发布:2026-06-21 浏览:15 次
本篇文献发表在Journal of Neurology杂志。本公众号所发布内容旨在与大家分享学术新知,促进交流学习,版权归原作者或原出处所有,感谢各位学者的辛勤付出与研究成果。
1.引言
多发性硬化(MS)是一种中枢神经系统的慢性炎症性和神经退行性疾病,以脱髓鞘、轴突丢失和进行性残疾为特征。除结构损伤外,通过静息态功能磁共振成像(fMRI)测量的脑功能连接(FC)改变日益被认为与疾病的临床表现相关。fMRI为理解大脑如何响应MS相关损伤进行重组提供了见解,并为疾病进展提供了潜在的生物标志物及治疗靶点。
在多发性硬化患者(PwMS)中,与健康受试者(HS)相比观察到的静息态FC改变呈现出连接性增加和减少的复杂模式。此类改变被解释为促进代偿的适应性机制,或导致临床衰退的非适应性过程。
理解FC改变是适应性还是非适应性,需要研究FC如何随时间与临床状态相关。迄今为止,仅有少数研究使用纵向MRI数据考察FC如何随时间演变,通常随访期较短(最长2年)且样本量较小。更少数研究纳入了中长期随访(3–5年),但关注于小样本患者队列的认知恶化或功能稳定性。尽管这些研究提供了信息,但仍不足以就FC变化随时间的临床意义得出确切结论,且对MS功能重组的理解仍存在关键知识空白。其中,FC改变的解释——其代表适应性可塑性还是非适应性过程——仍存争议,部分原因是发现不一致及纵向验证有限。此外,大多数研究关注认知结局,而运动表现尽管具有临床相关性,却受到的关注明显较少。FC变化在不同疾病阶段的变异性亦未被充分描述,其与潜在结构损伤的关系也是如此。
因此,纵向研究对于理解MS中的适应性与非适应性可塑性至关重要,因其能够监测同一批个体随时间推移在脑结构、功能及临床结局方面的变化,从而更清晰地展示疾病进展背后的时间动态。
为应对这些问题,此研究在一个根据基线残疾分组的大型PwMS队列中,考察了5年期间的FC变化。通过分析基线和随访时的FC模式,并探究其与运动和认知表现的关联,此研究旨在阐明FC变化的功能相关性,并评估其作为MS残疾进展标志物的潜在价值。
2.材料与方法
2.1研究设计与受试者
PwMS及健康受试者(HS)的人口统计学、临床/神经心理学及MRI数据回顾性检索自意大利神经影像网络倡议(INNI)数据库(https://database.inni-ms.org),该数据库包含四家致力于MS研究的意大利研究中心的数据。
研究方案经当地伦理委员会批准,并遵循1964年赫尔辛基宣言及其后续修订的伦理标准执行。所有PwMS及HS均签署书面知情同意书。所有数据均经匿名化处理以保护受试者隐私。INNI数据库的纳入标准已在别处报告。
为纳入此研究,PwMS须满足以下标准:具备使用同一扫描仪、间隔4–6年采集的两次MRI扫描;具备人口统计学数据(年龄、性别及受教育年限)、右利手、临床信息(病程及表型)及扩展残疾状态量表(EDSS)评分;具备解剖3D T1加权图像及静息态功能MRI(RS-fMRI)。HS亦须具备人口统计学数据及3D T1加权和RS-fMRI扫描。
数据库中还包含其他临床和神经心理学量表(若已采集),包括使用优势手(DH)和非优势手(NDH)的九孔柱测试(9HPT)、限时25英尺步行测试(T25FWT)、paced听觉连续加法测试3秒版(PASAT3)及符号数字模式测试(SDMT)。对于PASAT3和SDMT,使用200名健康意大利成人样本的常模数据计算经年龄和教育校正的Z分数。上述所有评分的Δ值计算为Δ =(随访评分 - 基线评分),并用于进一步分析。
PwMS根据EDSS分为三组:低残疾(EDSS:0–1.5)、轻度残疾(EDSS:2–3.5)和高残疾(EDSS ≥ 4);HS按年龄和性别分层以匹配患者亚组,每组纳入HS(健康人)相等。
