目的:随着碘对比剂在放射诊断及介入治疗的广泛应用,由碘对比剂引发的对比剂肾病（contrast-induced nephropathy,CIN）也日益增加,对比剂肾病的发病机制已成为国内外研究热点,其中对比剂粘度是对比剂肾脏损伤的重要因素,而以往关于对比剂粘度的研究中,对比剂的渗透压和剂型不一致,成为影响结果的因素。本研究使用等渗的非离子型双聚体碘对比剂,克服渗透压对粘度影响分析的干扰,实现了不同粘度的独立对比分析。糖尿病尤其是II型糖尿病患者逐年增多,糖尿病肾病患者也随之增多,而糖尿病肾病是对比剂肾病的独立危险因素。研究对比剂的粘度对糖尿病肾脏结构的影响,将有助于深入明确碘对比剂对糖尿病肾脏损害与正常肾脏损害之间的差异,从而明确糖尿病肾病患者适合的碘对比剂剂型,来保护糖尿病肾病患者的肾脏。对比剂肾病目前还没有有效的治疗措施,主要是以预防为主。静脉水化是唯一得到国内外公认的有效措施。然而水化并不适用于所用患者,如心功能不全的患者,需要同时严格控制液体输入量,因此除水化以外,各种对比剂肾病的预防药物也成为研究热点,尤其是他汀类药物。很多针对临床关于他汀类药物预防对比剂肾病的RCT的研究分析,肯定了他汀类药物对对比剂肾病的预防作用,并认为短时大剂量阿托伐他汀效果最好。虽然对于水化及他汀类药物的研究繁多,但这些研究对于肾功能的评价大多基于临床化验指标,主要为肌酐水平的改变,较不稳定。同时,这些研究大多应用一种对比剂。对于肾脏微观改变,尤其是没有发生CIN的肾脏组织水平变化没有明确阐述。以往研究表明,功能磁共振血氧水平依赖性成像（blood oxygenation level dependent imaging,BOLD）、弥散加权成像（diffusion weighted imaging,DWI）的参数表观弥散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）可以无创性的检测肾脏微细结构的改变。本研究旨在利用BOLD、DWI、DTI成像观察对比剂粘度因素对正常及糖尿病肾病家兔肾组织氧合情况及分子扩散的影响,并通过HE检查和免疫组织化学指标HIF1-a和AQP-1观察肾脏微观改变,验证BOLD、DWI、DTI的诊断价值,同时用功能磁共振评价水化及阿托法他汀对非离子型双聚体碘对比剂所致的糖尿病肾病家兔肾损伤的预防作用,从而为糖尿病肾病患者使用对比剂的粘度及预防措施选择提供理论依据。研究方法:1.新西兰大白兔,雄性,2kg左右,所有的动物实验都在麻醉下进行。实验中,所有动物扫描前禁食水6小时。选择浓度分别为270（mg I/ml）、320（mg I/ml）、350（mg I/ml）的碘克沙醇对比剂,粘度分别为5.7 m Pa·s,11.1 m Pa·s,17.3 m Pa·s。2.对比剂粘度对正常家兔肾脏的影响:63只健康雄性家兔,在无任何干预措施下处死3只,获得正常右肾组织。其余60只随机分成4组,对照组（生理盐水）、低粘度组、中粘度组和高粘度组。注射对比剂前,对各组家兔进行BOLD、DWI、DTI-MRI基线扫描。实验组分别注射低粘度、中粘度和高粘度碘克沙醇,对照组注射相同体积的生理盐水。注射对比剂或生理盐水后2小时（2h）、1天（1d）、2天（2d）、3天（3d）、7天（7d）,分别进行BOLD、DWI、DTI-MRI扫描,主要观察肾脏皮质（OM）、外髓外带（OSOM）、外髓内带（ISOM）及内髓（IM）的功能磁共振参数R2*、ADC和FA值的变化。