本站小編為你精心準備了主觀認知減退影像學(xué)研究進程參考范文,愿這些范文能點燃您思維的火花,激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
[摘要]阿爾茨海默病(AD)是老年期癡呆的最常見類型。早期診斷AD對于延緩病情進展、改善患者預(yù)后十分重要。目前AD研究熱點已前移到臨床前期,即主觀認知減退(SCD)階段,故采用生物學(xué)標記預(yù)測SCD是否進展為AD十分必要。本文對SCD的影像學(xué)研究進展進行綜述。
[關(guān)鍵詞]認知;阿爾茨海默病;生物學(xué)標記;磁共振成像;正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)
阿爾茨海默病(Alzheimerdisease,AD)是以進行性認知功能障礙和記憶力損害為特征的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。隨著診斷階段前移,主觀認知減退(subjectivecognitivedecline,SCD)的概念被引入。2014年,SCD概念啟動組(SubjectiveCognitiveDeclineInitiative,SCD-I)成立,Jessen等[1]提出SCD概念框架:SCD是患者主訴有記憶障礙而無相應(yīng)客觀臨床表現(xiàn)的階段,可檢測到相關(guān)生物標志物證據(jù),但尚未達到輕度認知障礙(mildcognitiveimpairment,MCI)程度。SCD是最終進展為AD的高危群體,但AD并非是引起主觀認知損害的唯一原因,某些精神疾病或正常老化等均可導(dǎo)致認知損害。AD患者尚未出現(xiàn)認知障礙臨床表現(xiàn)時,生物學(xué)標記即可出現(xiàn)異常。生物學(xué)標記主要分為體液標志物和影像學(xué)生物標志物,其中影像學(xué)生物標志物近年發(fā)展迅速,可檢測β-淀粉樣蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉積,評估神經(jīng)退行性改變,故可用來預(yù)測SCD是否進展為AD。本文對SCD的影像學(xué)研究進展進行綜述。
1MRI
1.1結(jié)構(gòu)MRI(structuralMRI,SMRI)
SMRI可觀察皮質(zhì)萎縮情況。AD患者皮層萎縮具有一定分布特點和發(fā)展規(guī)律,而SCD患者皮質(zhì)萎縮特點與AD具有相似性。SCD患者海馬、內(nèi)嗅皮層、后扣帶回及內(nèi)顳葉等可較正常老年人更早出現(xiàn)萎縮[2],以顳葉為著[3],但是否具有診斷及預(yù)測意義尚存爭議。Cantero等[4]發(fā)現(xiàn)SCD患者海馬CA1區(qū)、CA2區(qū)及齒狀回區(qū)的分子層體積較小,且血漿Aβ42水平較高;但海馬特定區(qū)域體積與血漿Aβ42是否可作為組合標志物還需進一步觀察。既往研究[5]認為神經(jīng)變性晚期杏仁核體積減小,但Schultz等[6]發(fā)現(xiàn)SCD患者皮層萎縮也可發(fā)生于杏仁核,且皮層萎縮患者神經(jīng)心理檢查分數(shù)更易減低。Zanchi等[7]發(fā)現(xiàn)右側(cè)杏仁核(及雙層海馬)體積減小可早于認知下降。
1.2fMRI
1.2.1靜息態(tài)fMRI
靜息態(tài)BOLD自發(fā)性低頻振蕩信號可反映神經(jīng)自發(fā)活動[8]。靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)研究[9]發(fā)現(xiàn),默認網(wǎng)絡(luò)(defaultmodenetwork,DMN)是一組腦區(qū),在執(zhí)行認知任務(wù)時表現(xiàn)為負激活,靜息時存在同步低頻振蕩,與Aβ沉積區(qū)域高度重疊。DMN不同腦區(qū)活動在AD病程中變化各異,前側(cè)及腹側(cè)先增強后下降,而后側(cè)較早出現(xiàn)下降[10]。近年來,fMRI已廣泛被應(yīng)用于AD研究中,但相對較少用于SCD。Wang等[11]發(fā)現(xiàn)SCD患者右側(cè)海馬功能連接下降,程度輕于MCI患者。Edelman等[12]發(fā)現(xiàn)認知正常老年人執(zhí)行海馬記憶任務(wù)時,內(nèi)顳葉激活與Aβ沉積相關(guān),提出AD臨床前期中內(nèi)顳葉激活可能是神經(jīng)變性的早期生物學(xué)標記。