2.2 MRI数据采集
基线和随访脑部MRI扫描使用3.0 T扫描仪获取。MRI序列包括3D T1加权、质子密度/T2加权和/或液体衰减反转恢复(FLAIR)图像及RS-fMRI。关于采集方案的详细信息见补充材料(见补充表1)。
2.3 MRI数据分析
结构和功能图像使用fMRIPrep 20.2.3及FMRIB软件库(FSL,版本6.0.7.13)(https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki)进行预处理和后处理。结构和功能处理流程见补充材料。
2.4结构MRI测量
2.4.1白质病变体积
基线及随访时的局灶性T2高信号白质(WM)病变由经验丰富的研究者根据标准化流程预先识别,并使用局部阈值分割技术(Jim,Xinapse System,Colchester,UK;http://www.xinapse.com)进行半自动分割。对于每位受试者,使用FSL软件包计算基线及随访时的T2病变体积。
2.4.2全脑容量
为提高组织分割精度,采用 FSL 中的工具对3DT1加权图像进行了病灶填充处理。基线时的整体脑容量和灰质(GM)体积数据通过SIENAx2获取,而基线与随访期间脑容量变化百分比(PBVC)数据则通过 FSL 中的siena模块获得。
2.5功能连接
所有受试者及时间点的预处理RS-fMRI数据在时间上进行串联,并使用FSL的MELODIC工具进行组独立成分分析(ICA),模型阶数为40个成分。选择此维度是因为其允许分离包括基底节网络在内的知名静息态网络(RSNs),同时保持足够低的成分数以支持可解释性和充分的空间分割。感兴趣的RSNs覆盖全脑,通过使用RSNs模板的空间相关系数(fslcc工具)进行筛选,并由专家视觉检查确认。
利用组平均分析获得的空间图集,通过双重回归技术生成了个体特异性的空间图及其对应的时间序列。随后,针对每个脑功能网络(RSN),获得了T1与T0之间的个体差异图(即 ΔFC 图)。
2.6数据协调
为消除扫描仪及时间相关变异的影响,此研究对结构及功能数据均应用了纵向ComBat协调方法(LongCombat)。静息态FC针对每个选定的RSN分别进行协调。年龄和性别作为生物协变量纳入协调过程。
2.7统计分析
人口统计学、临床、神经心理学及结构MRI参数的统计分析使用SPSS统计软件(版本22.0)进行。人口统计学和临床数据的正态性使用夏皮罗-威尔克检验评估。
基线时pwMS与HS之间的组间差异使用曼-惠特尼U检验(连续变量)及卡方检验(二分类变量)进行比较(p < 0.05)。PwMS各组之间在人口统计学、临床、结构MRI参数及PBVC方面的基线差异使用克鲁斯卡尔-沃利斯检验评估。
在各PwMS组内,纵向变化使用威尔科克森符号秩检验进行评估(p < 0.05)。
2.7.1网络内FC
通过双重回归分析获得的学科特异性空间图像被纳入组水平的体素级分析。对于每个静息态网络(RSN),采用双样本非配对t检验评估各多发性硬化症(PwMS)组与其匹配的健康对照组(HS)之间的基线功能连接(FC)差异,并将年龄、性别及标准化脑容量作为非关注协变量纳入分析。
通过基于体素的单因素协方差分析(one-wayANCOVA)评估多发性硬化症患者组内随时间变化的功能连接(FC),并校正年龄、性别、病程及标准化脑容量等因素。体素水平统计分析采用基于置换法的非参数统计方法,使用 FSL Randomise置换程序进行5000次置换模拟。
