多發性硬化核磁共振深部灰質鐵沉積的研究及與臨床相關性探討

韓雪梅，鄭昭時，劉 穎，谷潔冰，唐 棟，劉松巖，張 旭

(吉林大學中日聯誼醫院 神經內一科，吉林 長春130033)

多發性硬化核磁共振深部灰質鐵沉積的研究及與臨床相關性探討

韓雪梅，鄭昭時，劉 穎，谷潔冰，唐 棟，劉松巖，張 旭*

(吉林大學中日聯誼醫院 神經內一科，吉林 長春130033)

多發性硬化(MS)是一種中樞神經系統炎性脫髓鞘疾病，MS病變不僅累及腦白質，同時也可累及腦灰質(包括皮層灰質及深部灰質)，異常的鐵沉積可出現于此[1,2]，但其形成機制尚無定論。本研究通過核磁SWI成像來定量研究大腦深部灰質的鐵沉積，觀察不同測量方法及不同部位鐵含量是否存在差異，并探討深部灰質信號改變及異常鐵沉積與臨床是否相關。

1 材料與方法

1.1 研究對象

收集2013年9月至2014年12月就診于我科門診及住院的MS患者共20例設為患者組，均確診為多發性硬化復發緩解型(RRMS)，其中男性4例，女性16例，年齡在19-71歲之間；采用2010年McDonald關于多發性硬化的診斷標準。另將健康體檢者或志愿者共20例設為對照組，性別年齡與患者組匹配。

1.2 方法

所有研究對象均在行核磁共振檢查前30分鐘，在安靜環境下，由經驗豐富的臨床醫師與其共同完成MMSE量表(總分30分)測試，評分低于27為認知功能障礙評價標準。同時于核磁共振檢查前30分鐘由經驗豐富的臨床醫師評估臨床擴展的功能狀態量表EDSS評分。采用德國西門子公司生產的具有12通道相控陣頭顱線圈的超導型Trio Tim 3.0TMR成像儀，梯度場強45mT/m。掃描序列為MRI常規掃描(T1FLAIR、T2FLAIR、T2WI序列)及SWI掃描。

SWI原始數據包括幅度圖和相位圖，將相位圖以DI-COM格式保存并復制于電腦上，利用神經放射學信號處理(SPIN)軟件在相位圖像上分別選取大腦深部核團的清晰層面，如紅核、黑質、殼核、蒼白球、丘腦及尾狀核頭，勾畫出每個核團的感興趣區(ROI) 。應用SPIN軟件計算ROI內的平均相位值(MPV)。ROI的選取由經驗豐富的醫師一次選取并多次測量以降低人為誤差。

1.3 統計學處理

統計軟件采用SPSS17.0。患者組與對照組的相位值差異以及患者組之間不同核團的相位值先經過單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗，數據呈正態分布后采用兩個獨立樣本t檢驗比較均值是否存在差異；患者組中各個核團間的相位值與MMSE及EDSS評分采用Person相關性分析進行評價；檢驗水準為0.05。

2 結果

2.1 患者組與對照組各個核團之間的相位值比較

MS患者組的各個深部灰質核團的相位值與對照組相比普遍降低，但只有雙側黑質(SN)的相位值降低與對照組相比存在統計學差異(P<0.05)，其他核團的相位值與對照組相比無統計學差異(P>0.05)，見表1。

表1 患者組與對照組各個核團之間的相位值比較

殼核左右蒼白球左右患者組2021．12±25．002035．17±44．612024．88±21．222019．35±17．37對照組2036．55±24．362038．99±24．552032．36±18．582032．79±17．46P值0．1190．800．3580．056

尾狀核左右丘腦左右患者組2045．81±22．882040．01±15．732042．37±13．452040．02±10．18對照組2050．93±17．362043．40±21．792049．56±19．842049．84±32．13P值0．5390．6660．250．217

注：*P<0.01，vs對照組的左側黑質。#P<0.01，vs對照組的右側黑質

2.2 深部灰質相位值與EDSS、MMSE之間的相關性分析

除右側紅核的相位值與EDSS評分呈負相關、右側尾狀核與MMSE評分呈正相關外，其他核團的相位值與EDSS、MMSE評分均無明顯相關性。見表2。

表2 深部灰質核團相位值與臨床的相關性

蒼白球左右尾狀核左右丘腦左右EDSSr-0．111-0．400-0．197-0．433-0．192-0．123P0．6420．0810．4040．0560．1470．605MMSEr0．0200．2040．0030．4990．1090．072P0．9340．3870．9920．025?0．6480．763