1.2.2任務(wù)態(tài)fMRI
SCD患者腦激活在工作記憶時與正常人無明顯差異,而進行情景記憶再認時其右側(cè)海馬活性減低,同時右背外側(cè)前額葉皮質(zhì)活性增強[13]。在編碼任務(wù)時,SCD患者與正常人均有左側(cè)前額葉皮質(zhì)及小腦激活,且完成任務(wù)的表現(xiàn)無明顯差異,但SCD患者左側(cè)前額葉皮質(zhì)激活強度與任務(wù)表現(xiàn)有關(guān),提示可能存在代償機制[14]。在注意分散任務(wù)時,SCD患者左側(cè)內(nèi)顳葉、雙側(cè)丘腦、后扣帶回和尾狀核激活增強[15]。在跨時決定任務(wù)時,SCD患者可出現(xiàn)延時折扣,即更傾向于選擇即刻獎賞;而正常人傾向選擇未來更多獎賞,可能與額葉前極皮層、右側(cè)島葉皮質(zhì)和扣帶回前部皮質(zhì)激活有關(guān)[16]。上述研究表明,SCD患者執(zhí)行不同認知任務(wù)時腦區(qū)激活表現(xiàn)各異。
1.3擴散成像
1.3.1DTI
DTI由DWI發(fā)展而來,可三維顯示神經(jīng)纖維束改變及走行方向;測量指標包括各向異性分數(shù)(fractionalanisotropy,F(xiàn)A)、平均擴散率(meandiffusivity,MD)、軸向擴散系數(shù)和徑向擴散系數(shù)。研究[17]表明,AD和MCI患者多個部位白質(zhì)纖維束受損,包括胼胝體、扣帶回、海馬旁纖維束、顳葉、頂葉及額葉等腦區(qū)纖維束;而SCD患者內(nèi)嗅皮層、內(nèi)顳葉、海馬旁纖維及后扣帶回白質(zhì)纖維束易受損害[18],且進展為MCI的SCD患者胼胝體、內(nèi)顳葉、內(nèi)嗅皮層、楔前葉及緣上回等部位的纖維束更易受累。SCD在DTI測量指標上主要表現(xiàn)為FA下降、徑向擴散系數(shù)及MD升高。Doan等[19]發(fā)現(xiàn)SCD患者穹窿、鉤狀束、胼胝體和主要感覺運動通路中存在雙向改變,提示白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)在AD進展全程中存在連續(xù)性改變。正常老年人也常出現(xiàn)腦白質(zhì)高信號(whitematterhyperintensities,WMHs),致進展為MCI及AD的風(fēng)險增加。有學(xué)者[20]采用DTI與腦脊液(cerebrospinalfluid,CSF)觀察具有WMHs的SCD及MCI患者,發(fā)現(xiàn)以DTI測量的指標差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,而CSF中Aβ42(+)患者DA、DR和MD值較Aβ42(-)患者更高。還有學(xué)者[21]提出SCD患者腦白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全局及局部效率均明顯下降,且主要集中于雙側(cè)眶額區(qū)及左側(cè)丘腦等腦區(qū)。DTI發(fā)生改變的部位無法與皮層萎縮部位相對應(yīng),提示白質(zhì)纖維束損害的病理生理基礎(chǔ)可能與皮層萎縮不同。此外,有學(xué)者[22]提出DTI比CSF更能預(yù)測認知功能減退,提示DTI可能發(fā)展為獨立預(yù)測AD風(fēng)險的標志物[23]。
1.3.2擴散峰度成像(diffusionkurtosisimaging,DKI)
DKI是基于DTI技術(shù)的延伸,DTI理論前提為水分子擴散呈正態(tài)分布,而DKI可量化非正態(tài)分布水分子擴散,以描繪組織微觀結(jié)構(gòu)。DKI主要參數(shù)包括平均峰度(meankurtosis,MK)、徑向峰度(radialkurtosis,RK)及峰度各向異性(kurtosisanisotrop,KA)。有學(xué)者[24]發(fā)現(xiàn)AD、MCI及正常對照組胼胝體壓部及放射冠MK明顯不同;還有學(xué)者[25]發(fā)現(xiàn),與正常對照組相比,AD患者胼胝體膝部、扣帶束,顳葉及額葉體素數(shù)量在MK上高于FA及MD,提示MK較FA和MD更敏感。Gong等[26]發(fā)現(xiàn)早期MCI患者深部灰質(zhì)有大量異常MK區(qū)域,提示MK可作為補充指標,用于檢測深部灰質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)變化。
