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1.引言

唐氏综合征由21三体引起，是最常见的智力障碍遗传病因，约影响每600名新生儿中1名。这是一种神经遗传综合征，其特征是从婴儿期开始出现发育迟缓，儿童期易发生退化，成年期阿尔茨海默病发病率增加。唐氏综合征的神经影像研究主要集中在年龄较大的儿童和成人，一致发现脑体积减少和白质完整性改变与认知和功能挑战相关，甚至在阿尔茨海默病发病之前就已出现。虽然先前对唐氏综合征婴儿的研究已经检查了脑体积，但尚无研究探讨这一早期阶段的白质微结构。

婴儿期是大脑发育的关键时期，特别是白质成熟，其特点是快速髓鞘形成、高度可塑性以及构成脑区间结构连接的神经通路的精细化。就唐氏综合征而言，描绘唐氏综合征婴儿白质的差异可以阐明21三体如何影响大脑和行为发育，同时还能深入了解非典型神经发育轨迹的出现，为解释这些轨迹与认知和功能结局的关系奠定基础，并确定针对唐氏综合征长期认知和适应功能的机制知情干预的最佳窗口。

弥散张量成像是一种磁共振成像技术，模拟组织中水分子的弥散，捕捉由于细胞膜和髓鞘等微结构屏障导致的弥散方向依赖性，从而能够详细绘制白质结构。弥散张量成像在识别白质异常（如纤维完整性改变以及与脱髓鞘和轴突损伤相关的微结构破坏）以及追踪早期大脑发育方面发挥了重要作用。然而，弥散张量成像假设每个体素内只有一个主要的纤维方向，这使得在纤维交叉区域难以解释。神经突方向离散度与密度成像（NODDI）可以应对这一挑战，以获得更细致的白质微结构视图。神经突方向离散度与密度成像是一种弥散磁共振成像技术，将脑组织建模为细胞内、细胞外和脑脊液室的组合，能够量化神经突密度和方向离散度——这两种微结构特性比传统弥散张量成像指标更能特异性地反映潜在的树突和轴突复杂性。表1概述了DTI与 NODDI 参数及其解读方法。

在患有唐氏综合征的儿童和年轻人中，已在关键纤维束中发现了白质微结构异常，通常与结构完整性降低一致，这些纤维束包括下额枕束、下纵束、上纵束、皮质脊髓束和钩束。在此，此研究描述了作为唐氏综合征婴儿脑发育多中心前瞻性研究一部分的在自然睡眠期间扫描的6月龄婴儿的弥散磁共振成像结果。此研究采用传统弥散张量成像以及神经突方向离散度与密度成像，以提供互补指标，从而更清晰地解释存在纤维交叉区域的白质微结构。此研究假设，与年龄较大的唐氏综合征儿童相似，唐氏综合征婴儿会表现出较低的各向异性分数和改变的弥散度，反映了对认知和运动功能至关重要的神经通路的非典型成熟。通过利用先进、全面的神经影像方法，此研究旨在首次尝试描绘唐氏综合征婴儿的白质微结构，这是从最早阶段理解唐氏综合征神经发育的关键一步。

表1DTI与 NODDI 指标概述及其相关生物学解释。

2.方法

2.1.参与者

作为IBIS网络主导的唐氏综合征婴儿脑成像研究的一部分，在唐氏综合征婴儿6个月时收集了神经影像数据。唐氏综合征婴儿经父母报告诊断为完全型21三体。对照婴儿（无唐氏综合征）从IBIS-DS和IBIS早期预测研究中招募，后者是一项针对因有自闭症兄姐而自闭症可能性升高的婴儿的前瞻性研究。在IBIS-DS中招募的对照婴儿没有自闭症或智力障碍病史的兄弟姐妹或一级亲属。来自IBIS-EP研究的对照婴儿在24月龄时根据DSM-5被确认不符合自闭症诊断的临床最佳估计标准。由于此研究的重点是描述唐氏综合征代表性范围的神经发育，招募的唐氏综合征婴儿数量多于对照婴儿，后者作为典型发育参考组。方差齐性分析证实，组间样本量差异不会导致需要额外校正分析的偏倚样本。分析未实施严格的一对一匹配，尽管对照参与者是同时招募的，并在年龄、性别和社会经济状况方面尽可能与唐氏综合征组相似。

