摘要：超声造影(CEUS)目前已成为定量研究实质脏器血流灌注的新手段。如何监测由于肾缺血/再灌注损伤所引起的肾损害及经治疗后肾功能恢复是一项重要的临床课题，而CEUS及其定量分析技术能反映肾皮质血流灌注特点及监测肾缺血/再灌注损伤发生后肾皮质微循环的变化规律。现就实时CEUS在诊断肾缺血/再灌注损伤及评价其治疗疗效中的作用予以综述，以期为临床诊疗工作提供新思路。
关键词：超声造影;缺血/再灌注;药物治疗
肾缺血/再灌注损伤(ischemia/reperfusioninjury，IRI)是发生急性肾衰竭的主要原因之一。分子生物学、细胞生物学及影像技术地发展为肾IRI损伤及修复机制的研究提供了有利条件。超声造影(contrast—enhancedultrasound，CEUS)通过造影剂增强血液的背向散射能清楚地显示血流，目前已成为定量研究实质脏器血流灌注的一项新手段。现就实时CEUS在诊断肾IRI及评价肾IRI疗效的作用予以综述。
lI研究概况
目前，IRI较公认的机制是由氧自由基(oxygenderivedfreeradical，OFR)、钙超载、中性粒细胞、血管内皮细胞与细胞凋亡等多种因素相互影响、相互作用的结果。
1.1OFR体内存在适量的OFR作为第二信使参与机体多种生理过程。同时，机体的抗氧化系统不断清除体内过多产生的OFR，使其保持动态平衡避免细胞遭受OFR毒性损伤。当组织细胞缺血缺氧时，OFR清除系统功能降低同时生成系统活性增加，恢复供血供氧后OFR生成增多，清除减少。OFR可与各种细胞成分(如膜磷脂、蛋白质、核酸等)发生反应，从而加重组织损伤，造成细胞结构和功能损伤。Castedo等¨在猪的原位心脏移植实验中发现，再灌注后细胞内膜脂质过氧化增强和细胞内抗氧化活性升高，形成多种生物活性物质(如血栓素、前列腺素等)，对IRI有促进作用。
1.2钙超载正常状态下，胞质内钙浓度约为10～mol/L，细胞外及胞质内的钙储存系统中钙浓度为10一mol/L，细胞通过一系列转运机制维持细胞内低钙状态。再灌注时发生细胞内钙超载，其主要原因是钙内流和钙分隔机制失调，细胞内过高的Ca可激活磷脂酶A，和蛋白激酶C形成大量OFR，OFR又可引起细胞内钙浓度升高，两者形成恶性循环;细胞内钙超载，损伤了线粒体有氧代谢的能力，缺血组织能量耗竭又反过来破坏依赖ATP的钙离子转运，使胞质内Ca水平进一步升高，钙超载及其触发的一系列有害代谢是导致组织细胞死亡的“最后共同通路”。
1.3炎性反应炎性反应贯穿于IRI的全过程，包括补体的激活、炎细胞的趋化、浸润以及炎性介质的合成与释放。其中以中性粒细胞浸润最为重要，细胞因子(如白细胞介素8、6、1和肿瘤坏死因子仅)可通过诱导细胞间黏附因子1的表达来促进白细胞与血管内皮细胞及组织细胞问的黏附。Kelly等发现细胞问黏附因子1基因突变缺失的小鼠肾缺血/再灌注后缺血区白细胞浸润显著少于正常对照组，而中性粒细胞的缺失对IRI具有保护作用。
1.4内皮细胞损伤IRI后内皮损伤，黏附因子分泌增加，促进白细胞的黏附聚集产生OFR致内皮细胞损伤加剧，其中内皮细胞释放内皮素和一氧化氮减少是参与IRI损伤的重要环节之一。一氧化氮是已知的扩血管剂，并可抑制白细胞和血小板的黏附聚集。内皮细胞分泌功能紊乱，导致血管收缩、血小板聚集，与OFR、炎性反应、钙超载等相互作用进一步促使内皮细胞损伤的发生。
2IRI药物治疗进展
寻找有效的IRI治疗措施成为近年来的研究热点。西医针对IRI的各个环节等给予相应措施，我国传统中药在抗IRI损伤中亦具有良好的应用前景。
2.1西医药物治疗研究进展