在多发性硬化症(pwMS)研究中,随机化工具还用于分析以下三方面的统计相关性:i) 基线功能连接(FC)改变与基线行为表现之间的关系;ii) 基线FC改变与行为测量Δscores 之间的关系;iii) FC纵向变化与行为测量Δscores 之间的关系。所有结果均采用错误发现率(FDR)校正法进行多重比较校正(p<0.05)。显著功能连接簇的解剖定位依据 FMRIB 软件库 (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/data/atlasdescriptions.html) 中包含的哈佛-牛津皮层、皮层下及小脑结构图谱确定。
2.7.2网络间FC
网络间功能连接(FC)差异分析采用FSLNets工具箱进行,遵循标准流程(http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FSLNets)。首先生成受试者个体层面的全相关与偏相关矩阵(基于选定RSN时间序列数据),随后对独立成分对间获取的相关值(经Z变换处理)进行组间检验。
采用 FSL Randomise工具(5,000次置换;将年龄、性别和标准化脑容量作为非关注协变量)分析了各多发性硬化症(PwMS)组与其匹配的健康对照组(HS)在基线时的网络间连接性差异。通过单因素协方差分析(one-way ANCOVA)评估各PwMS组随时间变化的网络间功能连接(FC)变化(以 ΔFC 值表示,即随访期与基线期经z变换的相关系数之差),并校正了年龄、性别、病程和标准化脑容量的影响。
在原发性多发性硬化症(pwMS)研究中,采用Spearman等级相关分析评估以下三方面关系:i)基线期网络间功能连接(FC)改变与基线行为表现之间的关联;ii)基线期网络间FC改变与行为指标Δscores 之间的关联;iii)网络间FC纵向变化与行为指标 Δscores 之间的关联。所有结果均采用错误发现率(FDR)校正方法进行校正。
在脑海科技云平台中,内置了独立成分分析(ICA), 功能连接(FC)分析模块,支持用户批量处理数据,并确保每一步参数设置都有据可查。此外,平台的项目管理模块可清晰记录数据筛选标准、排除被试原因、分析版本等信息,极大提升了研究的透明度和可复现性。感兴趣可联系咨询以及预约产品演示。
3.结果
共156名PwMS及156名HS符合纳入标准并纳入研究。在pwMS中,78名受试者分配至低残疾组(EDSS 0–1.5),50名至轻度残疾组(EDSS 2–3.5),28名至高残疾组(EDSS ≥ 4)。每个PwMS组均具有等量匹配HS(即分别为78、50和28名)。
3.1人口统计学、临床/神经心理学及结构MRI数据
3.1.1基线比较
基线时,低残疾组与匹配HS相比在年龄和性别上无显著差异,但受教育水平显著较低(p = 0.005)。PwMS在9HPT-NDH(p = 0.046)和T25FWT(p < 0.001)上表现出更慢的表现,但在其余临床/认知指标及结构MRI指标上与HS无显著差异(表1)。
轻度残疾的PwMS与匹配HS相比在年龄、性别或教育程度上无显著差异。PwMS在T25FWT(p < 0.001)上的表现慢于HS,而在其他临床/认知指标上未发现显著差异。他们显示出低于HS的标准化脑容量(p = 0.019)和GM体积(p = 0.006)(表2)。
最后,高残疾的PwMS与匹配HS相比在年龄、性别或教育程度上无显著差异。与HS相比,PwMS在9HPT-DH(p = 0.005)、9HPT-NDH(p = 0.041)和T25FWT(p < 0.001)上表现更慢,且SDMT评分更低(p = 0.012)。PwMS与HS在标准化脑或灰质体积上未发现显著差异(表3)。