注：右側紅核的相位值與EDSS評分：**P<0.01,右側尾狀核與MMSE評分：*P<0.05

3 討論

MS對大腦灰白質均有損傷，MS患者腦內鐵過多可能導致相應灰質核團 T2WI信號的下降[1,3]。核磁SWI序列可以顯示大腦深部灰質中的鐵沉積，常見部位即為本研究選取的幾個區域，如紅核、黑質、殼核、蒼白球、丘腦及尾狀核頭[4]。MS患者腦內鐵在深部灰質核團過度沉積的原因尚不明確，而且目前尚不完全清楚為什么鐵會在深部灰質穩定沉積，甚至出現在正常老化的個體中。鐵在神經元和神經膠質中發揮的作用也不完全清楚。本研究顯示患者組深部灰質核團相位值降低，與對照組相比差異顯著(P<0.05)。Drayer等[5]首先發現MS患者T2WI序列在丘腦和殼核等處呈低信號，之后研究證明是由鐵沉積引起的。本組中MS患者腦深部灰質核團的相位值與對照組相比普遍偏低，與部分文獻報道一致[3,6]。但只有雙側黑質的相位值降低與對照組相比存在統計學差異，可能是不同測量方法所致。

在人體中，鐵主要儲存在順磁性的鐵蛋白及含鐵血紅素中，而大腦中的特定區域會優先聚集非血紅素鐵[4]。在腦內，引起磁敏感變化的主要因素就是非血紅素鐵。細胞內鐵蛋白的負荷可能參與線粒體分解代謝。鐵在中樞神經系統的轉運被認為是通過鐵蛋白來介導的[7]。鐵在腦組織中聚積的可能解釋是鐵轉運為一種單向運輸。此外正常老化相關的微結構變化(例如髓鞘脫失、組織變稀薄等)可能釋放出鐵，并需要儲存下來。有研究顯示深部灰質是少突膠質細胞和神經元代謝相關鐵的儲存地，并隨著皮層的需求而出現量的變化。因此，在生理條件下鐵蛋白可能是用無毒方式保存鐵的貯存蛋白。然而病理狀態下當有害的鐵復合物出現時，鐵蛋白并不能被清除。腦鐵通過軸索途徑的正常傳輸被中斷可能是鐵過度沉積的一個原因[8]。MS鐵沉積的原因是消耗的減少或歸因于死亡神經元的釋放。此外，以往的研究觀察到皮層體積和鐵沉積的強相關性，可能與神經元變性繼發的萎縮有關[9]。

相關研究提示：MS患者腦深部灰質核團的鐵異常沉積與神經功能障礙有一定的相關性，如身體殘疾、認知功能障礙、情緒障礙、腦萎縮等有密切關系,如MS患者灰質核團T2低信號可能與腦萎縮有關，而腦部皮質體積減少的患者會伴有更嚴重的認知功能障礙[2,8]。有研究顯示深部灰質(如丘腦、尾狀核、殼核)的T2低信號改變和MS患者EDSS評分有明顯相關性[10]。本研究顯示：右側紅核的相位值與EDSS評分呈負相關、右側尾狀核與MMSE評分呈正相關，但我國有研究顯示MS患者各深部灰質核團相位值與EDSS評分無明顯相關性[3]。分析原因可能與不同研究患者數量、年齡、性別及受教育水平差異有關，期待未來能有大樣本多中心的研究支持。Neema等早期[11]報道了MS患者的殘疾程度、認知功能障礙的嚴重程度與深部灰質的鐵沉積密切相關，并推測可以將深部灰質鐵沉積的總量作為判斷MS是否進展的一種指標。Tjoa等[6]研究顯示MS患者的核磁T2低信號與臨床殘疾程度的評分具有相關性。Brass等[12]的研究也顯示MS患者灰質T2低信號與認知功能障礙具有相關性。Zivadinov等[13]報道了MS患者腦內總鐵含量較正常人明顯增高，并與腦功能障礙、腦萎縮程度有關。Williams等[14]報道腦深部灰質核團的鐵沉積與評估MS疾病活動性的很多檢測指標有明顯的相關性，說明鐵沉積與疾病的進展有關。

本實驗通過對腦深部灰質相位值變化的分析，驗證MS患者存在深部灰質的鐵沉積。利用SWI技術量化評估MS患者腦深部灰質核團鐵含量能夠提高MS的診斷率，對病灶的發現以及對病理改變的理解有較大幫助，值得臨床推廣應用。

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1007-4287(2017)12-2165-03

吉林省科技廳自然科學基金及國際合作項目(20160101023JC)

*通訊作者

2016-12-15)