2.1.1抑制炎性反应炎症是IRI的重要组成部分，其激活途径包括核因子KB途径、补体系统、p38促分裂素原活化蛋白激酶及其他因子，如肿瘤坏死因子0【、白细胞介素1、高迁移率蛋白B经Toll样受体途径和在氧分压降低的情况下经脯氨酰羟化酶可激活核因子KB，通过抑制PARP1(核因子KB的转录诱导剂)对发生IRI的小鼠和大鼠发挥保护作用。补体系统的激活与炎症浸润程度相关，如C5受体拈抗剂及c1凝集素途径抑制剂_6等可抑制补体系统的激活。p38促分裂素原活化蛋白激酶参与细胞凋亡、增殖分化和炎性细胞因子的生成，在肾移植中由肾IRI激活的p38促分裂素原活化蛋白激酶是导致移植肾慢性肾病的影响因素之一。研究发现p38促分裂素原活化蛋白激酶抑制剂对移植肾的组织结构和功能有保护作用。
2.1.2抗氧化应激缺血时线粒体解耦联呼吸链诱导形成·O一，恢复灌注后·O一促进还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶和黄嘌呤氧化酶的激活，从而导致蛋白质、核酸及脂质变性，诱导凋亡和坏死。血红素加氧嗨1可调节鸟苷酸环化酶、一氧化氮合成酶、细胞色素P450、单加氧酶、环氧合酶的活性和过氧化氢酶的活性及降解不稳定血红素蛋白而发挥抗氧化作用。研究发现经氯化钴或氯化锡诱导血红素加氧酶1预处理的大鼠IRI可在一定程度上抵抗氧化应激的作用J。此外，经血红素加氧酶1预处理的IRI可见树突状细胞表达减少，血红素加氧酶I还可在一定程度上发挥抑制免疫反应。一氧化碳可以诱导抗氧化基因的表达和增加谷胱甘肽的表达以减低OFR水平。此外，它还具有抗凋亡和血管扩张的性质。虽然吸人低剂量一氧化碳对IRI有一定治疗作用，但目前已有学者通过建立促一氧化碳释放因预处理大鼠IRI模型，发现可减少IRI后急性肾衰竭的发生概率…。
2.1.3抗凝血治疗在IRI时炎性反应和凝血是相互依存的，导致免疫细胞聚集、纤维化和血栓形成促进肾“无复流”现象。有研究发现在猪肾移植应用凝血酶抑制剂可抑制急性损伤和慢性间质纤维化及肾小管萎缩¨。
2.1.4抗凋亡治疗研究表明可通过使用药物直接抑制凋亡效应从而减轻IRI损伤，如地塞米松可以上调Bcl—xL的表达，降低Bax的生成，抑制caspases一9笙!箍18鲞第14期Medic~Recapitulate，Ju1.2012.Vo1.18.N0.14和caspases一3的活性及降低细胞间黏附因子1的表达从而抑制细胞凋亡。此外，地塞米松还可减少中性粒细胞浸润和细胞间黏附因子1的表达¨。促红细胞生成素和表皮生长因子合用可诱导热休克蛋白与谷氨酰胺的表达，在大鼠IRI时观察发现其可减少氧化应激和细胞凋亡引。
2.1.5其他药物疗法IRI时丙二醛水平升高，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低，应用某些麻醉剂(如丙泊酚、硫喷妥钠、依托咪酯等)可使丙二醛水平降低，并使超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性增高¨。因此，下一步研究将致力于阐明挥发性麻醉剂介导细胞信号途径，从而发挥围术期对肾脏缺血预处理的保护作用。
2.2中药治疗IRI研究进展我国传统中药，如丹参、黄芪、川芎等活血化瘀药物含有多种药理活性成分，具有复杂的药理作用，可对IRI各环节进行调节，从整体阻断促IRI发生、发展的一系列恶性循环。研究发现使用丹参、黄芪或川芎治疗IRI后，实验动物血肌酐、尿素氮、乳酸脱氢酶等较IRI组显著降低，血浆超氧化物歧化酶活性下降，丙二醛水平上升，组织学肾小管损伤治疗组也较IRI对照组明显减轻，并可改善IRI后肾皮质微灌注量¨。关于中药抗IRI的机制，研究发现其对细胞膜上的通道蛋白、黏附分子，细胞内信息传递分子以及体液中的一些细胞因子、补体成分等均具有调节作用，如丹参可抑制多种过氧化物的产生，减少由IRI引起的线粒体膜损伤，清除由黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶产生的负氧阴离子，保护线粒体，改善能量代谢，作为受体操纵性钙阻滞剂，减轻钙超载，调节钙稳定，抑制肿瘤坏死因子诱导的血管内皮细胞黏附分子、细胞间黏附因子1、血管内皮细胞黏附因子1的表达，调节细胞因子的分泌等。同时，它还能扩张冠状动脉，激活内源性保护物质的释放，从而起到增强缺血预适应能力、抗氧化及脂质过氧化、抑制血小板聚集、降低血浆黏度等作用。黄芪等亦可从多环节对IRI产生近期和远期的保护作用引。随着对中药抗IRI机制系统深入的研究，将有助于指导临床更好的防治IRI。