注射后每个时间点处死3只家兔,取出右肾行病理染色及免疫组化检测。3.对比剂粘度对糖尿病肾病家兔的肾脏的影响:63只健康雄性新西兰家兔,建立II型糖尿病肾病模型。先饮食诱发胰岛素抵抗,在适应性喂养2周后,应用ALX（四氧嘧啶）破坏家兔胰岛细胞。12周后采家兔血液进行生化检查,当血糖≥16mmol/L,总胆固醇>5.2mmol/L,甘油三酯>1.8mmol/L,血肌酐>140μmol/L,尿素氮>7.2μmol/L,视为造模成功。诱导为II型糖尿病肾病的雄性家兔,在无任何干预措施下处死3只,获得右肾组织。其余60只随机分成4组,分别为生理盐水组,低粘度组、中粘度组、高粘度组。余下步骤同1正常家兔组。4.水化及阿托伐他汀对对比剂糖尿病肾病家兔肾损伤的预防研究:81只诱导为II型糖尿病肾病的家兔随机分为三组,分别为水化组,阿托伐他汀组,水化与阿托伐他汀联合组,分别在注射对比剂前给予水化、阿托伐他汀及联合处置。每组又分为3个亚组,即低粘度组,中粘度组及高粘度组。各亚组的对照组为第一部分肾病家兔中的各粘度组,磁共振扫描方案同2。5.磁共振扫描及后处理:GE-3.0临床磁共振扫描仪（Twin Speed scanner,General Electric Medical Systems,Milwaukee,WI,USA）,心脏线圈。麻醉后家兔取仰卧位,头先进,扫描右肾正中冠状位及其前后相邻的两层图像。GEadw4.4工作站进行后处理,从右侧肾脏选择感兴趣区（ROI）,包括肾皮质（OM）,外髓外带（OSOM）,外髓内带（ISOM）、内髓（IM）,分别测量R2*值,ADC,FA值,并对数据进行统计分析。6.组织学分析:常规脱水,石蜡包埋。切片,石蜡切片常规脱蜡,苏木素染色,蒸馏水冲洗,1%盐酸酒精（分化）,蒸馏水冲洗,伊红染色脱水,透明,封片。观察家兔对比剂注射后肾小管上皮细胞胞浆空泡形成、管腔内碎屑积聚和管腔扩张,并对每种病理表现进行半定量评分。7.免疫组织化学:采用SP技术检测HIF-1α、AQP-1的表达水平。石蜡常规切片,水化后依次进行微波炉加热抗原修复,3%过氧化氢室温孵育、正常山羊血清封闭、一抗孵育、二抗孵育、辣根过氧化物标记、二氨基联苯胺显色和苏木素复染。观察肾小管上皮细胞胞核中HIF-1α及细胞膜AQP-1的表达情况并评分。8.统计学分析:数据均以均数±标准差表示,统计工具使用SPSS20.0和Graph Pad prism 6.0。对于重复的R2*、ADC和FA功能磁共振参数,符合正态分布时,组间比较采用单因素方差分析,组内比较采用重复测量方差分析;不符合正态分布时,采用Kruskal-Wallis test进行组间分析,采用Friedman test进行组内分析。采用Kruska l-Wallis test对组织学和免疫组化评分进行组间及组内比较。采用Spearman相关分析肾组织损伤评分、免疫组化表达水平与fMRI参数的相关性。统计学差异指标设为P<0.05。结果:1.正常家兔对比剂注射后,肾脏的各解剖带的R2*值均迅速上升,在第1天达到最高,之后逐渐下降并于第7天恢复到基线水平,而对照组盐水注射前后R2*值无明显变化。在2小时、第1天、第2天及第3天,与对照组相比,肾脏各解剖带,R2*值在各粘度组均明显增加,与基线值比均有统计学意义,且对比剂粘度越高,R2*值越大。2.对比剂注射后肾脏的各个解剖带的FA值均下降,在第1天达到最低值,之后逐渐上升并于第7天恢复到基线水平,而对照组各个时间点FA值无明显变化。在2小时、第1天、第2天,各解剖带的FA值与盐水组对比皆有统计学差异。