肝豆狀核變性二維MRS研究

許文鋒 何榮興 周香雪（通訊作者）

（1 廣西壯族自治區工人醫院神經內科 廣西 南寧 530021）

（2 中山大學附屬第一醫院東院影像科 廣東 廣州 510080）

（3 中山大學附屬第一醫院神經內科 廣東 廣州 510080）

肝豆狀核變性（Hepato lenticular degeneration，HLD也稱wilson disease，WD）是一種常染色體單基因隱性遺傳的銅代謝障礙疾病，其致病基因ATP 7B，定位于染色體13 ql 4.3，編碼一種銅轉運P型ATP酶。ATP 7B 基因突變導致ATP 7B功能減弱或喪失，導致血清銅藍蛋白合成減少以及膽道排銅障礙，蓄積體內的銅離子在肝、腦、腎、角膜等處沉積，引起進行性加重的肝硬化、錐體外系癥狀、精神癥狀、腎損害及角膜色素環(即K-F環)。磁共振波譜成像（MRS）能夠進行活體組織內化學物質無創性檢測，可用于腦部代謝的研究。二維氫質子磁共振波譜（1H-MRS）比單體素MRS更能準確反映腦部皮層下核團的代謝情況。我們通過二維MRS觀察WD患者皮層下核團的代謝情況，并探討核團代謝情況與臨床癥狀、銅代謝、病程之間的關系。

1.資料與方法

1.1 一般資料

收集中山大學附屬第一醫院黃埔院區2017年3月—2017年11月臨床確診的WD患者21例（腦型17例，肝型4例），5例均無血緣關系的健康志愿者作為正常對照組。WD診斷標準為[1]：銅藍蛋白＜0.2g/L，24h尿銅＞100ug，角膜K-F環陽性，有陽性家族史。

所有對象均簽署知情同意書，經醫院倫理委員會批準。

腦型WD患者用改良Young量表[2]進行神經癥狀評分。根據腦型WD患者的臨床癥狀及改良Young量表評分情況（見表1），將腦型WD患者分為以下四型：（1）不自主運動型；（2）帕金森癥狀型；（3）口－下頜肌張力障礙型；（4）精神障礙型。根據肝功能結果，將WD患者進行Child肝功能分級。所有研究對象進行血清銅、尿銅檢查。

表1 腦型WD患者分型方法

1.2 影像學檢查方法

WD患者及正常對照進行MRS檢查。使用SIEMENS 3.0T MAGNETOM Verio MRI掃描儀和8通道SENSE Head線圈。受檢者靜息平臥，固定頭部，使用棉花降低噪音。用三維快速擾相梯度翻轉恢復（3D mprage）序列獲取解剖圖像：TR/TE 1900ms/2.52ms，FOV 250mm×250mm，矩陣246×256，層厚1mm，層距0.5mm，掃描時間4.18min。fMRI掃描序列采用平面回波成像梯度回波（EPI GRE）序列：TR/TE 2000ms/30ms，FOV 192mm×192mm，矩陣64×64，層數36，層厚3mm，層距0.75mm，掃描時間6.46min,采集次數200。

1.3 數據處理

采用二維波譜呈像方法，自動MRI波譜檢測技術，點分辨波譜(PRESS)序列，TR1500ms，TE 135ms，自動勻場，FOV210mm×240mm，相位矩陣160×160。感興趣區(ROI)為兩側豆狀核、尾狀核、丘腦、小腦、黑質、額葉白質，體積為1.0cm×1.0cm×1.0cm。選取ROI時注意避免腦脊液和顱骨等的影響。用MR儀自帶的Sage波譜處理軟件計算N－乙酰天門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、膽堿（choline，Cho）、肌酸（creatine，Cr）的曲線下面積及NAA／Cr、Cho／Cr的比值。同時將儀器生成的波譜原始數據導入電腦工作站，用Spectro View軟件對波譜原始數據處理。