比较三个PwMS组时,此研究观察到基线时年龄和病程存在显著差异(均p < 0.001)(补充表2)。9HPT-DH(p < 0.001)和9HPT-NDH(p = 0.007)、T25FWT(p < 0.001)及SDMT(p = 0.031)的表现(而非PASAT3评分)在各患者组之间也存在差异(补充表2)。PwMS各组之间在标准化脑容量、GM体积及T2病变体积方面亦观察到显著差异(均p = 0.001)(补充表2)。
3.1.2 pwMS中的纵向变化
在所有组别pwMS中,随访时长中位数为5.1年(IQR = 1.0)。各患者组之间的随访时长无显著差异(补充表2)。所有组均显示EDSS随时间显著恶化(表1、2和3)。
残疾程度较低的多发性硬化症患者表现出显著的运动功能恶化,9小时步行测试-动态平衡(9HPT–DH)表现更慢(p=0.011),同时 SDMT 评分有所改善(p=0.002)。T2病变体积随时间推移持续增大(p<0.001)(表1)。
伴有轻度残疾的多发性硬化症(PwMS)患者在9HPT–DH测试中表现出现显著恶化(p=0.011),而其他运动或认知评分未观察到显著变化。同时观察到T2病变体积显著增加(p<0.001)(表2)。
高残疾程度的多发性硬化症(PwMS)患者在9小时步行测试-负重测试(9HPT–NDH)中的表现出现显著恶化(p=0.030),而其他运动或认知评分未观察到显著变化。T2病变体积亦随时间推移逐渐增大(p=0.002)(表3)。
各组间未观察到 PBVC 存在显著差异(补充表2)。
3.2静息态FC
通过ICA分析,此研究识别出11个与RSN模板具有最高空间相关系数的成分:听觉(AUN)、基底节(BGN)、小脑(CBN)、背侧注意(DAN)、默认模式(DMN)、执行控制(ECN)、左侧和右侧额顶(lFPN和rFPN)、外侧视觉(LVN)、内侧视觉(MVN)及感觉运动(SMN)网络(补充图1)。
表1低残疾程度多发性硬化症患者与健康受试者的人口统计学特征、临床表现、神经心理学指标及结构MRI测量结果
表2轻度残疾多发性硬化症患者与健康受试者的人口统计学特征、临床指标、神经心理学指标及结构MRI测量结果
3.2.1基线FC比较
与HS的基线网络内FC比较显示,所有患者组均存在显著的FC改变(p < 0.05 FDR校正)。具体而言,低残疾的pwMS在所有RSNs中均显示出高于HS的FC(图1,补充表3),较高的FC与基线运动测试负相关(LVN与T25FWT),并与基线认知测试正相关(rFPN与SDMT),表明FC越高,基线表现越好(补充图2,补充表4)。在此组中,基线FC亦与运动测试Δ评分负相关(AUN和LVN与Δ9HPT-DH),并与认知测试Δ评分正相关(BGN与ΔPASAT3),表明较高的基线FC与较少的临床恶化相关(补充图3,补充表5)。
轻度残疾组在若干RSNs中表现出与HS相比既有更高也有更低FC的团块(图1,补充表3)。在此组中,基线FC与基线运动表现正相关(DMN与T25FWT),并与基线认知表现负相关(AUN与SDMT),表明与低残疾组不同,较高的基线FC与较差的基线运动和认知表现相关(补充图2,补充表4)。在此组中,较高的基线FC亦与运动测试Δ评分正相关(BGN和lFPN与Δ9HPT-DH;BGN与ΔT25FWT),并与认知测试Δ评分负相关(BGN和DMN与ΔPASAT3),表明较高的基线FC与更大的临床恶化相关(补充图3,补充表5)。
最后,在高残疾组中,此研究在多个RSNs中发现了更高和更低的FC团块(图1,补充表3)。在此组中,SMN中基线FC的增加与基线9HPT-DH较高相关,表明该网络中较高的FC与较差的优势手精细运动表现相关(补充图2,补充表4)。基线FC与运动和认知测试Δ评分之间未发现相关性。
在任何组中,未观察到FC降低区域与临床测试之间的相关性。