在第1天,对比剂粘度越高,四个解剖带内FA值越小。3.对比剂注射后肾脏的四个解剖带内的ADC值均迅速下降,在第1天达到最低值,之后上升并逐渐恢复到基线水平,而盐水注射前后ADC无明显变化。第1天时,在肾脏各解剖带,与盐水组相比,ADC在各粘度组均明显降低,且对比剂粘度越高,ADC值越小。4.不同粘度对肾病家兔肾脏的功能磁共振参数影响变化规律同正常家兔趋势,但高粘度组第7天肾脏损伤没有恢复。5.与无干预低粘度组相比,在24h,水化组、阿托伐他汀组及联合组各解剖带R2*值均有所下降,ADC值及FA值升高,且在ISOM,差异有统计学意义。在第1天,阿托伐他汀组各解剖带R2*值较水化组低,FA值及ADC值较水化组高,但差异无统计学意义。在第1天,水化+阿托伐他汀联合组各解剖带R2*较水化及阿托伐他汀组低,FA值及ADC值较另两组高,且差异具有统计学意义。各组各解剖带参数值于第3天恢复。6.与无干预中粘度组相比,在第1天,水化组、阿托伐他汀组及联合组各解剖带R2*值均有所下降,ADC值及FA值升高,且在ISOM,差异有统计学意义。在第1天,阿托伐他汀组各解剖带R2*值较水化组低,FA值及ADC值较水化组高,但差异无统计学意义。在第1天,水化+阿托伐他汀联合组各解剖带R2*较水化及阿托伐他汀组低,FA值及ADC值较另两组高,且差异具有统计学意义。水化组及联合组各解剖带参数值于第3天恢复。阿托伐他汀组各解剖带参数值第7天恢复。7.与无干预高粘度组相比,第1天,水化组、阿托伐他汀组及联合组各解剖带R2*值均有所下降,ADC值及FA值升高,且在ISOM,差异有统计学意义。在第1天,阿托伐他汀组各解剖带R2*值较水化组低,FA值及ADC值较水化组高,但差异无统计学意义。在第1天,水化+阿托伐他汀联合组各解剖带R2*值较水化及阿托伐他汀组低,FA值及ADC值较另两组高,且差异具有统计学意义。水化组及联合组各解剖带参数值于第7天恢复。阿托伐他汀组各解剖带参数值第7天未恢复。8.组织学分析仅在CO、OSOM和ISOM进行。在正常及糖尿病肾病家兔,与盐水组肾组织相比三种对比剂注射后,肾脏三个解剖带内的管状结构均显著扩张,肾脏皮质近端小管上皮细胞内出现空泡,肾脏皮质和外髓外带肾小管管腔内可见大量碎屑堆积,对比剂粘度越高,病理损伤越重。第1天,病理评分最重,正常家兔各组及肾病家兔低粘度组、中粘度组第7天恢复,高粘度组第7天仍未恢复。9.注射对比剂后,肾小管上皮细胞核HIF-1a表达上升,第1天表达最明显,后逐渐恢复,肾病家兔高粘度组第7天没有恢复。10.注射对比剂后,肾小管包膜AQP-1表达下降,第1天降至最低,后逐渐恢复,肾病家兔高粘度组第7天没有恢复。11.外髓内带的R2*值与HIF-1a评分显著相关,P=0.000,r=0.78。外髓内带的ADC值与AQP-1显著相关,P=0.000,r=0.91。结论:1.对于正常及糖尿病肾病的家兔,对比剂碘克沙醇粘度越高,对肾组织造成的损伤及缺氧越重。2.对比剂碘克沙醇注射后,第1天肾脏损伤最重。3.对于糖尿病肾病家兔,注射高粘度对比剂后,对肾脏损伤时间明显延长。4.功能磁共振参数R2*、FA和ADC对于判断肾组织氧含量和反应肾脏病理学变化有重要价值。5.水化和阿托伐他汀对低粘度及中粘度比剂诱导的糖尿病肾病肾脏损伤程度均有减低作用,且他汀作用明显;水化可缩短肾脏损伤恢复时间;二者联合预防效果提高。6.水化和阿托伐他汀联合应用对高粘度对比剂诱导的糖尿病肾病肾脏的损伤有减轻作用,但不会明显缩短恢复时间。