发布:2026-10-25 浏览:132 次
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1. 引言
路易体痴呆是包含路易体痴呆(DLB)和帕金森病痴呆的一个总称。这些疾病共同构成65岁以上人群中第二常见的神经退行性痴呆,造成显著的发病率和医疗负担。其特征为影响视空间、执行和注意功能的痴呆,以及至少两种运动帕金森症状、视幻觉、认知波动和快速眼动(REM)睡眠行为障碍。当痴呆先于运动帕金森症状出现或在运动症状出现后一年内发生时,诊断为路易体痴呆。然而,如果痴呆在运动症状出现后一年以上才发展,则被视为帕金森病痴呆。
除了共同的症状学外,路易体痴呆和帕金森病痴呆均以含有α-突触核蛋白的路易小体以及β-淀粉样蛋白和tau蛋白共病理为特征。一个长期存在的问题是这两种疾病是否具有不同的潜在神经生物学过程。直到最近,这仍难以解决,因为神经病理学检查大多局限于终末期疾病。神经影像学也受到限制,因为传统方法主要检查灰质体积或厚度。即使在相对较大的研究中,这些指标也与临床症状没有强关联,并且路易体痴呆和帕金森病痴呆之间的差异也不一致。一些研究显示路易体痴呆的萎缩比帕金森病痴呆更严重,而另一些研究则显示两种疾病之间的萎缩模式没有差异。
相反,对组织成分变化(而非体积和厚度)敏感的成像技术可能对路易体痴呆和帕金森病痴呆之间的任何差异更敏感,并且与临床严重程度相关。
一种有前景的方法是定量磁化率成像,这是一种计算脑组织磁化率的磁共振成像技术。这反映了脑组织成分,包括铁含量,这与帕金森病痴呆和路易体痴呆相关,因为过量的铁与α-突触核蛋白相互作用并触发病理性聚集,并通过产生自由基引起直接毒性。除了脑组织铁之外,定量磁化率成像值的差异还反映了其他金属离子(如钙和铜)的变化以及髓鞘含量的变化。
此研究先前已表明,在无痴呆的帕金森病患者中,定量磁化率成像值与认知严重程度相关,并且区域定量磁化率成像值可预测帕金森病未来的认知和运动严重程度。目前尚无直接比较路易体痴呆与帕金森病痴呆或联合的路易体痴呆组与认知正常帕金森病之间定量磁化率成像的报道。然而,在一项仅检查路易体痴呆黑质的研究中,发现路易体痴呆患者的定量磁化率成像值高于路易体轻度认知障碍患者以及与快速眼动睡眠行为障碍患者相比(并与患有快速眼动睡眠行为障碍的人群进行比较)。
此研究使用定量磁化率成像比较路易体痴呆患者与认知正常帕金森病患者以及路易体痴呆亚型(路易体痴呆与帕金森病痴呆)之间的脑组织成分。此研究预测,由于整体疾病严重程度更高,路易体痴呆患者的定量磁化率成像值(反映更改变的组织成分)高于认知正常帕金森病患者。此研究预期路易体痴呆的改变比帕金森病痴呆更显著,原因是路易体痴呆中的β-淀粉样蛋白病理水平高于帕金森病痴呆。基于此研究先前在帕金森病中的发现,此研究还假设在所有疾病组中,定量磁化率成像值升高与较差的认知和运动表现相关。
2. 方法
参与者
参与者于2017年至2023年间从伦敦国立神经病学和神经外科医院及其附属诊所的帕金森病和路易体痴呆门诊招募。对照组从患者配偶和大学数据库中招募;共纳入189名参与者,包括86名认知未受损的帕金森病患者、66名路易体痴呆患者(45例路易体痴呆,21例帕金森病痴呆)和37名未患病对照组。纳入标准为:在各自诊断后10年内诊断为路易体痴呆、帕金森病痴呆或帕金森病,年龄49-81岁。路易体痴呆诊断采用路易体痴呆联盟标准;帕金森病痴呆诊断采用运动障碍学会帕金森病痴呆诊断标准;帕金森病诊断采用Queen Square脑库标准;知情同意能力是纳入的要求。排除标准为混杂的神经或精神疾病以及任何磁共振成像禁忌症。所有参与者均由神经科医生评估以确定路易体痴呆、帕金森病痴呆或帕金森病认知正常的诊断以及知情同意能力。所有参与者均签署书面知情同意书,研究获得Queen Square研究伦理委员会批准。