所有研究地点均获得了伦理批准，并依赖于圣路易斯华盛顿大学的母机构审查委员会，每位参与者的父母均签署了书面知情同意书。

2.2.磁共振成像采集与预处理

磁共振成像扫描在睡眠期间进行，使用相同的Siemens Prisma 3T扫描仪，配备32通道头部线圈。弥散加权图像以前后和前后相位编码方向采集，每个前后和前后方向采集102个弥散加权图像体积8个b=0，20个b=400，37个b=1500，37个b=3000，TR=3222ms，TE=89.20ms，1.5mm³体素，TA=12分19秒。利用b=400和1500壳层拟合张量指标，而神经突方向离散度与密度成像指标则利用所有壳层进行拟合。

2.3.磁共振成像处理与质量控制

所有原始数据均使用DTIPrep1.2.9进行自动质量控制(QC)，以去除任何质量差的弥散加权图像体积。然后由一名训练有素的评分员使用3D Slicer 5.1.0进行初步视觉质量控制，评估剩余体积的质量，排除任何有明显运动伪影、一致信号丢失或剩余时间点低于预定阈值(70%).的扫描。对于有多序列的参与者，评分员选择质量最高的序列。

在自动和初步视觉质量控制之后QC，剩余时间点数据通过FSL 6.0.3中的topup和eddy_openmp联合校正了磁敏感性、运动和涡流伪影。在同一过程中，在FSL 6.0.3中对剩余的伪影/离群数据进行了校正/插值。作为此过程的一部分，自动生成了脑掩膜用于FSL处理是必需的。自动脑掩膜通过对磁敏感性校正后的平均基线/B0图像应用FSL bet来计算。所有脑掩模均由经过培训的评估人员进行审核和编辑。

最后，由经过培训的评估员使用DMRIPrep 0.5.0软件对校正后的弥散加权成像（DWI）体积数据进行最终视觉质量控制。在最终视觉质量控制阶段，评估员会逐一检查各校正后的DWI体积数据，剔除存在显著运动伪影或信号缺失的体积。同时，评估员根据预期解剖结构、纤维束对称性及主要纤维束完整性对每例扫描的纤维束成像进行评估。仅符合预期纤维束成像特征且梯度保留率>80%的扫描数据通过审核。该步骤还计算了扫描运动量化指标，其定义为因显著伪影及头部运动幅度超过2mm而被排除在视觉质量控制之外的扩散体积总和。

2.4.图谱创建、映射与磁敏感性伪影去除

使用北卡罗来纳大学犹他分校国家医学影像计算联盟DTI框架，构建了针对特定研究的非均匀性、无偏DTI图谱。采用70名受试者的脑掩模扩散张量图像（张量的加权最小二乘估计法）构建图谱。然后，通过非线性、微分同胚的成对配准，将每位受试者的弥散张量成像数据映射至标准图谱空间，同时进行视觉检查以确保配准质量。

在50次扫描中发现了一个影响颞极的AP相位磁敏感性伪影。为从分析中去除伪影，在10个出现伪影的个体弥散加权成像扫描中手动分割包含伪影的区域，创建二值掩膜。然后将该掩膜配准到图谱空间，并在所有受试者的分析中排除这些区域。

