Nature Medicine(一区，IF 52.5)|对MASLD中脂肪性肝炎和纤维化相关影像及血清诊断生物标志物的前瞻性验证：LITMUS影像研究- 大数跨境

Nature Medicine(一区，IF 52.5)|对MASLD中脂肪性肝炎和纤维化相关影像及血清诊断生物标志物的前瞻性验证：LITMUS影像研究

瓴智医学AI

2026-08-10

导读：本研究旨在前瞻性评估多种影像与血清生物标志物对MASLD患者脂肪性肝炎（MASH）及肝纤维化分期的诊断准确性，明确各标志物的性能边界。

《ProspectivevalidationofimagingandserumdiagnosticbiomarkersofsteatohepatitisandfibrosisinMASLD:theLITMUSImagingStudy》，由MichaelPavlides、YasamanVali等代表LITMUS联盟完成，作者单位涵盖牛津大学、纽卡斯尔大学、阿姆斯特丹大学等欧洲及北美多中心。研究旨在前瞻性评估多种影像与血清生物标志物对MASLD患者脂肪性肝炎（MASH）及肝纤维化分期的诊断准确性，明确各标志物的性能边界。

01 摘要

研究基于一项前瞻性、多中心诊断准确性研究（LITMUS影像子研究），纳入357例经肝活检证实的MASLD患者，集中评估23种非侵入性生物标志物（包括MRE、VCTE‑LSM、PDFF、cT1、NIS2⁺、Agile3⁺/4、FAST、MAST、ELF、FIB‑4等）对四种目标状态（MASH、at‑riskMASH、进展期纤维化、肝硬化）的诊断价值。主要终点为AUC，预设最低可接受标准（MAC）为AUC≥0.80。结果显示：对于MASH和at‑riskMASH，所有标志物均未达到MAC，其中NIS2⁺表现最佳（AUC0.83和0.82，但P值均>0.15）；对于进展期纤维化（F≥3），MRE（AUC0.91）和Agile3⁺（AUC0.84）超过MAC；对于肝硬化（F4），MRE（0.91）、VCTE‑LSM（0.87）、Agile3⁺（0.89）及Agile4（0.88）均显著超过MAC。研究结论：弹性成像技术及包含弹性成像的复合评分对纤维化分期准确度高，而现有标志物对MASH的诊断能力不足，需重新审视MASH作为目标终点的合理性。

02 研究背景

代谢相关脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病，可进展为脂肪性肝炎（MASH）、纤维化乃至肝硬化。肝活检虽是金标准，但创伤大、取样误差、读片变异，且患者接受度低。随着首个MASH药物获批，临床亟需可靠的非侵入性检测用于患者筛选和疗效监测。既往研究多为单中心、小样本，且缺乏不同模态标志物的头对头比较。LITMUS项目旨在填补这一证据空白，通过大规模、前瞻性、多中心设计，严格评估影像、血清及复合标志物的真实诊断性能。

03 模型设计

本研究为前瞻性诊断准确性研究，核心设计要点如下：

一、目标条件（四类终点）

MASH：NAS≥4，且各组分（脂肪变、炎症、气球样变）均≥1，不限纤维化分期
at‑riskMASH：MASH且纤维化分期≥F2（即具有临床意义的MASH，为药物临床试验主要入选标准）
进展期纤维化：纤维化分期≥F3（无论炎症活动度）
肝硬化：纤维化分期F4

二、标志物分组

影像标志物：MRE、VCTE‑LSM、CAP、LMS‑cT1、LMS‑PDFF、vendor‑PDFF、DWI‑ADC、deMILIFibrosis‑MRI、deMILINASH‑MRI
血清标志物：ALT、AST、CK18‑M30、CK18‑M65、PRO‑C3、FIB‑4、ADAPT、ELF、NIS2⁺
复合评分：FAST、Agile3⁺、Agile4、MEFIB、cTAG、MAST

三、核心架构

金标准：中心化病理阅片（LITMUS病理专家组，双盲共识读片）。盲法：所有影像处理和血清检测在中心实验室完成，操作者不知晓临床及病理结果。

图1：LITMUS 防火墙确保了招聘站点、中央分析实验室以及统计分析环节之间数据的机密性传输

统计分析：ROC曲线、AUC（DeLong法）、单侧检验与MAC比较；使用逆概率加权进行敏感性分析，并针对部分标志物进行头对头亚组比较

04 实验设置

一、整体框架

前瞻性招募（2018‑2022），来自欧洲和美国13个国家、多个中心。所有患者均因疑似MASLD接受肝活检，并在活检前后6个月内完成影像及采血。最终分析集：357例（同时具有中心化活检结果和至少一种影像数据，且间隔<6个月）。

图2：研究协作图

二、关键实验要素

数据集：无传统“训练/测试”划分，全部用于诊断准确性评估（无模型训练，只评价标志物性能）
纳入/排除标准：

纳入：≥18岁，因MASLD行肝活检，有配对影像标志物。

排除：过量饮酒、其他慢性肝病（如乙肝/丙肝）。
主要评估指标：AUC（预设MAC=0.80）；次要：灵敏度、特异度、预测值。
头对头比较：对at‑riskMASH和MASH，在同时具有FAST、LMS‑PDFF、LMS‑cT1、MAST的102例中进行比较；对纤维化终点，在同时具有VCTE‑LSM、MRE、ELF、ADAPT的157例中进行比较。

