胃液或胃运动破坏,临床选用的锝标记物中以99mTc-DTPA、99mTc-植酸钠和99mTc-硫胶体最为合适。与超声法、X线钡餐法、药物吸收试验等用于胃排空检测的方法相比,放射性核素法灵敏度高、无创、重复性好,符合生理特点并能定量分析,是胃食物动力学的金标准。由于不同形态的食物在胃内的排空速度不同,且胃排空受物质颗粒大小、物理性状以及蛋白质、脂肪、热量等多因素影响,各实验室建立了各自不同的标准试验餐。

 

Misiara等对随机分组的健康受试者分别给予99mTc-植酸钠标记的液体或固体餐,经放射性核素显像后发现:固体餐与液体餐的半排时间基本相仿,但固体餐试验中胃窦部的收缩频率及振幅显著高于液体餐,其认为放射性核素法能在生理状态下有效评估固体餐或液体餐后胃窦部收缩情况。国内张悦等曾对42例符合罗马Ⅲ标准的患者及30例正常对照者进行核素99mTc-DTPA固体餐试验,并使用3种不同方法计算出放射性计数为时间-放射性胃排空曲线的纵坐标,结果显示放射性核素法诊断功能性消化不良的灵敏性为71.4%~90.5%。

 

3.1.3其他放射性核素检查

 

除了上述两种最常见的方法以外,目前有文献报道使用其他放射性核素法诊断、鉴别诊断食道及胃部的FGIDs。例如,台湾学者选择静脉注射99mTc-MIBI10min后采用SPECT胸部断层显像技术,发现对于GERD导致的食道炎的显像敏感性为100%、特异性77%、准确率95%。99mTc-MIBI亦能用于心肌血流灌注显像,因而此法也是鉴别心源性及非心源性胸痛重要的无创检查。Akbunar等则对患者舌下滴入低剂量的99mTc标记硫胶体后进行唾液腺显像,联合胃食道反流显像提高吸入性肺炎的诊断率。

 

3.2下消化道

 

目前主要用于下消化道功能检测的方法是全消化道钡餐造影及使用不透X线物质的结肠传输试验,上述两种检查所使用的造影剂均为含钡剂的液体或颗粒,钡剂不具备食物的属性,并不能真实反映人体的生理情况,因而有学者将放射性核素运用至结肠传输试验。Wang等将放射性99mTc制备成胶囊,待其进入结肠后进行动态观察以评估结肠传输时间,结果显示23例FGIDs(特发性便秘)患者的结肠传输明显慢于30例健康志愿者,证明核素法用于评估结肠运动的重要价值。

 

伊朗学者Asli等选择的放射性示踪剂是67Ga-枸橼酸盐,观察时间可长达72h,并根据24h、48h、72h的不同变化将其13例受试者分成3种不同模式。近期美国梅奥诊所发表了一份新斯的明治疗胃肠动力障碍疾病的研究报告,其亦选择了放射性核素99mTc标记法观察22例胃肠动力障碍患者的治疗情况,该研究依据放射性标记物通过胃的时间(2~4h)及到达结肠的时间(6h)对受试者进行分类,提示放射性核素标记法可用于评估全消化道功能,也是治疗FGIDs疗效判断的重要评价手段。类似的研究报道并不少见,放射性核素法较不透X线钡颗粒法等,放射剂量低、符合生理、甚至长达72h的动态观察时间等显著优势,将成为下消化道甚至全消化道功能评估的重要方法。

 

4.总结

 

综上,放射性核素显像为功能检查,其无创性、重复性好、可定量分析及符合生理等特点,可应用于FGIDs发病机制的研究,对于部分FGIDs的诊断、鉴别诊断、预后判断亦有其特殊的临床价值,可作为其临床研究、诊疗的重要手段。

 

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