2.5.纤维束成像与白质指标提取

白质（WM）微观结构的指标通过扩展版UNC- NAMIC 自动化纤维分析进行提取。纤维束追踪分析采用AutoTract软件完成，该图谱引导型追踪工具通过非线性配准技术预定义图谱纤维标记，继而进行纤维聚类分析，最终在单次扫描中提取解剖学上一致的纤维束，从而生成受试者特异性纤维束。在个体弥散张量成像扫描上于图谱空间中进行追踪。然后由训练有素的编辑者使用3D Slicer 5.1.0进行手动精修，包括根据既定的解剖学定义对所得纤维束进行视觉检查和编辑。所得形变场将图谱纤维映射至个体受试者空间，并在每条纤维束的等距点处提取扩散张量与 NODDI 指标。扩散张量通过Dmriprep软件采用加权最小二乘法进行估算，从估计张量中提取DTI参数——包括各向异性分数（FA）、轴向扩散率（AD）、径向扩散率（RD）及平均扩散率（MD）。NODDI 参数——神经突密度指数（NDI）与方向弥散指数（ODI）——则通过凸优化加速微结构成像技术（AMICO）生成。

对于质量控制，此研究排除了其纤维束特异性各向异性分数剖面(r < 0.70)与人群平均相关性较差的受试者，因为这通常表示弥散张量成像到图谱的配准不理想。最终的纤维束指标通过沿每条纤维束平均相应的弥散参数来计算。

基于既往在较大儿童中的研究结果，我们对双侧6条半球内纤维束（皮质传出前额叶束、CST、 IFOF 、 ILF 、 SLF II和UNC）及3条半球间纤维束（胼胝体CC的顶叶部、压部和被部）进行了检测。半球内神经通路（包括中央运动束CST、 SLF 和上丘脑核UNC）负责运动、语言及记忆功能，这些功能在唐氏综合征患者中均常受损害。例如，CST改变与唐氏综合征（DS）青少年及成人患者运动发育里程碑延迟相关。所选的半球间纤维束（如胼胝体纤维束CC）与该人群的半球间通讯障碍及非典型语言偏侧化存在关联。所有受易感性伪影影响的初级分析纤维束均展示于图1中。

图1. 检查神经束的纤维束追踪成像。

2.6.统计分析

2.6.1.主要分析

对于每条纤维束，采用多变量方差分析 (MANOVA) 比较唐氏综合征组和对照组之间的各向异性分数、径向弥散度、轴向弥散度、神经突密度指数和方向离散指数的平均值。为避免多变量方差分析中与轴向弥散度和径向弥散度的多重共线性，排除了平均弥散度；由于游离水分数对部分容积效应敏感，特别是在靠近脑脊液 (CSF)的纤维束中，因此也将其排除。结果使用Wilks' Lambda和Pillai's Trace报告，后者在样本量不等或轻微违反协方差齐性假设时被认为更稳健。

对于在多变量方差分析中显示显著组间差异的纤维束，进行后续单变量方差分析，以确定两组间显著不同的具体弥散参数。检验了每个方差分析的方法齐性假设，并确认所有弥散张量成像和神经突方向离散度与密度成像指标(p > 0.05)均满足等方差假设。所有分析均以评估日龄、胎龄、性别和扫描运动量化作为协变量。为校正多重比较，对所有检验应用了Bonferroni校正，多变量方差分析 (校正p < 0.003)考虑15次比较，方差分析考虑5次弥散参数比较(校正p < 0.01)。结果部分3.2中报告的方差分析p值均为校正后p值。

2.6.2.次级分析

对于在方差分析中被确定为显著的纤维束，使用弥散张量纤维束统计功能分析工具箱(FADTTSter)进行沿纤维束分析。对于先前方差分析中确定的每个显著弥散指标(FA, RD, AD, NDI, ODI) 进行沿纤维束分析，以更精细地了解纤维束中差异发生的位置。通过视觉和统计学评估结果，以解释弥散属性的区域特异性差异。

2.6.3.探索性分析

进行了全脑探索性分析，检查所有51条纤维束的所有弥散参数(FA, AD, RD, MD, NDI, ODI和 FWF) 。平均弥散度和游离水分数仅在此探索性背景下进行评估，它们与理解白质微结构相关。提供了效应量，未进行多重比较校正，以最大化检测组间潜在差异，从而为未来假设生成提供信息。