关于网络间功能连接(FC),高功能状态(HS)与轻度或低度残疾的原发性多发性硬化症(pwMS)患者之间未观察到显著差异。相反,高残疾程度的pwMS患者在 BGN 与左侧腹侧神经核(LVN)之间的偏相关系数显著高于HS组(平均Z相关系数分别为−0.55和−1.25),表明这些区域神经网络(RSNs)的负相关强度减弱。然而, BGN 与LVN的相关系数与基线期临床评分或 Δ 临床评分均无显著相关性。
表3高残疾程度多发性硬化症患者与健康受试者的人口统计学特征、临床指标、神经心理学指标及结构MRI测量结果
3.2.2 pwMS中的纵向FC变化
ANCOVA分析显示在大多数RSNs中存在显著的组别效应(见图2中绿色F图)。事后比较显示,低残疾pwMS的ΔFC值显著高于轻度和高残疾组,而轻度与高残疾组之间除感觉运动网络外无差异,在感觉运动网络中高残疾pwMS的ΔFC更高(图2,补充表6)。组别主效应显示,随时间推移,低残疾pwMS表现出FC增加,而轻度及高残疾组表现出FC减少(图3,补充表7)。
在低残疾组中,DAN内的FC增量与Δ9HPT-DH正相关,而MVN中的FC增量与Δ9HPT-NDH相关。相反,DAN、LVN和MVN中的FC增量与步态表现(ΔT25FWT)负相关(补充图4,补充表8)。这些结果提示,FC随时间进一步增加与手部精细运动表现的恶化相关,但也与更稳定的步态功能相关。
在轻度残疾组中,CBN和ECN中的FC减量与运动评分变化(CBN与Δ9HPT-NDH;CBN和ECN与ΔT25FWT)负相关(补充图4,补充表7)。这些结果提示,FC减少越大,运动表现衰退越大。此外,在此组中,此研究观察到PBVC与SMN中的FC减量之间存在正相关,表明萎缩率越高,FC衰退越大(补充图4,补充表7)。
最后,在高残疾组中,未发现FC减量与临床测试Δ评分之间的显著相关性。然而,发现SMN FC增加与Δ9HPT-DH之间存在正相关,表明随着FC增加,优势手精细运动表现恶化(补充图4,补充表7)。
关于网络间FC纵向变化,ANCOVA分析未揭示任何显著组别效应。
图1静息态网络(RSNs)显示多发性硬化症患者(pwMS)组与相应健康受试者(HS)之间存在显著的网络内功能连接差异(p<0.05,经FDR校正)
图2静息态网络(RSNs)显示多发性硬化症患者(pwMS)中功能连接纵向变化(ΔFC =随访值-基线值)存在显著组间差异,差异分为低、轻度和高度残疾三组
4.讨论
在这项纵向研究中,此研究在一个根据基线残疾分组的大型PwMS队列中考察了5年期间的静息态FC变化,以评估FC改变在残疾严重程度和进展方面反映的是适应性还是非适应性机制。
首先将原发性多发性硬化症(pwMS)患者的基线功能连接(FC)模式与匹配的健康对照组(HS)进行比较,随后评估不同pwMS组别间的纵向FC变化,并分析其与运动功能及认知功能结局的相关性。
低残疾的PwMS在基线时与HS相比,在所有考察的RSNs中均显示出更高的FC,且随时间推移FC进一步增加。这些FC增强与较好的基线认知和运动表现以及更有利的临床结局显著相关。相反,轻度和高残疾的pwMS在基线时与HS相比表现出混合的FC改变模式,且随时间推移总体上FC减少,这通常与运动结局恶化相关。
这些研究结果凸显了多发性硬化症(MS)中功能重组的复杂性,表明功能连接(FC)改变的临床意义取决于疾病分期。同时,这些发现支持静息态功能连接作为生物标志物在监测多发性硬化症患者(PwMS)疾病进展及评估治疗效果中的应用价值。
在此背景下,此研究通过延长随访时间、扩大多中心队列规模,并对运动功能与认知功能结果进行系统评估,拓展了既往关于适应性-非适应性功能连接(FC)动态变化的纵向研究。