1.4 統計學方法

2.結果

2.1 WD患者及正常對照基本情況，見表2。

表2 WD患者及正常對照的基本情況對比

2.2 WD患者與正常對照MRS數據比較

WD患者及正常對照核團MRS數據，見表3。

表3 WD患者及正常對照核團MRS數據 （±s）

表3 WD患者及正常對照核團MRS數據 （±s）

*與正常對照比較，有統計學意義（P≤0.05）；△與腦型WD患者比較，有統計學意義（P≤0.05）。

部位項目腦型WD肝型WD正常對照右側尾狀核NAA/Cr2.36±0.99*2.74±0.32*5.19±0.12 Cho/Cr7.21±3.10*3.23±1.22△2.56±0.59左側尾狀核NAA/Cr2.22±1.00*2.94±1.025.27±0.17 Cho/Cr4.16±3.853.17±0.552.51±0.35右側豆狀核NAA/Cr2.11±1.042.89±0.553.97±0.20 Cho/Cr2.17±1.742.42±0.651.06±0.74左側豆狀核NAA/Cr1.76±1.07*2.18±0.56*4.48±0.25 Cho/Cr1.62±0.951.66±0.841.04±0.29右側丘腦NAA/Cr2.69±1.93*2.77±0.195.25±0.12 Cho/Cr4.78±3.08*2.04±0.19△1.14±0.11左側丘腦NAA/Cr2.24±1.11*2.43±0.20*6.17±0.15 Cho/Cr1.01±0.621.99±0.201.16±0.05右側黑質NAA/Cr1.87±0.431.7±0.651.3±0.08 Cho/Cr1.24±0.751.00±0.311.07±0.09左側黑質NAA/Cr1.84±0.802.60±0.331.87±0.05 Cho/Cr1.29±0.571.4±0.370.93±0.23右側小腦NAA/Cr1.83±0.161.30±0.822.11±0.09 Cho/Cr1.53±0.871.40±0.421.25±0.08左側小腦NAA/Cr1.83±0.842.10±0.791.59±0.14 Cho/Cr1.38±1.001.92±0.471.20±0.09右側額葉NAA/Cr2.04±0.942.12±0.822.55±0.28 Cho/Cr3.29±1.821.85±0.203.7±0.14左側額葉NAA/Cr1.77±1.022.14±0.212.85±0.15 Cho/Cr2.05±1.781.43±0.382.65±0.15

通過獨立樣本t檢驗，與正常對照比較，腦型WD患者雙側尾狀核（P=0.043,0.021）、左側豆狀核（P=0.040）、雙側丘腦（P=0.035,0.037）NAA/Cr下降，右側尾狀核（P=0.041）、右側丘腦（P=0.035）Cho/Cr升高。

通過獨立樣本t檢驗，與正常對照比較，肝型WD患者右側尾狀核（P=0.029）、左側豆狀核（P=0.033）、左側丘腦（P=0.042）NAA/Cr下降。

2.3 肝腦型WD患者MRS結果比較

通過獨立樣本t檢驗，肝型WD患者右側尾狀核（P=0.043）、右側丘腦（P=0.039）Cho/Cr低于腦型。

2.4 各型WD患者MRS結果

各類型WD患者MRS比較，見表4。

表4 各類型WD患者MRS數據（±s）

表4 各類型WD患者MRS數據（±s）

部位項目1型2型3型4型右側尾狀核NAA/Cr1.83±1.251.84±1.023.13±1.212.98±0.67 Cho/Cr1.12±0.563.16±2.333.32±1.173.00±2.32左側尾狀核NAA/Cr2.47±0.621.92±0.772.06±0.452.81±0.36 Cho/Cr2.88±0.723.34±1.093.26±1.072.38±1.21右側豆狀核NAA/Cr2.43±1.001.39±0.422.33±0.771.65±0.31 Cho/Cr3.30±0.891.26±0.502.14±1.191.51±0.34左側豆狀核NAA/Cr1.51±0.311.45±0.461.99±0.642.87±0.92 Cho/Cr1.75±1.071.12±0.351.91±0.332.10±1.21右側丘腦NAA/Cr1.44±1.22*1.96±0.363.22±0.572.20±1.21 Cho/Cr2.04±0.991.51±1.035.28±2.36*1.10±1.26左側丘腦NAA/Cr1.49±0.722.92±0.792.24±1.052.92±1.03

部位項目1型2型3型4型Cho/Cr2.50±0.691.24±0.234.47±1.56*1.67±0.76右側黑質NAA/Cr2.02±1.331.08±0.74*2.12±1.061.46±0.39 Cho/Cr1.16±0.461.57±0.371.24±0.391.69±0.62左側黑質NAA/Cr1.54±0.372.50±0.981.71±1.051.74±0.35 Cho/Cr0.97±0.362.20±1.071.20±0.491.36±0.59右側小腦NAA/Cr1.44±0.392.87±1.261.55±1.061.28±0.37 Cho/Cr1.39±0.761.75±0.651.54±0.591.70±1.02左側小腦NAA/Cr2.23±0.481.40±0.621.73±0.571.75±1.03 Cho/Cr0.87±0.342.08±1.211.17±0.541.43±0.39右側額葉NAA/Cr1.45±0.622.07±0.222.68±1.252.17±0.75 Cho/Cr2.32±2.031.34±0.921.91±0.364.33±1.34*左側額葉NAA/Cr2.22±0.432.65±1.232.48±1.175.63±2.03 Cho/Cr2.02±0.921.71±0.821.86±0.454.33±0.45*

通過方差分析，1型WD患者右側丘腦NAA/Cr值低于3型；2型患者右側黑質NAA/Cr值低于其他類型；3型患者雙側丘腦Cho/Cr值高于其他類型；4型WD患者雙側額葉Cho/Cr值高于其他類型。