临床评估
所有参与者在其常规用药期间接受了详细的临床评估,并计算了左旋多巴等效日剂量。使用经过验证的问卷(包括MDS统一帕金森病评定量表)获取疾病特异性指标,该量表测量运动和非运动领域。使用该量表的第三部分评估运动功能,总分是第一部分至第四部分的得分总和。
详细的神经心理学评估包括作为全局测量指标的蒙特利尔认知评估;以及如前所述,每个认知领域的测试。这些测试分数(Stroop颜色、Hooper视觉组织、单词识别、言语流畅性类别和字母、MoCA)也被合并为一个综合认知评分,使用如前所述的每个测量指标的平均Z分数。
磁共振成像采集
参与者在Siemens Prisma-fit 3T磁共振系统上使用64通道线圈进行磁共振成像扫描。采集T1加权磁化准备3D快速梯度回波解剖图像,参数如下:反转时间 = 1100 ms,第一回波时间 = 3.34 ms,重复时间 = 2530 ms,翻转角 = 7°,带宽 = 200 Hz/像素,分辨率 = 1×1×1 mm,矩阵大小 = 256×256×176,采集时间6分3秒。用于定量磁化率成像的磁敏感加权图像使用3D流动补偿扰相梯度回波序列采集,参数如下:TE = 18 ms,TR = 25 ms,翻转角 = 12°,带宽 = 110 Hz/像素,分辨率 = 1×1×1 mm,矩阵大小 = 204×224×160,采集时间5分41秒。两个序列均启用了速率2×1并行采集(GRAPPA)。
定量磁化率成像重建
定量磁化率成像重建如前所述进行。简要而言,使用快速开源最小生成树算法对定量磁化率成像相位数据进行解缠,并使用脑提取工具从幅度图像计算脑掩膜。使用拉普拉斯边界值提取后进行3D多项式残差拟合去除背景场。使用多尺度偶极子反演生成磁化率图。所有图像处理均使用MATLAB完成。该流程此前已针对这些采集参数和疾病队列进行了优化,三个代表性路易体痴呆受试者的高质量磁化率图见补充图1。使用所有参与者的T1加权图像创建研究范围模板,并使用高级归一化工具将定量磁化率成像图像转换到该空间,如前所述。
体素水平定量磁化率成像分析
使用绝对值定量磁化率成像值在整个大脑中进行体素水平定量磁化率成像分析,如先前所进行的那样。这是必需的,因为在此类体素水平分析中为校正配准不准确性和改善统计条件所必需的平滑核可能将相邻的正负值(在带符号的定量磁化率成像数据中常见)坍缩为零。使用绝对值定量磁化率成像有助于避免此问题,同时使值更易于与R2*的正性质进行比较。感兴趣区域分析不需要平滑,因此使用原始的带符号定量磁化率成像值进行。使用3D高斯核进行空间平滑,然后进行平滑补偿。使用FSL Randomise进行置换分析,采用无阈值团块增强,进行10,000次置换以识别显著团块,并在族系错误校正(FWE)P < 0.05阈值下报告。进行分析比较路易体痴呆、帕金森病认知正常和对照组之间的差异,以及路易体痴呆与帕金森病痴呆之间的差异,校正年龄和性别。二次分析分别比较路易体痴呆和帕金森病痴呆与帕金森病认知正常和对照组。以总脑体积作为额外协变量重新运行分析以控制萎缩。总脑体积定义为由SPM分割功能估计的灰质和白质分数的总体积。进一步运行分析以检验体素水平平滑绝对值定量磁化率成像值与临床测量之间的关联,校正年龄和性别。分析后,将平滑的定量磁化率成像模板和统计图转换到MNI152空间以供显示。
感兴趣区域定量磁化率成像分析