4.1纵向FC变化反映根据疾病阶段不同的适应性与非适应性动态
为更好地在疾病进展背景下解读功能连接(FC)的改变,多发性硬化症(PwMS)患者被分为三组(低残疾组、轻度残疾组和高度残疾组)。这种分组方式也反映了患者年龄、病程及脑结构损伤程度的逐步加重,表明这三组不仅代表不同的残疾水平,还对应疾病的不同阶段。
具体而言,与健康对照组(HS)相比,残疾程度较低的多发性硬化症患者(PwMS)在基线期几乎所有功能相关神经元群(RSNs)中均表现出更高的功能连接性(FC),且随时间推移FC值持续升高。这两项指标均与更好的临床表现及更缓慢的残疾进展显著相关,支持了功能重组在多发性硬化症早期阶段具有积极作用的观点。
与之相反,基线期轻度残疾的多发性硬化症患者(PwMS)表现出更异质性的脑功能连接模式,其功能连接强度(FC)区域较健康对照组(HS)呈现高低不一的分布特征。值得注意的是,该组患者较高的FC值不仅与基线期较差的运动及认知功能表现相关,还与随时间推移更显著的临床病情恶化程度相关,这表明在该阶段FC值升高可能已反映出从适应性重组向低效或适应不良过程的转变。纵向研究显示,该组患者所有区域脑网络(RSNs)均出现广泛的FC值降低,且这种降低与临床病情恶化呈显著相关性。
最后,残疾程度较高的多发性硬化症患者在基线时也表现出混合型功能连接模式:与优势手精细运动功能较差相关的 SMN 区域功能连接水平更高,这支持了在疾病晚期阶段,较高的功能连接可能反映适应不良或病理性过度激活的观点。该组患者的纵向数据显示,大多数静息态网络中的功能连接均有所降低,但未观察到与临床症状变化的明确相关性。然而,在感觉运动网络中,功能连接水平反而升高,且与运动功能衰退相关,这表明先前针对认知功能提出的“适应不良重组”概念同样适用于感觉运动功能。尽管这些结果与适应不良重组理论相符,但高残疾亚组样本量较小且临床特征存在异质性;因此,针对该亚组的研究发现需谨慎解读,并需在更大、更同质化的样本中进行验证。
尽管此研究的大部分研究结果揭示了网络内功能连接(FC)的相关性改变,但观察到的网络间FC连接性变化较少。基线期仅表现为高残疾程度的进展型多发性硬化症(PwMS)患者表现出基底神经节与外侧视觉网络之间负相关性的显著降低。这些改变与临床表现无相关性,因此其临床意义尚不明确。
此研究结果表明,多发性硬化症(MS)中的功能连接(FC)改变并非单一明确,需结合疾病分期和临床状态进行解读。我们的纵向研究设计明确显示,相同方向的功能连接变化(如增强)可能具有获益或损害效应,具体取决于临床及网络环境——这与既往假设及观察结果一致,尽管在随访期较短或采用建模方法的研究中可能存在差异。
图3 ANCOVA 模型的体素水平主效应(ME),显示各残疾组在静息态网络(RSNs)内存在显著的纵向功能连接变化(p<0.05,经FDR校正)。
4.2功能连接与运动系统重组
为更好地理解疾病进展背景下的功能连接(FC)改变,PwMS患者被分为三组(低、轻度、高残疾)。此划分亦反映了年龄、病程及脑结构损伤的递进性增加,提示三组不仅代表不同的残疾水平,亦代表疾病的不同阶段。
具体而言,与健康受试者(HS)相比,低残疾PwMS患者基线时在几乎所有静息态网络(RSNs)中均显示较高的FC,且随时间推移FC进一步增加,两者均与较好的临床表现及随时间较少的残疾进展显著相关,支持了MS早期阶段功能重组具有有益作用的观点。
相反,轻度残疾PwMS患者在基线时呈现更为异质性的模式,与HS相比存在FC较高和较低的区域。值得注意的是,此组中较高的FC不仅与基线时较差的运动和认知表现相关,亦与随时间更显著的临床恶化相关,提示在此阶段,FC增加可能已反映从适应性重组向低效或适应不良过程的转变。纵向观察中,此组在所有RSNs中均显示广泛的FC降低,且与临床恶化显著相关。
