輕度認知功能障礙磁共振波譜與神經心理評分的相關性

邵西倉 李曉裔 陳戈雨 桂湘薌 (貴州省人民醫院，貴州 貴陽 550002)

阿爾茨海默病(AD)是老年期癡呆中最常見的一種，常以記憶障礙開始逐漸發展至出現全面認知功能衰退，嚴重影響了老年人的生活質量。而AD的中晚期治療效果較差，因此，研究注意力已轉到了早期診斷和干預，輕度認知障礙(MCI)是轉化為AD的高危人群，已成了近年來關注的焦點。MCI是介于正常人與AD病人之間的發展階段，與AD有相似的神經病理改變形式。MCI病人與正常老化過程的老人之間是否存在腦結構、功能和代謝等的差異。氫質子磁共振波譜(1H-MRS)是一種非侵入性的活體測量腦生化成分的方法，本文用這種方法觀察MCI這一過渡狀態的腦生化變化特征。

1 對象與方法

1.1對象 2007年11月至2009年3月的住院及門診病人52例。其中MCI組34例，男23例，女11例，平均年齡(72.5±5.4)歲，教育年限(7.8±1.2)年。AD組18例，男11例，女7例，平均年齡(73.4 ±5.6)歲，教育年限(7.1±1.4)年。老年正常對照(NC)組34例來自我院健康體檢中心，男21例，女13例，平均年齡(71.6±5.7)歲，教育年限(7.6±2.5)年。3組性別、平均年齡、受教育年限差異無統計學意義。MCI組診斷標準:根據根據美國精神疾病診斷與統計手冊第4版(DSM-Ⅳ)標準和Petersen等制定的標準:①有記憶減退主訴，記憶減退持續3個月以上，有家屬或知情者證實。②有記憶減退的客觀證據，聽覺詞語記憶測驗得分和韋氏記憶量表邏輯記憶亞測驗得分≤正常老人的“均數－1.5個標準差”。③簡易智能精神狀態量表(MMSE)≥24分，哈金斯基缺血量表(HIS)評分＜4分，臨床癡呆評定量表(CDR)評分0.5分，ADL評分正常范圍。④不符合癡呆的診斷標準。⑤排除其他原因引起的認知功能減退。AD診斷標準:診斷符合美國神經病語言障礙和卒中研究所與老年性癡呆和相關疾病學會(NINCDS－ADRDA)診斷標準中“很可能AD”標準。①MMSE為14～23分，HIS評分≤4分，CDR評分=1。②有兩種或兩種以上的認知功能障礙。③記憶和其他認知功能障礙進行性加重。④無意識障礙，可伴有精神和行為異常。⑤發病年齡≥65歲。⑥全部病例均行頭顱磁共振成像(MRI)檢查以及有關的實驗室檢查以排除其他原因引起的癡呆。

1.2方法

1.2.1神經心理測量 采用成套神經心理檢工具，記憶功能評分用中文版韋氏邏輯記憶亞測驗和聽覺詞語記憶測驗。語言測量包括30項版本的Boston命名中文版和詞語流暢試驗。執行功能用中文版連線試驗A和B。視覺空間技能用韋氏成人智力量表中文修訂版的積木試驗和畫鐘試驗評定。簡易智力狀態檢查量表用來作為總體認知功能評價。

1.2.2磁共振波譜檢測 完成神經心理學測驗后3 d內進行MRS檢測，用德國Siemens Symphony磁共振儀，應用二維化學位移成像(2D-CSI)自動MR波譜檢測技術和PRESS序列采集波譜，自動勻場壓水，選擇 TR/TE為1 500/30 ms，采集時間420 s。采樣于左額葉、左顳葉和右頂葉皮層，選擇一側檢測是基于正常人腦兩側的N-乙酰天門冬氨酸(NAA)和肌酸 (Cr)無顯著差異等〔1〕，體素大小10×10×15(cm)，采集范圍包括病灶周邊腦組織，盡量避開周圍的腦溝和顱底骨質。通過對NAA、Cr、膽堿(Cho)等代謝產物濃度的測定，分別計算雙側NAA/Cr和NAA/Cho的比值。