05 结果与分析

标志物值的分布特征

在展示核心性能前，研究首先以箱线图展示了各标志物数值随MAS 活动度评分和纤维化分期的分布趋势：

图3：根据 MAS 评分（0-8 分）划分的成像标记结果分布

图4：根据 MAS 评分（0-8 分）划分的血清标志物检测结果分布

图5：通过 MAS 评分（0-8 分）对组合标记结果进行分布分析

上述分布图提示，多数影像和组合标志物（尤其是MRE、VCTE‑LSM及Agile系列）随纤维化分期升高呈明显上升趋势，而部分定量MRI参数（如cT1、PDFF）与纤维化分期关联较弱。

一、核心性能表现

MASH和at‑riskMASH

所有标志物AUC均未达到0.80（图1）。

最高为NIS2⁺（AUC0.83和0.82），但单侧检验P分别为0.15和0.19，未达显著。

影像中MRE最佳（AUC0.75和0.71），但仍低于MAC。血清CK18‑M65（AUC0.78）、MAST（0.78）次之。

图6：用于 MASH 和高风险 MASH 病例的生物标志物诊断性能

图7 展示了使用 Liver Multiscan 技术测量的质子密度脂肪部分分数（PDFF）

研究还发现，LMS-PDFF与vendor-PDDF测量结果高度相关。
与采用特定厂商的磁共振序列测量的 PDFF 之间的关联情况（vendor-PDFF）。
进展期纤维化（F≥3）

MRE表现最佳（AUC0.91，P<0.01），Agile3⁺（0.84，P=0.03）超过MAC。VCTE‑LSM（0.81，P=0.38）未达MAC，但接近。其他MR非弹性成像指标（cT1、deMILI、ADC）AUC仅0.55‑0.64，表现较差。
肝硬化（F4）

MRE（0.91，P<0.01）、VCTE‑LSM（0.87，P<0.01）、Agile3⁺（0.89，P<0.01）、Agile4（0.88，P<0.01）均超过MAC。

血清ELF（0.82，P=0.26）、ADAPT（0.80，P=0.46）未达显著。

图8：用于晚期纤维化与肝硬化的生物标志物诊断性能评估

二、头对头比较

at‑riskMASH中，MAST（0.78）和FAST（0.73）等复合评分AUC置信区间重叠，无显著差异。进展期纤维化中，MRE显著优于ELF和ADAPT，但与VCTE‑LSM无显著差异。肝硬化中，MRE优于ADAPT，但其他比较无显著差异。

图9：选定生物标志物的对比分析

三、预设阈值下的性能

对于at‑riskMASH，高灵敏度往往伴随低特异度（如CAP280dB/m灵敏度0.92，特异度0.32）。对于进展期纤维化，MRE阈值3.5kPa灵敏度0.71，特异度0.92；VCTE‑LSM阈值10kPa灵敏度0.73，特异度0.74。

四、敏感性分析

采用逆概率加权调整混杂后，结果与主分析一致。国家调整后分析也显示类似趋势，NIS2⁺仍为at‑riskMASH中最佳但未达MAC。

五、可解释性与临床意义

血清标志物在活动性炎症（MASH）方面优于影像，而弹性成像在纤维化分期方面更优。研究提示：现有标志物对MASH的诊断效能有限，可能因MASH本身作为组织学终点的病理生理异质性和活检误差所致。弹性成像及复合评分可用于“rule‑in”进展期纤维化和肝硬化，在二级/三级转诊中具有确认价值。

06 结论

本研究提供了迄今为止最全面的MASLD非侵入性标志物前瞻性验证数据。关键发现：

纤维化分期：MRE和Agile3⁺/4等弹性成像相关指标表现优异，可辅助临床决策。
MASH检测：所有标志物均未达到预设的AUC≥0.80标准，提示当前依赖组织学定义的MASH可能并非理想的靶标，药物临床试验终点设计需重新考量。
研究价值：严格的中心化质控、多中心前瞻性设计、盲法分析，确保了结果的高度可靠性，为指南制定和监管资格申请提供了关键证据

07 论文评价

✅方法创新亮点

规模前瞻性多中心设计：13个国家，357例经活检证实，覆盖多种族，显著优于既往单中心回顾性研究。
多模态、多标志物全面比较：同时纳入影像（弹性、定量MRI）、血清（常规及新型）和复合评分，头对头比较。
严格的中心化盲法流程：病理、影像、血清均在中心实验室由独立专家处理，互不知晓，极大减少偏倚。
设定明确的性能基准（MAC）：采用AUC≥0.80作为最低可接受标准，使结论更具临床指导意义。
对监管和临床实践的直接启示：明确指出MASH作为靶标的问题，对药物研发策略产生冲击。

⚠方法不足

该研究存在若干局限性。研究对象为二、三级转诊人群，由于患病率存在差异，将研究结果外推至初级保健场景或糖尿病群体筛查时应当保持谨慎。其次，作为金标准的组织学检查本身存在一定变异性，活检取样偏差与读片判读差异，有可能低估标志物的真实诊断效能，不过该研究已对这一理论局限展开讨论。另外部分标志物研究样本规模有限，头对头对比的样本量仅100‑157例，统计效力会因此受到影响。研究人群种族构成较为单一，94%为白种人，缺少亚洲、非洲等族群的数据，不利于在全球范围内推广应用。同时研究仅评价诊断准确度，未开展纵向预后评估，尚不能明确标志物对肝失代偿、肝癌等临床终点的预测价值，仍有待后续随访研究进一步验证。

08 参考资料

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41591026044962