MRS結果與改良Young量表評分總分及各項評分無相關性。

2.5 MRS結果不對稱性結果

將左右側感興趣區改良Young量表單項得分相差2分以上，認定為神經癥狀不對稱。神經癥狀不對稱者為14例（66.67%），其中震顫不對稱者為6例，肌張力障礙不對稱者為11例，舞蹈樣動作不對稱者為1例。

通過配對t檢驗，神經癥狀對稱的患者中，WD患者各感興趣區左右側NAA/Cr、Cho/Cr值比較無明顯差異。

震顫癥狀不對稱的患者中，雙側丘腦Cho/Cr值有差異（P=0.040）。

肌張力障礙、舞蹈樣動作不對稱的患者中，未發現雙側MRS數據不對稱性。

2.6 MRS結果與臨床資料關系

通過相關分析，左側額葉NAA/Cr與病程呈負相關（r=-0.62,P=0.01）。

MRS結果與血清銅、尿銅結果無相關性。

MRS結果與肝功能等級無相關關系。

3.討論

WD腦部的病變主要在基底節,以殼核最明顯,次為蒼白球及尾狀核。其他如大腦皮質、丘腦、紅核、黑質、齒狀核、中腦、腦橋、小腦均可受累。組織病理學改變主要包括腦水腫、壞死以及海綿狀變性、腦萎縮等：過量蓄積的銅離子具有細胞毒性作用并可引起腦組織慢性缺血，導致腦部神經細胞變性腫脹、壞死消失，神經纖維髓鞘脫失，病變區出現軟化、囊變及空腔，繼而星形膠質細胞增生肥大，晚期出現腦萎縮、組織結構疏松[3]。

MRS能夠進行活體組織內化學物質的無創性檢測，提供的代謝信息往往早于疾病的形態學改變，能反映感興趣區的代謝情況，Cr作為高能磷酸鹽的儲備形式及ATP、ADP的緩沖劑，能夠直接反映能量代謝情況且Cr值一般不會隨病理變化而變化，比較穩定固可用作臨床參考值，對代謝信息進行標準化，計算NAA/Cr、Cho/Cr比值等。NAA是中樞神經系統內濃度最高的代謝物，分布于神經元與軸索，它是標記神經元和軸索生存能力與密度的指標[4]。Cho是磷脂代謝的成分，參與細胞膜的合成與降解,其峰值的高低是由膜磷脂中的膽堿濃度決定的，它可以反映細胞膜磷脂的穩定狀態及細胞的增殖程度[5]。Wilson病中Cho增高與病變區星形膠質細胞增生相關[6]。我們的研究中，腦型WD患者雙側尾狀核、左側豆狀核、雙測丘腦NAA/Cr下降，右側尾狀核、右側丘腦Cho/Cr升高。肝型WD患者右側尾狀核、左側豆狀核、左側丘腦NAA/Cr下降。提示腦型、肝型WD患者均存在神經元細胞的減少和星形膠質細胞增生。也支持肝型WD患者的顱內代謝異常出現時間要先于患者的臨床神經、精神癥狀。同時我們發現，肝型WD患者右側尾狀核、右側丘腦Cho/Cr低于腦型。提示腦型WD患者的腦部部分核團的星形膠質細胞增生較肝型WD患者明顯。

我們根據腦型WD患者的神經癥狀，將其分為1型（不自主運動型）、2型（帕金森癥狀型）、3型（口-下頜肌張力障礙型）、4型（精神癥狀型）。我們發現不同神經癥狀WD患者腦部MRS特點有所不同。1型WD患者右側丘腦NAA/Cr值低于3型；2型患者右側黑質NAA/Cr值低于其他類型；3型患者雙側丘腦Cho/Cr值高于其他類型；4型WD患者雙測額葉Cho/Cr值高于其他類型，提示不同神經癥狀在腦部不同核團的神經元細胞的減少及星形膠質細胞增生存在差異。

神經癥狀不對稱在WD患者中非常常見。我們發現，神經癥狀對稱的患者中，WD患者各感興趣區左右側NAA/Cr、Cho/Cr值比較無明顯差異。肌張力障礙、舞蹈樣動作不對稱的患者中，未發現雙側MRS數據不對稱性。震顫癥狀不對稱的患者中，雙測丘腦Cho/Cr值有差異。提示震顫癥狀不對稱的患者中，雙測丘腦星形膠質細胞增生存在差異。

MRS結果與血清銅、尿銅結果無相關性。MRS結果與肝功能等級無相關關系。左側額葉NAA/Cr與病程呈負相關。吳舒梅等[7]的研究同樣發現NAA/Cr比值降低的程度與病程呈負相關。病程越長神經元損傷可能越明顯。

綜上所述，二維MRS反映了WD患者腦部核團及額葉皮層存在神經元細胞的減少和星形膠質細胞增生等代謝異常。肝、腦型WD患者在腦部核團的損傷程度上有區別。不同神經癥狀在腦部核團損傷的部位上存在差異。神經癥狀的不對稱性與核團代謝的不對稱性有一定相關性。