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3.结果

3.1.人口学特征

此研究共纳入49例唐氏综合征（DS）婴儿及36例对照组婴儿。两组在性别（χ²=0.43，p=0.51）、评估时日龄（p=0.13）及扫描运动量化指标（p=0.4）方面均未观察到显著差异。DS组婴儿的胎龄（266±9.7天）略低于对照组（273±9天；p=0.004）。DS组婴儿出生时母亲年龄（36.84±4.54岁）亦显著高于对照组（34.19±3.06岁；p=0.005），这与DS发病率随母亲年龄增长而升高的一致性相符。人口统计学特征汇总见表2。

表2按组别分列的受试者人口统计学特征。

3.2.主要分析：不同神经束间扩散参数平均值的方差分析

多变量方差分析（MANOVA）显示，DS组与对照组在胼胝体被盖部、顶叶部分、右侧中央前回（CST）以及双侧颞上回（IFOF）、ILF 、 SLF II区和无上回（UNC）区域均存在显著组间差异。其中左侧 SLF II区（F=9.09，p<0.0001）、右侧 SLF II区（F=7.97，p<0.0001）、左侧 IFOF 区（F=8.23，p<0.0001）及顶叶中央前回（F=6.83，p<0.0001）的统计学差异最为显著。胼胝体压部及双侧皮质离体前额叶束未显示组间差异，左侧中央前回在校正后亦无统计学意义。

在单变量分析中，唐氏综合征婴儿的多个联合束显示出与结构完整性和神经突密度降低一致的模式，表现为各向异性分数和神经突密度指数降低，以及髓鞘形成改变和神经突离散度增加，表现为径向弥散度和方向离散指数升高。

IFOF 尤其显示，唐氏综合征（DS）婴儿在所有四种扩散指标上均出现双侧性降低：FA（左:β=0.00986，p<0.0001；右:β=0.00775，p=0.0005）、 NDI（左:β=0.00529，p=0.012；右:β =0.0065，p=0.0025）、RD（左:β=−0.0000115，p=0.001；右:β=−0.0000168，p=0.001）以及ODI（左:β=−0.00527，p<0.0001；右:β=−0.00584，p=0.02）。

值得注意的是， SLF II组显示FA（左:β=0.0104，p<0.0001；右:β=0.00685，p=0.032）、NDI（左:β=0.00737，p=0.0015；右:β=0.00738，p=0.001）及RD（左:β=−0.0000148，p=0.0005；右:β=−0.00001，p=0.031）均出现双侧降低，但仅DS婴儿的ODI在左侧呈现显著降低（β=−0.00746，p=0.002）。

同样地，北卡罗来纳大学研究显示，唐氏综合征（DS）婴儿的FA值呈现双侧性降低（左图： β=0.00531，p=0.03；右图:β=0.00695，p<0.0001），但仅ODI值在右侧出现显著降低（β=−0.00407，p=0.017）。最后，CC的ILF 部和顶叶部分仅在DS婴儿中显示NDI值降低（左ILF :β=0.00861，p=0.0035；右ILF :β=0.00746，p=0.019；顶叶CC:β=0.006，p=0.017）。

经多重比较校正后，CC的被膜层及右侧CST在多重比较校正后仍未显示显著差异。图2展示了各参数（FA、RD、 NDI 、ODI）存在显著组间差异的纤维束三维模型。图3呈现了显著扩散指标的小提琴图与箱线图。表3详细列出了多元方差分析（MANOVA）中具有显著意义的纤维束方差分析结果。

图2显示各扩散参数存在显著组间差异的神经束3D模型。

表3对DS婴儿与对照组婴儿间显著纤维束中DTI与 NODDI 参数进行单变量方差分析的结果。

3.3.次级分析：沿纤维束差异

此研究对方差分析中发现显著的扩散参数（CC顶叶、IFOF 、SLF II、ILF及UNC）进行了沿纤维束的随访分析，以识别纤维束轨迹上的空间特异性差异。双侧IFOFs的沿纤维束分析显示，纤维束的额叶、颞叶和顶叶部分在 NDI与RD方面存在差异，其中NDI区域的差异最为显著。此外，右侧IFOF的顶叶部分表现出FA差异。双侧SLF II在纤维束延伸至额叶的腹侧段段落中呈现改变，涉及左侧SLF II的NDI与RD以及右侧SLF II的FA。最后，左侧UNC的额叶部分显示出FA差异。图4展示了沿纤维束分布的显著p值。