进行感兴趣区域分析以比较特定区域中定量磁化率成像值的组间差异,并检验区域定量磁化率成像值与临床测量之间的关联。由于现有使用定量磁化率成像在路易体痴呆中的研究仅限于单一研究,此研究选择了在帕金森病和阿尔茨海默病中发现定量磁化率成像与认知和运动严重程度相关的区域。此研究的感兴趣区域选择也参考了使用传统萎缩测量方法在路易体痴呆中的研究结果,因为萎缩是神经元丢失的测量指标,可能发生在细胞铁稳态失调的下游。具体来说,此研究选择了Meynert基底核、苍白球、尾状核、壳核、黑质网状部、黑质致密部、丘脑、海马、岛叶、内侧眶额叶、顶上小叶和外侧枕叶皮层。在双侧感兴趣区域中计算平均带符号未经平滑的定量磁化率成像值。由于全脑体素水平分析使用绝对值定量磁化率成像,使用带符号定量磁化率成像进行感兴趣区域分析可以一定程度上指示抗磁性和顺磁性磁化率源对结果的贡献。使用t检验检查半球间差异;然后将感兴趣区域均值跨半球平均。
此研究使用方差分析检验感兴趣区域内定量磁化率成像值的组间差异,校正年龄和性别,并使用FDR校正多重比较。此研究报告完全校正后的发现,同时也为完整起见报告未校正的发现。在观察到显著F统计量之处,使用事后成对比较(使用Tukey诚实显著差异校正)来探讨特定的组间差异。适当时,呈现感兴趣区域平均定量磁化率成像值的中位数和四分位距。使用线性回归检验带符号感兴趣区域平均定量磁化率成像值与运动和认知严重程度之间的关系,校正年龄和性别,并在比较间进行FDR校正。感兴趣区域分析在R中进行。尽管由于体素级分析具有极高的维度,此研究选择在其采用标准少量校正,但对于维度低得多的、此研究先前预期有涉及的感兴趣区分析,此研究采用了不太保守的FDR校正。
为了将此研究的结果与Chen等人的研究(这是唯一先前报道路易体痴呆定量磁化率成像值的研究)进行比较,此研究还从整个黑质(结合SNpc和SNpr)中提取了平均定量磁化率成像值,并使用t检验评估了研究间差异。
基于体素的形态学测量
为了比较定量磁化率成像检测组间差异的敏感性与基于萎缩的神经影像测量,并进一步研究萎缩可能在多大程度上混淆定量磁化率成像,此研究进行了基于体素的形态学测量分析 (VBM) 。使用SPM12分割T1加权图像。使用通过指数化李代数微分同胚解剖配准工具包为整个研究人群推导出人群模板,采用8 mm半高全宽高斯平滑核。使用FSL Randomise评估体素水平灰质概率图,采用无阈值团块增强,进行10,000次置换以识别显著团块,PFWE < 0.05。使用双样本t检验进行组间比较。运行回归分析以检验体素水平灰质概率与临床测量之间的关联,临床测量包括考虑五个认知领域详细神经心理学测试的复合认知评分。所有分析均校正年龄、性别和颅内总体积。显著团块(范围阈值 > 100 体素)使用哈佛-牛津皮层结构图谱进行标记。
附加统计分析
使用双尾Welch t检验或Mann-Whitney-Wilcoxon检验(对于非正态分布数据)比较组间人口学和临床测量。当比较三组时,由于数据非正态分布,使用Kruskal-Wallis检验,随后使用Dunn检验进行事后成对分析,采用Bonferroni校正。使用线性回归检验临床变量之间的关系。P < 0.05(经Bonferroni校正多重比较)被接受为统计显著性的阈值。
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3. 结果
此研究共纳入189名参与者:66例路易体痴呆(45例路易体痴呆,21例帕金森病痴呆)、86例帕金森病认知正常和37例对照组。路易体痴呆患者年龄更大、男性比例更高、受教育程度低于对照组和帕金森病认知正常组。路易体痴呆和帕金森病认知正常之间的病程无差异。路易体痴呆和帕金森病痴呆在年龄、性别或教育程度上无差异。路易体痴呆和帕金森病痴呆之间痴呆病程无差异,但帕金森病痴呆患者在痴呆诊断前因帕金森病而总病程更长。如预期,与帕金森病认知正常和对照组相比,路易体痴呆患者的认知功能更差。他们的整体疾病严重程度和运动严重程度也更高。此研究未发现帕金森病痴呆与路易体痴呆在认知测量上有显著差异,但帕金森病痴呆患者的运动和整体疾病严重程度高于路易体痴呆。人口学和临床信息见表1。