1.3統計學分析 使用SPSS16.0軟件行單因素方差分析及LSD法相關性分析用Pearson相關分析。

2結果

2.1各組磁共振波譜變化特征比較 與NC組比較，MCI組左額葉皮層NAA水平和NAA/Cr均降低(均P＜0.01);左顳葉皮層NAA和NAA/Cr降低(均P＜0.05);右頂葉皮層NAA和NAA/Cr均差異不顯著(P＞0.05);三個腦區的Cr、Cho水平和Cho/Cr均差異不顯著(均P＞0.05)。AD組與MCI組比較，左額葉、左顳葉和右頂葉皮層NAA和NAA/Cr均降低(P＜0.05-0.000 1);3個腦區的 Cho水平和 Cho/Cr均差異不顯著(均 P ＞0.05)。見表1。

2.2MCI的磁共振波譜與神經心理學評分的相關性 將MCI3個腦區的NAA/Cr與神經心理學評分作相關性分析，結果顯示左額葉NAA/Cr與各項記憶功能評分均呈負相關關系，左顳葉NAA/Cr與各項記憶功能評分均呈負相關關系，右頂葉NAA/Cr與各項記憶功能評分均無相關關系。3個腦區的NAA/Cr與語言、執行和視覺空間功能評分均無相關關系。見表2。

表1 三組各腦區NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr比較(s)

表1 三組各腦區NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr比較(s)

與NC組比較:1)P＜ 0.05，2)P＜ 0.01;與AD組比較:3)P＜ 0.05，4)P＜ 0.01，5)P＜ 0.0001

NAA/Cr Cho(ppm)組別 n NAA(ppm)Cho/Cr 13 MCI組 34 50.23±12.952)3)51.72±10.411)4)64.07±11.675)1.32±0.292)3)1.40±0.341)2)1.43±0.445)26.24±5.08 23.57±4.96 25.29±4.98 0.68±0.13 0.64±0.14 0.63±0.12 AD組 18 43.21±7.17 43.26±5.73 42.04±10.27 1.14±0.34 1.17±0.33 1.00±0.14 25.48±5.41 23.42±5.右頂葉NC組 34 58.59±12.46 57.18±12.00 60.57±15.77 1.50±0.22 1.56±0.21 1.40±0.28 24.37±4.67 22.60±3.51 25.19±4.06 0.65±0.11 0.62±0.12 0.61±0.左額葉 左顳葉 右頂葉 左額葉 左顳葉 右頂葉 左額葉 左顳葉 右頂葉 左額葉 左顳葉04 26.13±4.65 0.64±0.16 0.62±0.15 0.64±0.14

表2 三組各腦區NAA/Cr與神經心理學評分的相關性

3討論

1H-MRS有3個主要的波峰:NAA在2.01 ppm;Cho在3.22 ppm;Cr在3.04 ppm，由于MRS在腦的結構改變出現之前即可顯示出腦代謝的變化，對MCI和AD認知功能相關腦區的代謝可進行早期評估，本研究通過1H-MRS測量獲得NC、MCI和AD在3個腦區的代謝物NAA、Cho和Cr水平及NAA/Cr、Cho/Cr，探索MCI的變化特征。

Cr是一個參與能量儲存普遍存在的代謝物，是表達神經細胞能量利用完整性的標記物，Cr峰在個體之間或多個腦區之間也是相對恒定的〔2〕，因此常以Cr作為一種參照物和其他代謝物水平相比，在臨床上用來計算代謝物，如 Cho/Cr、NAA/Cr。本實驗中，MCI組左額葉、左顳葉和右頂葉皮層Cr與NC組比較均無顯著性差異。AD組與MCI組Cr比較也無顯著性差異，表明Cr在MCI、AD疾病的發展過程中維持一定的穩定性。

Cho是一個膜密度和完整性的標記，Cho增加與細胞膜破裂、周轉，髓鞘損害或炎癥有關。本研究發現NC組、MCI組和AD組間的Cho和Cho/Cr均無明顯差異，丁萍等〔3〕也得出了相同的結果。可能因為癡呆是慢性進展性神經變性疾病，研究納入的MCI和AD均處于疾病的早期階段，不出現大量細胞膜的崩解及過量的神經膠質增生，所以Cho/Cr無明顯變化。

