Eur Radiol ：先进成像技术解析：129Xe MRI在探索特发性肺动脉高压患者肺泡和毛细血管结构损伤中的应用

【导语】
一项关于特发性肺动脉高压（IPAH）的最新研究表明，一种与吸烟史密切相关的IPAH新表型可能与肺毛细血管的丢失有关。该表型的特征是在未出现临床显著肺气肿的情况下，一氧化碳弥散能力（DLCO）显著降低。研究人员通过CT和129氙（129Xe）磁共振成像（MRI）技术，深入探讨了这种表型的潜在病理机制，发现肺毛细血管丢失及肺泡组织的破坏可能是关键原因。

【研究背景】
特发性肺动脉高压（IPAH）是一种以肺血管收缩和重塑为特征的罕见但严重的心肺疾病。传统上，IPAH被认为是由血管阻力的增加所致，而近期的研究则发现，一部分IPAH患者表现出DLCO的显著降低，且大多具有吸烟史。尽管CT影像未显示出明显的肺气肿迹象，但患者的DLCO依然受损，这一现象提示可能存在尚未明确的潜在病理机制。

【研究目标】
为探究这一现象的病理机制，研究团队假设肺毛细血管的丢失可能是导致DLCO降低的主要原因。为了验证这一假设，研究人员通过对多组患者的对比研究，探讨DLCO降低的IPAH患者是否存在与肺毛细血管和肺泡结构相关的病理变化。

【研究方法】
本次研究是一项前瞻性观察性研究，研究时间跨度为2019年3月至2023年6月。研究对象分为以下四个患者组：

1. DLCO正常的IPAH患者；
2. DLCO降低的IPAH患者；
3. 伴有肺动脉高压的肺纤维化和肺气肿合并症（CPFE-PH）患者；
4. 无肺动脉高压的肺气肿患者。

所有患者均接受了CT扫描和129Xe MRI检查。研究中，129Xe MRI提供了一种先进的溶解相成像技术，能测量129Xe在红细胞（RBC）和膜组织中的比率（RBC-M），从而评估肺内的气体交换效率。此外，采用化学位移饱和恢复（CSSR）方法测量红细胞分数（η），并通过扩散加权成像（DWI）评估肺表面积-体积比（S/V比）。数据的统计分析采用Kruskal-Wallis检验，以检测各患者组之间的显著性差异。

【研究结果】
本研究共招募了29名参与者，其中22名（年龄64 ± 10岁，男性11名）完成了全部测试和分析。这22名患者分别分布在四个患者组中（各组人数分别为5、5、7和5人）。

关键结果如下：

1. 红细胞129Xe摄取和红细胞分数显著下降：与DLCO正常的IPAH患者和无PH的肺气肿患者相比，DLCO降低的IPAH患者的RBC-M和η显著降低（p ≤ 0.01）。这表明DLCO降低的IPAH患者的肺毛细血管功能受损，红细胞与肺泡之间的气体交换能力下降。
2. CT影像无显著肺气肿迹象：尽管DLCO降低的IPAH患者的气体交换能力下降，但CT图像中肺低密度区域的百分比（低衰减区百分比，LAA%）并未与其他任何一组患者表现出显著差异。这一发现表明，尽管DLCO降低，但这些患者并未表现出与典型肺气肿相关的显著结构性变化。
3. 肺表面积-体积比下降：通过129Xe MRI测得的肺表面积-体积比在DLCO降低的IPAH患者中显著低于DLCO正常的IPAH患者（p = 0.04）。肺表面积-体积比的降低表明，肺泡表面区域的减少可能与肺泡结构的破坏有关，这进一步支持了肺泡和毛细血管丢失的假设。

【研究结论】
研究结果清晰地表明，DLCO降低的IPAH患者中存在与肺毛细血管丢失和肺泡组织破坏相关的病理变化。尽管CT图像中未显示出显著的肺气肿迹象，但肺毛细血管的减少、红细胞的气体交换能力下降以及肺表面积的减少都证实了这一假设。研究人员推测，这种损伤可能与早期的弥漫性肺气肿过程有关，尽管CT检查无法清晰捕捉到这一变化。

【临床意义】
这项研究具有重要的临床意义。传统上，IPAH的诊断和治疗主要关注肺血管的重塑和肺动脉阻力的增加，但这项研究提示，DLCO降低的IPAH患者可能面临额外的病理风险。通过CT影像无法检测到的肺毛细血管丢失和肺泡组织破坏可能是这一亚型的关键特征。

对于临床医生而言，识别这一新表型将有助于改善对IPAH的诊断和风险分层。研究结果也为DLCO检测在IPAH患者管理中的潜在价值提供了支持。此外，未来的治疗方案可能需要针对毛细血管丢失和肺泡修复提供新的干预策略。

【关键点总结】

• 新表型的发现：一种与吸烟相关的DLCO降低的IPAH表型正在被确认，其与肺毛细血管丢失和肺泡破坏相关。
• 病理机制的揭示：红细胞129Xe摄取减少和肺表面积-体积比的降低提供了肺毛细血管丢失的直接证据。
• 临床意义的提升：该研究为临床医生提供了更深层的病理机制理解，并为IPAH患者的风险分层和治疗提供了新的视角。

【展望】
这项研究的发现为未来的IPAH诊断和治疗策略提供了新的方向。传统的IPAH研究多聚焦于肺动脉的收缩和血管重塑，而此次研究则揭示了肺毛细血管的丢失和肺泡结构的破坏可能是导致DLCO下降的核心原因。未来的研究可探索如何保护肺毛细血管的完整性，并开发针对肺泡修复的治疗方案，以改善DLCO降低的IPAH患者的预后。

原始出处：

Kern AL, Park DH, Fuge J, Hohlfeld JM, Wacker F, Hoeper MM, Olsson KM, Vogel-Claussen J. Loss of pulmonary capillaries in idiopathic pulmonary arterial hypertension with low diffusion capacity is accompanied by early diffuse emphysema detected by ¹²⁹Xe MRI. Eur Radiol. 2024 Dec 8. doi: 10.1007/s00330-024-11209-1. Epub ahead of print. PMID: 39645621.