路易体痴呆及路易体痴呆亚型之间的体素水平定量磁化率成像
此研究发现,与对照组和帕金森病认知正常相比,路易体痴呆患者的多个脑区绝对值定量磁化率成像值增加(PFWE < 0.05)。对于这两种比较,涉及的脑区包括双侧额上回、双侧内侧颞叶、左侧颞上回、右侧中央前回和左侧小脑皮层(图1A和B)。在对照组和帕金森病认知正常与路易体痴呆的比较中,没有发现绝对值定量磁化率成像值增加的脑区。
对于帕金森病痴呆与路易体痴呆的比较,此研究发现了广泛的定量磁化率成像值增加,差异出现在双侧小脑、海马、右侧杏仁核、左侧黑质网状部、左侧额叶、左侧中央前回、左侧旁中央小叶和左侧楔前叶(PFWE < 0.05)(图1C)。没有观察到反向关系的脑区。
此研究进行了使用总脑体积校正(TBV)萎缩的二次分析,以检验这是否驱动了观察到的组间差异。即使使用总脑体积校正,此研究仍然观察到路易体痴呆和帕金森病痴呆中定量磁化率成像值的增加(图2和补充图3)。路易体痴呆与对照组之间的差异更大,但路易体痴呆与帕金森病认知正常以及帕金森病痴呆与路易体痴呆之间的差异较小。
路易体痴呆中体素水平定量磁化率成像与临床测量之间的关系
此研究在路易体痴呆患者的多个脑区发现绝对值定量磁化率成像值与疾病严重程度之间存在显著正相关。这意味着在MDS-UPDRS评分较高的受试者中发现较高的绝对值定量磁化率成像值。这些相关性出现在右侧丘脑、左侧苍白球、双侧黑质网状部和黑质致密部、双侧额中回、颞叶和外侧枕叶、右侧中央前回和额上回等区域(图3A;PFWE < 0.05)。此研究还在双侧额上回、右侧岛叶和右侧额中叶发现绝对值定量磁化率成像值与运动严重程度之间存在显著正相关(图3B;PFWE < 0.05)。这些关系也在路易体痴呆中发现(图3C和D;PFWE < 0.05),但在帕金森病痴呆中未发现。此研究在任何组中均未发现绝对值定量磁化率成像值与认知测量之间存在显著的体素水平关联。
帕金森病和路易体痴呆亚型中的感兴趣区域定量磁化率成像差异
在感兴趣区域分析中,此研究在四个区域发现定量磁化率成像值的组间差异,但只有黑质网状部和岛叶在多重比较校正后仍然显著(见图4)。具体而言,对于黑质网状部,此研究发现帕金森病痴呆与对照组比较时定量磁化率成像值增加[帕金森病痴呆中位数 = 0.065 (IQR = 0.036);对照组中位数= 0.038 (IQR = 0.025);Tukey PHSD = 0.00015]。类似地,此研究发现帕金森病痴呆与帕金森病认知正常比较时也增加[帕金森病认知正常中位数 = 0.046 (IQR = 0.034), PHSD = 0.029],以及帕金森病痴呆与路易体痴呆比较时增加[路易体痴呆中位数 = 0.035 (IQR = 0.031); PHSD = 0.0011] (图4A,表2)。方差分析显示黑质致密部、壳核和岛叶存在组间差异,但在校正后不显著(图4B、C;表2)。
在岛叶中,此研究发现与帕金森病痴呆相比,帕金森病认知正常的QSM值显著更高[帕金森病痴呆均值 = −0.0041 (SD = 0.0046), 帕金森病痴呆均值 = 0.0041 (SD = 0.0063); diff = 0.0040; Tukey PHSD = 0.00070];以及与路易体痴呆相比,帕金森病痴呆的QSM值显著更高[路易体痴呆均值 = 0.0061 (SD = 0.0041); diff = 0.0020; Tukey PHSD= 0.048](图4D和表2)。
感兴趣区域定量磁化率成像值与临床测量之间的关系