图3所有神经束中显著扩散指标的小提琴图与箱线图。

图4沿神经束生成的显著p值可视化结果（采用3D Slicer软件生成）。

3.4.探索性全脑分析

对全部51条神经纤维束进行的全脑探索性分析显示，唐氏综合征（DS）婴儿与对照组婴儿在扩散参数上存在显著差异。探索性分析未采用多重比较校正方法。

唐氏综合征（DS）患儿在除双侧视束外所有显著神经束中均表现出较低的FA值，而双侧视束则显示出较高的FA值。MD值在DS患儿中持续升高，例如左侧额顶弓状束（p=0.0049）、左侧 SLF II区（p=0.0022）以及左侧皮质丘脑束的多个区域（运动区：p=0.0003；上部：p=0.0001）。RD值在DS患儿中也较高，但右侧视束除外；AD值仅在扣带左扣带回（CGC）中显著降低，而在左侧穹窿及左侧视辐射等多条神经束中显著升高。AD值的显著p值（未校正）范围为0.0001至0.0451，RD值的显著p值范围为0.0001至0.0457。

唐氏综合征（DS）患儿在所有显著神经束中的 NDI 值均持续偏低。具体表现为：胼胝体（CC）多个区域（躯体部：p<0.0001；运动部：p<0.0001；顶叶部：p=0.0034）、双侧运动皮质丘脑束（p<0.0001）以及右侧皮质丘脑束运动前部（p=0.0012）均呈现显著差异。ODI值在不同神经束间存在差异，部分区域在DS患儿中呈现升高趋势，另一些则出现降低（显著性p值范围从<0.0001至0.049）。FWF 值在所有显著神经束中均低于DS患儿（胼胝体躯体部：p<0.0001；运动性胼胝体：p=0.0005；顶叶部胼胝体：p<0.0001；双侧运动皮质丘脑束：p<0.0001；右侧运动前部皮质丘脑束：p=0.0001），但双侧皮质脊髓束（CST）及扣带回右侧海马区（HCG）除外。

唐氏综合征（DS）婴儿双侧ODI值较低（p<0.0001），这可能对应于该神经束在DS婴儿中白质（WM）微结构的更成熟或更完整保存。

4.讨论

4.1. FA和RD：微结构组织与区域变异性

这是第一项检查唐氏综合征婴儿白质微结构的研究。与无唐氏综合征的对照婴儿相比，多个弥散指标的差异与非典型白质成熟的迹象一致，包括跨多个纤维束的神经突密度、轴突生长和髓鞘形成的区域差异。此研究的发现也与唐氏综合征婴儿半球内纤维束（如双侧下额枕束和上纵束）中 FA降低和RD升高以及钩束中各向异性分数降低所证实的微结构连贯性降低和髓鞘形成障碍一致。这些结果与先前显示从儿童早期到成年期唐氏综合征白质差异的研究一致，并表明在婴儿期观察到的一些微结构差异可能代表了唐氏综合征白质破坏的终身轨迹的早期特征。

4.2. NDI：检测神经突生长中断的更高敏感性证据

先前研究表明，NDI通常反映神经突密度，在生命的前二十年一般会增加。唐氏综合征婴儿在大多数主要白质纤维束中 NDI显著降低，包括第二上纵束、下额枕束、下纵束和胼胝体顶叶部分。因此，唐氏综合征婴儿较低的NDI意味着在这个关键发育窗口中，特别是在轴突和树突中的神经突堆积速率较慢。与先前研究一致，NDI显示出比各向异性分数更高的敏感性，识别出更多具有较低值的纤维束。结合各向异性分数的降低，较低的NDI为唐氏综合征婴儿白质成熟的全局性破坏提供了汇聚证据。