1.4動脈自旋標記(arterialspinlabeling,ASL)
ASL可無創(chuàng)測量腦血流,無需注射對比劑即可獲得血流絕對值,可重復(fù)性較好。采用3DASL測量的腦血流量值有助于檢測AD前驅(qū)期功能變化,可作為提示AD嚴重程度的標志[27]。Collij等[28]發(fā)現(xiàn),ASL灌注圖基于多元模式分析的方法鑒別SCD與AD的準確率較高,但鑒別SCD與MCI的準確率較低。對于ASL診斷SCD的價值尚需進一步觀察。
2PET
18F-FDGPET可通過測定腦葡萄糖代謝率而反映腦功能變化。目前對于SCD患者18F-FDGPET代謝變化尚無定論。Scheef等[29]發(fā)現(xiàn)SCD患者右側(cè)楔前葉表現(xiàn)為低代謝,同時右側(cè)內(nèi)顳葉為高代謝。Ewers等[30]提出內(nèi)顳葉和頂葉低代謝可較準確地預(yù)測正常老年人是否進展為AD。還有學(xué)者[29,31]發(fā)現(xiàn),SCD患者縱向記憶力下降與右側(cè)楔前葉葡萄糖代謝減低在基線水平相關(guān)。Jeong等[32]發(fā)現(xiàn)SCD患者左側(cè)顳上回、右側(cè)扣帶回、左側(cè)海馬旁回、右側(cè)舌回及右側(cè)角回早期代謝易下降,執(zhí)行功能變化與右側(cè)扣帶回后部代謝率呈正相關(guān)。11C-匹茨堡化合物(11C-PIB)PET可用于顯示Aβ沉積。認知功能正常的記憶門診患者Aβ沉積高于正常健康對照組[33]。與18F-FDGPET與臨床癥狀相關(guān)不同,11C-PIB可于臨床癥狀出現(xiàn)前達到平臺期,沉積量與臨床癥狀嚴重程度不一定相關(guān)。SCD患者Aβ沉積與特定區(qū)域皮質(zhì)萎縮相關(guān),而正常人無此相關(guān)性[34]。Dore等[3]提出Aβ沉積并非正常過程,伴Aβ沉積的老年人海馬及顳葉皮層萎縮較不伴Aβ沉積的老年人更快。有學(xué)者[35]發(fā)現(xiàn),伴有Aβ沉積的受試者主訴常有認知功能下降。此外,半量淀粉樣蛋白PET比CSF標志物更能指導(dǎo)AD分級及預(yù)后判斷,其標準化攝取率(standardiseduptakevalueratio,SUVr)可作為確定認知程度的獨立因素[36]。既往研究通常認為Aβ沉積是導(dǎo)致AD的重要原因[37],而Kumar等[38-39]提出Aβ是一種對腦細胞具有保護作用的抗菌肽,為Aβ的研究提出了新方向。TauPET與CSF標志物檢查的一致性較高[40],且TauPET可監(jiān)測AD病理進展程度[41]。有學(xué)者[42]發(fā)現(xiàn)正常老年人無論是否伴有有Aβ沉積,其顳葉均易出現(xiàn)Tau聚集。目前關(guān)于TauPET與SCD相關(guān)性的研究較少見,SCD患者腦內(nèi)Tau聚集是否較正常老人更多還有待進一步證實。
3展望
SCD亞臨床特征于個體水平較難發(fā)現(xiàn)[43]。SCD自身表現(xiàn)具有異質(zhì)性,國內(nèi)外研究的入組標準及診斷也具有異質(zhì)性,可能導(dǎo)致研究結(jié)果差異及偏倚。統(tǒng)一入組標準和診斷標準,建立大樣本多中心研究和數(shù)據(jù)庫十分必要。近年來,AD神經(jīng)影像學(xué)計劃已取得許多重要突破,可推動未來AD大樣本多中心研究。此外,中國人群的腦成像與西方腦圖譜存在差異,國內(nèi)AD影像學(xué)研究采用中國人3D結(jié)構(gòu)腦圖譜(Chinese2020)[44],可獲得更準確的結(jié)果。隨著大數(shù)據(jù)時代來臨,多元模式分析(multivariatepatternanalysis,MVPA)用途廣泛,其中,支持向量機是AD研究中較常用的MVPA方法,且多項研究[45-46]表明支持向量機診斷及鑒別AD的準確率較高。Peter等[2]提出多元模式識別可敏感、有效鑒別SCD;Collij等[28]基于多元模式分析表明ASL灌注圖可用于鑒別SCD與AD。另有研究[47]認為老年患者主觀認知下降與抑郁癥狀相關(guān),而與客觀認知無關(guān),故對于SCD的研究須排除抑郁因素的干擾,并通過隨訪加以證實。
作者:樊響1,2;趙志蓮1,2;齊志剛1,2;李坤成1,2 單位:1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科,2.磁共振成像腦信息學(xué)北京市重點實驗室