3造影剂与CEUS定量分析技术
CEUS借助造影剂和超声成像模式在间歇或连续成像下，动态观察显示病灶的增强模式，极大地丰富了常规超声所能提供的信息。超声造影剂是超声波的高效反射体，当存在于血液中或其他体腔中时将明显增强回波。静脉注射后，在低机械指数的条件下，因其大小与血细胞相仿(通常为2～6m)而作为稳定微泡留在血流里，产生较强而丰富的非线性基波与谐波信息，能特异敏感地显示毛细血管血流，获取较低噪声的实时基波和谐波图像，通过建立时间.强度曲线(time—intensitycurve，TIC)以相应的定量参数反映造影的动态过和强度变化，量化反映器官组织的灌注特点l1。超声造影剂不同于CT或MRI所使用的增强造影剂从血池中快速清除进人细胞外间隙，其代谢主要经呼吸和肝库普弗细胞，且其从体内清除所需的时间通常少于30min，因此无肾毒性。
Leinonen等u观察到猫肾CEUS模式分为两个增强阶段：皮质首先增强，随后肾髓质增强，在30s左右两者增强程度基本一致。Correas等经CEUS比较肾脏的楔形缺血区与邻近正常肾实质的灌注特征，发现缺血区较相邻肾实质造影剂进入延迟或减少。Jimenez等_2纠选择55例肾移植患者行C—EUS检查，比较移植肾的皮质微循环情况与肾功能及其他临床参数之间的关系，发现皮质微循环情况与血肌酐及供体肾提供者的年龄显著相关。
姚洁洁等分别于缺血30、60、90min后再恢复肾灌注后30min行CEUS，随着缺血时间的延长TIC曲线与正常相比表现为上升缓慢、下降缓慢。此外，姚洁洁等在兔肾缺血60min后再灌注30min及60min后分别行CEUS，发现随IRI时间延长，与正常组相比TIC曲线表现为上升斜率值逐渐降低，灌注峰值时间延迟，曲线下面积宽度增大。
相关期刊推荐：《中国医学影像学杂志》(月刊)创刊于1993年，是由国家卫生健康委员会主管、中国医学影像技术研究会主办的全国性专业学术核心期刊，反映我国医学影像学领域的重大临床和科研工作进展，致力于各种医学影像技术的基础与临床研究成果的推广和传播，为从业人员建立继续教育和技术交流的平台，促进国内外医学影像学学术交流。
4小结
肾IRI时血液流速降低、内皮细胞损伤、血小板栓子和微血栓形成等促使肾发生无复流现象，表现为血管堵塞，舒缩功能改变，血管口径的改变，理论上将导致造影剂局部组织的灌注速率降低及密度在微毛细血管网内增加。目前治疗肾IRI的共同机制为下调炎症级联反应，抑制细胞凋亡和恢复微循环，而CEUS借助TIC曲线可灵敏地反映肾皮质微循环的改善状况并间接反映肾组织炎性反应程度，有望成为一种简便、无创反映肾IRI炎症及微循环情况的检测方法，为临床上早发现、早诊断肾IRI的相关疾病及其预后判断和疗效评价提供了新思路。目前CEUS评价肾血流灌注尚有一定的局限性，如定量分析受造影剂微泡浓度、稳定性及仪器设置(如焦点位置)和患者(如衰减)的影响。TIC曲线感兴趣区的选取不能代表整个肾灌注及对于小的灌注缺损区(<5mm)尚不能探测[27-28]。CEUS灌注参数是一个固定断面的动态灌注信息，尚不能全面反映整体。此外，微泡造影剂也可用于疾病治疗，CEUS声像图在监控微泡到达靶器官后，结合超声破坏微泡技术，实现携带有转染基因或药物的微泡在感兴趣区的释放，随着对超声破坏微泡技术、微泡的制作工艺及微泡与基因或药物结合方式的优化，CEUS将在疾病的诊断和治疗中发挥更大的作用。
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