NAA是一個表達神經元完整性、神經元密度和活性的標志性物質〔4〕，其含量的多少可反映神經元的功能狀態。本研究中MCI組與 NC組比較，MCI組左額葉和左顳葉皮層 NAA和NAA/Cr都降低，與以往的文獻報道一致〔5〕。說明MCI額葉和顳葉有神經元損傷或神經元丟失。AD左額葉、左顳葉和右頂葉皮層NAA和NAA/Cr明都顯降低，較MCI的NAA/Cr下降腦區增多。Moffett等〔6〕也發現 AD患者NAA和NAA/Cr下降發生在多個腦區，表明AD患者有較MCI更廣泛的神經元損傷或神經元丟失。NAA/Cr降低在MCI已出現，AD的降低程度進一步加重，說明MCI的NAA/Cr降低程度介于NC和AD之間，NAA/Cr可作為鑒別 MCI與 NC和AD的指標，Watanabe等〔7〕的研究也得出了相似的結論。有人認為NAA是MCI腦功能障礙最可靠的代謝指標〔8〕，這種在MCI和AD患者腦區中NAA和NAA/Cr的相似變化提示NAA/Cr可能是AD病理進程中敏感的生化改變〔9〕。

本研究還提示左額葉、左顳葉的NAA/Cr減低越明顯，各項記憶功能評分越低，而記憶障礙是本組MCI患者核心的臨床癥狀，說明額顳葉的物質代謝在記憶衰退中起著重要的作用。其他學者也得出了與本文相似的結論〔10，11〕。NAA/Cr與神經心理測量記憶評分的關系提示區域性代謝異常可能導致參與記憶認知過程的神經網絡成分異常。

1 McLean MA，Woermann FG，Simister RJ，et al.In vivo short echo time1H-magnetic resonance spectroscopic imaging(MRSI)of the temporal lobes〔J〕.Neuroimage，2001;14(2):501-9.

2 張筱雙.不同時期老年腦梗死患者腦組織磁共振波譜的特點〔J〕.中國老年學雜志，2013;33(13):3087-9.

3 丁 萍，魏文石，嵇 鳴，等.輕度認知障礙和輕度Alzheimer病海馬體積和1H-MRS對比研究〔J〕.實用放射學雜志，2008;24(10):1313-6，1323.

4 劉艷艷，楊忠現，陳 薇，等.二維多體素波譜定量分析遺忘型輕度認知功能障礙患者顱內代謝物〔J〕.中國醫學影像技術，2012;(3):426-30.

5 Kantarci K.1H magnetic resonance spectroscopy in dementia〔J〕.Br J Radiol，2007;80(2):S146-52.

6 Moffett JR，Ross B，Arun P，et al.N-Acetylaspartate in the CNS:from neu-rodiagnostics to neurobiology〔J〕.Prog Neurobiol，2007;81(2):89-131.

7 Watanabe T，Shiino A，Akiguchi I.Absolute quantification in proton magnetic resonance spectroscopy is useful to differentiate amnesic mild cognitive impairment from Alzheimer＇s disease and healthy aging〔J〕.Dement Geriatr Cogn Disord，2010;30(1):71-7.

8 Tumati S，Martens S，Aleman A.Magnetic resonance spectroscopy in mild cognitive impairment:systematic review and meta-analysis〔J〕.Neurosci Biobehav Rev，2013;37(10):2571-86.

9 Kantarci K.Magnetic resonance spectroscopy in common dementias〔J〕.Neuroimaging Clin N Am，2013;23(3):393-406.

10 張立蘋，張 媛，宋連英，等.認知功能與1H-MRS波譜功能成像的關系〔J〕.中國老年學雜志，2011;31(21):4116-9.

11 Watanabe T，Shiino A，Akiguchi I.Hippocampal metabolites and memory performances in patients with amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer＇s disease〔J〕.Neurobiol Learn Mem，2012;97(3):289-93.