此研究在路易体痴呆中发现整体疾病严重程度与黑质网状部感兴趣区域平均带符号定量磁化率成像值之间显著正相关(β = 336.72;PFDR = 0.010)(图5A)。在该组中,此研究还发现运动严重程度与黑质网状部感兴趣区域平均带符号定量磁化率成像值之间存在正相关,但未达到显著性(β = 159.45;PFDR = 0.08)。在帕金森病痴呆患者中,疾病严重程度也与定量磁化率成像值正相关,但仅在顶上小叶皮层(β = 1907.35;PFDR = 0.03)(图5B)。两名帕金森病痴呆参与者的平均定量磁化率成像值为离群值,分别为-0.014(<中位数 - 1.5 × IQR)和0.028(>中位数 + 1.5 × IQR)。此研究排除了这两名参与者后重新进行回归分析,发现更高的QSM值与更严重的疾病严重程度之间的关系甚至更强[β = 4431.69; 标准误(SE) = 1467.59; t = 3.02; P = 0.0086]。此研究未发现路易体痴呆、PDD或DLB中临床测量指标与区域平均带符号QSM值之间存在任何其他显著关联(路易体痴呆中ROI与临床测量指标的关联见补充表2,DLB见补充表3,PDD见补充表4)。
路易体痴呆定量磁化率成像值与先前报道值的比较
此研究的结果与先前报道的路易体痴呆定量磁化率成像研究没有差异。此研究发现整个黑质的定量磁化率成像值在各项研究中相互一致,并且在多重比较校正后未发现研究间组间差异。
基于体素的形态学测量
比较路易体痴呆与对照组的基于体素的形态学测量显示,路易体痴呆在左侧海马旁回和额中回以及右侧颞下回、中央前回和楔前叶存在显著体积损失 (PFWE < 0.05)。此研究还发现路易体痴呆与对照组相比,双侧海马旁回、双侧颞下回和左侧颞极存在体积损失;帕金森病痴呆与对照组相比,右侧中央前回、左侧额中回、右侧距状沟内和右侧额上回存在体积损失;路易体痴呆与帕金森病认知正常相比,双侧海马旁回、左侧颞下回和颞极以及右侧岛叶皮层存在体积损失 (PFWE < 0.05)。此研究还发现路易体痴呆与帕金森病认知正常相比,左侧海马旁回存在体积损失;帕金森病痴呆与帕金森病认知正常相比,双侧小脑、左侧顶叶岛盖皮层和右侧中央前回存在体积损失 (PFWE < 0.05)。此研究未发现路易体痴呆与帕金森病痴呆之间存在任何显著的基于体素的形态学测量差异。区域基于体素的形态学测量组间差异的完整列表见补充表7。
此研究发现路易体痴呆中萎缩与认知严重程度之间存在广泛关联,在双侧小脑和扣带回、左侧颞中回和颞上回、左侧中央前回以及右侧角回和缘上回和右侧外侧枕叶皮层中,发现随着认知严重程度增加,萎缩增加 (PFWE < 0.05)。此研究还发现随着疾病严重程度评分增加,双侧小脑和左侧枕叶梭状回中萎缩增加(PFWE < 0.05)。在帕金森病痴呆中,此研究未发现与MDS-UPDRS的关联,尽管发现随着认知严重程度增加,双侧颞梭状皮层和顶上小叶、左侧角回、缘上回、中央前回和颞中回、左侧中央岛盖皮层、右侧眶额和旁扣带回皮层以及右侧颞极中萎缩增加(PFWE < 0.05)。最后,在路易体痴呆中,此研究发现随着认知严重程度增加,右侧小脑中萎缩增加,但未发现与疾病严重程度的关联(PFWE < 0.05)。区域基于体素的形态学测量回归分析的完整列表见补充表8。
4.讨论
此研究使用定量磁化率成像来检查路易体痴呆以及路易体痴呆亚型之间脑磁化率的差异。通过全脑体素水平分析,此研究发现路易体痴呆与帕金森病认知正常和对照组之间的定量磁化率成像值存在显著差异。当比较路易体痴呆亚型时,此研究发现帕金森病痴呆与路易体痴呆相比存在广泛的定量磁化率成像值增加。在校正萎缩后这些差异仍然存在,并且使用更传统的基于体素的形态学测量比较脑容量时,此研究未发现这些组之间存在类似差异。此研究还显示在路易体痴呆的几个皮层区域中,定量磁化率成像值增加与更大的疾病严重程度相关,表明定量磁化率成像可能作为路易体痴呆疾病活动的神经影像标志物具有潜力。