4.3. ODI：代偿性重组的证据

ODI对应于神经突方向的对齐程度，其发现进一步突显了神经突结构的区域变异性。在唐氏综合征婴儿中，下额枕束和右侧钩束中较高的ODI表明更大的神经突离散度，这与在学龄儿童中的发现一致。结合 NDI 结果，较高的ODI可能反映了代偿性重组现象，例如轴突出芽或修剪功能紊乱，这是对神经突密度降低的响应，而神经突密度降低是由 NDI 值下降所提示的。

4.4.沿纤维束分析：唐氏综合征白质纤维束的空间分析

为了补充全纤维束平均值，此研究采用了沿纤维束分析，该方法提供了白质变化的空间特异性评估。先前研究表明，对整个纤维束的弥散指标进行平均可能会掩盖重要的局部差异。在此研究中，沿纤维束方法使此研究能够识别出唐氏综合征通常受影响行为域相关的白质段内的局部改变。例如，在唐氏综合征婴儿中，在第二上纵束的额叶部分观察到各向异性分数降低、神经突密度指数降低和径向弥散度升高，该部分与表达性语言和执行功能相关。此外，下额枕束以其参与长程语义和社会情感整合而闻名，在其额叶、顶叶和颞叶部分显示出各向异性分数显著降低、神经突密度指数降低和径向弥散度升高。最后，在左侧钩束的额叶部分，各向异性分数降低，这可能反映了与情绪调节和记忆相关的纤维束的早期紊乱。这些发现揭示了解剖学上特定的组间差异，为未来研究调查区域特异性白质成熟以及探索局部弥散变化的生物学和行为学意义奠定了基础——特别是考虑到将沿纤维束剖面与婴儿期和唐氏综合征发育过程相关联的文献有限。

尽管平均参数分析检测到组间差异，但在其他神经束中未发现显著的沿束分布特征，这可能归因于沿束分析方法需要进行更多比较，且需更大样本量才能检测到沿神经束的显著局部变化。

4.5. AD: 探索性全脑分析中轴突发育改变的证据

在探索性分析中，跨纤维束观察到AD的显著模式，提示唐氏综合征婴儿轴突组织的区域特异性改变。例如，在左侧扣带扣带回中，AD显著降低，同时FA降低和RD升高，突显了与注意、记忆和情绪调节相关通路在早期的易损性。然而，在其他区域，如左侧穹窿和左侧视辐射中观察到AD升高。虽然AD降低通常被解释为轴突组织破坏的指示，但一些研究在神经退行性风险的背景下报告了AD升高。例如，先前研究在唐氏综合征青少年和年轻人中观察到AD升高，并指出这种增加可能代表与阿尔茨海默病易感性相关的早期微结构变化，尽管不一定是变性。因此，婴儿期AD升高的存在可能反映了轴突几何结构或细胞外水含量的早期改变，需要进一步的纵向研究来阐明其发育和临床意义。

4.6. MD:探索性全脑分析中髓鞘形成障碍的模式

探索性分析显示，唐氏综合征婴儿在特定纤维束中MD较高，包括左侧弓状束的额顶叶部分、左侧第二上纵束以及左侧皮质丘脑运动通路和上通路。在典型发育中，髓鞘形成从后向前和从尾向头侧进展，枕叶/顶叶髓鞘形成发生在4-6个月，额叶/颞叶发生在6-8个月。因此，MD降低是6月龄左右典型神经发育的一部分。观察到唐氏综合征婴儿在这些纤维束中表现出比同龄对照更高的MD，可能提示唐氏综合征婴儿髓鞘形成的时间线紊乱，髓鞘形成更慢且更不稳健。

4.7. FWF降低提示探索性全脑分析中无神经炎症

在探索性分析中，观察到胼胝体（CC，包括躯体、运动和顶叶分支）、皮质丘脑运动束及右侧前运动束的 FWF 出现显著降低，同时这些区域也表现出 NDI 同步性降低。该模式提示神经突密度降低，但未发现神经炎症证据。已有文献记载阿尔茨海默病（AlzD）老年患者存在 FWF 增加现象，该神经退行性疾病与唐氏综合征（DS）的早发相关，据推测与21号染色体上淀粉样前体蛋白的三重复制有关。DS婴儿期观察到的 FWF 降低表明该阶段不存在炎症或退行性病变过程，这凸显了需要通过纵向研究来阐明白质（WM）病理变化在生命周期中的进展规律。