最后,高残疾PwMS患者在基线时亦显示混合FC模式,其中感觉运动网络(SMN)中较高的FC与较差的优势手精细运动表现相关,支持在晚期阶段较高FC可能反映适应不良或病理性过度激活的观点。
此组纵向数据显示大多数RSNs中FC降低,尽管未观察到与临床变化的明确相关性。然而,在感觉运动网络中,FC增加且与运动功能下降相关,提示此前针对认知功能提出的适应不良重组假说,亦可能适用于感觉运动功能。
尽管这些结果与适应不良重组一致,但高残疾亚组规模较小且临床异质性较高;因此,亚组特异性发现应谨慎解读,并需在更大、更同质的样本中重复验证。虽然此项研究大多数发现揭示了相关的网络内FC改变,但网络间FC连接变化较少观察到。基线时,仅高残疾PwMS患者显示基底节与外侧视觉网络之间负相关性的显著降低。这些改变与临床表现无相关性;因此,其临床意义仍不明确。
当前发现表明,MS中的FC改变并非单一方向,应结合疾病阶段和临床状态加以解读。此项研究的纵向设计清晰表明,相同方向的FC变化(例如增加)根据临床和网络背景的不同,可能是有益的或有害的,正如先前所假说及所观察到的那样,尽管此前的观察基于较短随访期或采用建模方法的研究。
4.3结构损伤与功能连接之间的联系
为更好地理解功能连接(FC)改变如何与潜在脑部改变相关联,此研究还检查了各患者组的脑结构MRI指标。如预期所示,从低残疾组到高残疾组,脑体积和灰质体积呈进行性减少,而T2病灶体积增加,与既往研究一致。
然而,作为反映全脑随时间萎缩的指标,脑实质分数变化在各组间无显著差异,提示萎缩进展速率在疾病各阶段相对稳定,这与既往针对多发性硬化的纵向研究一致。因此,尽管较高残疾的患者在组水平上表现出更严重的结构损伤,但这可能反映了病程累积效应而非萎缩速率的加快。
最后,在轻度残疾组中,观察到脑实质分数变化与感觉运动网络纵向FC降低之间存在微弱但显著的相关性。可以推测,当代偿机制开始失效时,广泛的组织丢失可能开始损害网络完整性。然而,鉴于脑实质分数变化代表全脑萎缩的全局指标,且未评估区域效应,此项发现应谨慎解读并视为探索性结果。
4.4局限性
此研究并非没有局限性。首先,由于人口统计学/临床变量(如年龄、病程、功能状态)存在显著差异(这些因素可能作为混杂因素),未对多发性硬化症(PwMS)组间的基线功能连接(FC)进行直接比较;组间分析侧重于纵向变化轨迹而非组间FC差异本身。其次,尽管收集了治疗类别信息,但缺乏治疗史和换药模式数据,因此疾病修饰治疗对FC动态变化及临床进展的潜在影响尚未得到评估。第三,静息态功能磁共振成像(fMRI)仅在两个时间点采集,限制了我们捕捉FC轨迹随时间变化的非线性或动态特征的能力。此外,高残疾组样本量较小且临床异质性显著,降低了在该组中检测FC-临床关联的统计效力。最后,部分发现的相关性涉及随时间未呈现显著组间变化的参数(如PASAT3),尽管存在个体差异,这可能影响其临床相关性的解读。尽管如此,这些发现仍具有潜在研究价值,因其可能捕捉个体间变异,并在临床检测指标未在组水平显现变化时揭示有意义的关联。
5. 结论
此研究证实了静息态功能连接(FC)作为多发性硬化症(MS)预测性生物标志物的潜力。不同残疾程度组别间FC变化的进展趋势揭示了疾病分期与大脑功能改变之间的关联:早期阶段FC增强似乎支持适应性可塑性并预示更佳预后,而后期阶段FC降低或异常增强则与临床病情恶化相关。
纵向FC变化与同期临床病情加重之间的相关性进一步印证了纵向FC动态变化的功能意义,为理解疾病各阶段持续发生的适应或功能障碍过程提供了新的见解。
在临床定义的亚组中进行分析时,FC测量值可作为MS的预后指标、监测工具及治疗策略的指导依据。
参考文献