此研究在路易体痴呆中发现的广泛皮层定量磁化率成像值改变与广泛皮层路易相关积聚和阿尔茨海默病理的神经病理学发现一致。尽管以前使用体积或皮层厚度测量在路易体痴呆中检测到皮层萎缩,但这些在不同研究中通常不一致。此研究中看到的定量磁化率成像值在路易体痴呆与其他组相比的广泛增加表明,对组织成分和微结构变化敏感的神经影像测量,而非体积或厚度的差异,可能是区分路易体痴呆亚型更有效的测量方法。
此研究还显示了定量磁化率成像值与使用MDS-UPDRS总分测量的整体疾病严重程度之间存在明确的正相关关系,但定量磁化率成像值与认知表现无关。相反,虽然此研究未发现广泛萎缩与整体疾病严重程度相关,但通过基于体素的形态学测量测量,此研究确实发现路易体痴呆中萎缩与认知严重程度之间存在广泛关联。先前在帕金森病中检查定量磁化率成像的研究,包括此研究自己的研究,已显示定量磁化率成像值与帕金森病的认知和运动严重程度相关。然而,此研究先前未发现帕金森病中萎缩与认知之间存在同时关联。路易体痴呆中定量磁化率成像与认知之间缺乏关联可能有几个原因。先前显示这种关系的工作仅在早期阶段,即在无痴呆的帕金森病中,并且更高的定量磁化率成像值可能是与认知障碍相关的早期变化的更好指标。在已有痴呆的路易体痴呆患者中,认知的额外变化可能比定量磁化率成像更好的测量来解释。在疾病晚期,共病理的可能性也更高。目前尚不清楚这个疾病晚期的组织变化组合如何对定量磁化率成像提供的每个体素的单一整体磁化率测量做出贡献。额外的测量可能有助于区分这些组织变化。
虽然结合在铁蛋白大分子中的铁增加是对顺磁性组织磁化率的最大贡献者,但同一组织中抗磁性磁化率贡献的同时增加可能导致使用定量磁化率成像测量的净磁化率没有增加。例如,在路易体疾病中也观察到抗磁性金属如铜、镁和钙的增加,而病理蛋白由于含有大量配对电子,预期也会有抗磁性磁化率贡献,这些因素共同可能降低整体定量磁化率成像值,即使在铁蛋白水平增加的体素中也是如此。此外,过量组织铁产生的神经毒性活性氧可能降解铁蛋白,这可能降低测量的磁化率值。磁化率也被证明对方向的微结构变化敏感。然而,定量磁化率成像值与整体疾病严重程度强烈相关的观察结果确实表明,它作为组织受累的测量具有相关性。这些结果还表明,虽然在早期帕金森病中定量磁化率成像与认知严重程度的关联比萎缩更强,但在晚期疾病中,萎缩是比定量磁化率成像更好的认知严重程度生物标志物。
先前研究发现帕金森病痴呆和路易体痴呆患者的后部和顶叶区域灰质减少。类似地,此研究在右侧楔前叶发现体积减少。此外,此研究在基于体素的形态学测量分析中发现萎缩变化与认知严重程度之间的相关性。然而,此研究在路易体痴呆的定量磁化率成像分析中未发现后部和顶叶区域的磁化率变化,也未发现任何与认知严重程度相关的变化。有可能定量磁化率成像检测的过程与灰质萎缩检测的过程不同,这反映了两种分析形式所见区域受累的差异。萎缩本身也可能以比总脑体积校正更复杂的方式影响定量磁化率成像值。未来的工作可以更详细地明确研究灰质萎缩与定量磁化率成像值之间的关系。
此研究发现在帕金森病痴呆中,即使在萎缩校正后,皮层定量磁化率成像值的增加也比路易体痴呆更广泛。这与此研究的预测相反——基于显示路易体痴呆中β-淀粉样蛋白积聚水平高于帕金森病痴呆的研究,此研究曾预测路易体痴呆患者的定量磁化率成像值会高于帕金森病痴呆。这一发现可能是由于抽样效应,特别是在此研究的帕金森病痴呆或路易体痴呆队列中的特定差异,并且需要在患者数量更大的研究中重复。路易体痴呆中较低的定量磁化率成像值也可能反映了路易体痴呆与帕金森病痴呆之间具有不同抗磁性特性的皮层蛋白积聚的差异。