4.8.视束: 唐氏综合征中的独特模式

唐氏综合征（DS）患儿双侧视束纤维轴向各向异性（FA）值显著升高，这与 Gunbey 等人的研究结果一致——该研究发现两岁DS患儿右侧视束FA值异常增高。此外，视束内光学扩散指数（ODI）降低与上述发现相符，表明纤维方向性分散度降低且相干性增强，提示视觉通路较高级神经系统系统更早成熟。然而这种早期结构优势可能无法转化为长期功能优势，因为研究表明DS患儿视力在两岁后趋于稳定，而正常发育同龄儿童视力持续改善。

4.9.白质作为唐氏综合征神经发育的早期生物标志物和治疗靶点

此研究的发现表明白质微结构改变在唐氏综合征婴儿早期就已出现，反映了在后期阶段观察到的模式以及唐氏综合征发育迟缓的早期发作。在多个纤维束中观察到可测量差异，这强调了探索唐氏综合征神经发育中这一代表性不足领域的重要性。早期干预和治疗已被证明可以改善唐氏综合征个体的结局，而白质可以作为监测这些干预的有价值的生物标志物，因为它已被证明在儿童和成人中对治疗有反应。值得注意的是，一项先前的临床试验报告了自闭症儿童治疗后白质连接性的改善。此研究为理解唐氏综合征的神经生物学和识别早期白质改变奠定了关键基础，这些改变可能为旨在改善长期结局的机制知情干预的最佳窗口提供信息。

4.10.优势、局限与未来方向

此研究的一个关键优势是其唐氏综合征和对照婴儿的样本量比先前在幼儿中的研究更大，后者最大的仅包括10名唐氏综合征和8名对照个体。较大的样本量增强了研究结果的可靠性和普适性。使用多壳弥散成像使得此研究能够获取并检查唐氏综合征婴儿的弥散张量成像和神经突方向离散度与密度成像数据。神经突方向离散度与密度成像区分了神经突内、神经突外和脑脊液室，估计了神经突密度和方向离散度。这些指标补充了传统弥散张量成像，有助于解开轴突密度、髓鞘形成和神经突组织的影响。

在局限性方面，未来对更大样本唐氏综合征婴儿的白质微结构研究将提高检测沿纤维束分析中较小效应的敏感性，并提供验证当前发现的机会，考虑到对唐氏综合征内部异质性的日益认识，这一点尤其相关。此外，观察到的磁敏感性伪影需要更严格地定义某些纤维束，这可能限制了对受影响纤维束差异的检测。未来的研究还需要进行纵向分析，以将白质微结构差异与神经发育过程相结合。此类分析可以阐明观察到的差异是构成发育延迟还是偏离典型发育，或是代表持续性或短暂性改变，并检验其与先前在唐氏综合征个体后期观察到的脑改变的相关性。在IBIS研究中，一个重要未来方向是检查婴儿期白质微结构与儿童后期行为、语言和认知的相关性，可能为这些发育结局提供预测工具。

5.结论

通过采用先进的弥散成像技术，此研究提供了唐氏综合征婴儿白质微结构多个方面改变的证据，填补了主要关注年龄较大儿童和成人的研究空白。此研究的结果揭示了与髓鞘形成减少、神经突密度降低以及对高阶认知功能至关重要的纤维中神经离散度增加相一致的模式，为了解可能导致唐氏综合征认知和运动延迟的非典型神经发育特征提供了早期窗口。这些观察结果为未来的纵向研究奠定了新颖的基础，以探索早期白质改变如何与唐氏综合征的认知、行为和运动结局相关，并将对于确定支持白质成熟和减轻发育延迟的靶向临床干预的关键窗口至关重要。