此研究的感兴趣区域分析显示,在帕金森病痴呆中,与帕金森病认知正常相比,黑质网状部的定量磁化率成像值增加,并且与对照组相比,帕金森病痴呆的定量磁化率成像值甚至更高,同时黑质网状部中定量磁化率成像值与疾病严重程度之间呈正相关。这与先前研究显示的帕金森病中黑质定量磁化率成像值增加以及随疾病严重程度增加一致。然而,此研究的感兴趣区域分析使用带符号(而非绝对值)定量磁化率成像值,未显示出此研究在体素水平定量磁化率成像分析中显示的路易体痴呆与对照组或帕金森病相比的弥漫性皮层变化。这种差异可能源于在体素水平分析中,顺磁性和抗磁性源对绝对值定量磁化率成像值的共同贡献。结合在铁蛋白上的铁是磁化率的关键贡献者,并且是顺磁性的。然而,有几种抗磁性贡献影响整体磁化率和定量磁化率成像值。这些包括某些氧化态的金属如钙、镁和铜。抗磁性源还包括髓鞘,在帕金森病的某些皮层区域髓鞘可能增加。病理蛋白如α-突触核蛋白、β-淀粉样蛋白和tau蛋白也可能是抗磁性的。
此工作存在一些局限性。这里报告的定量磁化率成像值反映了来自顺磁性和抗磁性源的整体磁化率。如果采集具有足够数量回波的数据,有可能区分这些不同的源。这将通过计算分离的顺磁性和抗磁性磁化率图来揭示潜在的源。然而,使用此研究当前的数据集无法做到这一点,并且这种方法仍需要在大型队列中进行验证。
此研究的对照组不是前瞻性收集的,导致帕金森病认知正常和对照组与路易体痴呆之间在年龄和性别上存在差异。尽管此研究在分析中校正了这两个因素,但最好能有人口统计学匹配的组,特别是考虑到年龄对定量磁化率成像值的贡献。
同样,尽管帕金森病痴呆和路易体痴呆在痴呆病程上匹配,但帕金森病痴呆患者的总体病程更长,因为痴呆可能在帕金森病诊断后数年才出现。鉴于帕金森病痴呆和路易体痴呆诊断标准的性质,患者可以按帕金森病总病程或痴呆病程进行匹配。此研究根据痴呆病程进行匹配,因为这更接近患者的临床状况,并且与此处进行的路易体痴呆与帕金森病痴呆之间的比较更相关。未来的研究可以检查按路易体疾病总病程匹配的患者,但这仍然具有挑战性,因为病程与神经病理学和临床严重程度的关联很复杂,一些患者病程较短但临床表型更严重。
此研究的帕金森病痴呆样本尤其较小,这是由于招募的困难。此研究能够找到体素水平和区域定量磁化率成像值的显著组间差异,表明此研究在这方面具有足够的功效。然而,帕金森病痴呆样本太小,无法检测到定量磁化率成像值与疾病严重程度测量之间的显著相关性。
关于此研究的定量磁化率成像采集,共识建议采集多回波而非单回波数据,因为这允许更精确地计算潜在的场偏移,从而产生更准确的磁化率图。此外,应该指出的是,此研究报告发现的一些结构,特别是内侧颞叶结构和岛叶皮层,由于邻近骨、空气和脉管系统,可能特别容易受到非局部磁化率伪影的影响。尽管此研究相信其优化的定量磁化率成像流程和质量控制协议能将这种影响最小化,但解释结果时应牢记这一点。
最后,此研究的发现基于组水平分析,但要应用于临床实践,需要基于个体水平定量磁化率成像测量的信息。
结论
总之,此研究显示,路易体痴呆患者的定量磁化率成像值高于认知正常的帕金森病患者,并且帕金森病痴呆患者的定量磁化率成像值高于路易体痴呆患者。此研究发现定量磁化率成像值随整体疾病严重程度恶化而增加。这些发现见于皮层区域,也见于黑质网状部。此研究的观察结果表明帕金森病痴呆与路易体痴呆具有不同的潜在神经生物学基础,并证明定量磁化率成像可以检测与路易体痴呆疾病严重程度真实世界临床测量相关的脑变化。未来的工作将源分离方法应用于多回波梯度回波磁共振成像数据,可能在路易体痴呆中显示出对临床严重程度更大的敏感性。
参考文献
Bhome R, Thomas GEC, Hannaway N, et al. Quantitative susceptibility mapping reveals differences between subtypes of Lewy body dementia. Brain. 2026;149(3):1058-1069. doi:10.1093/brain/awaf325