早期無神經癥狀的HIV感染者腦代謝和腦血流灌注的MR檢測及其與CD4+T細胞計數的相關性分析

王秀娟 顏廷波

[摘要] 目的 通過磁共振（MR）檢測患者腦代謝和血流灌注情況，并探討人類免疫缺陷病毒（HIV）感染者腦代謝、血流灌注與患者CD4+T細胞計數之間的關系。 方法 選取2017年7月～2019年7月于我院進行治療且經過臨床確診的30例獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS）患者和12名志愿者作為研究對象。依據患者和志愿者的CD4+T細胞計數水平分別為A組（13例）、B組（17例）和對照組。全部受檢者行常規MRI及MRS掃描，利用MRS自帶的軟件完成基線校準和代謝物識別并檢測三組的N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿（Cho）、肌醇（Mi）和谷氨酰胺復合物（Glx6）等腦代謝指標。腦血流灌注情況采用ASL 序列分析，通過rCBF 圖對灌注情況進行定性分析。 結果 A組的NAA、Cho和Mi的峰面積均顯著低于對照組，Glx6顯著高于對照組（P<0.05）。B組的Cho峰面積均顯著低于對照組，Glx6顯著高于對照組（P<0.05）。A組患者的皮質、基底節和丘腦的腦血流低灌注比例顯著高于對照組（P<0.05）。A組和B組的NAA、Cho和Mi與CD4+T淋巴細胞計數呈正相關，而與Glx6呈負相關（P<0.05）。A組的皮質和基底節低血流灌注與CD4+T淋巴細胞計數呈顯著負相關，B組的皮質、基底節和丘腦與CD4+T淋巴細胞計數呈顯著負相關（P<0.05）。 結論 MR檢測技術可以對HIV感染者腦代謝和血流灌注進行有效檢測，HIV感染者腦代謝、血流灌注情況與患者CD4+T細胞計數水平有關。

[關鍵詞] HIV感染者;腦代謝;腦血流灌注;MR檢測;CD4+T淋巴細胞計數

[中圖分類號] R512.91;R445.2? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）22-0117-04

MR detection of brain metabolism and cerebral blood perfusion in early HIV-infected patients without neurological symptoms and its correlation with CD4+T cell count

WANG? Xiujuan? ?YAN Tingbo

Department of Radiology， Xixi Hospital of Hangzhou City， Hangzhou? ?310023， China

[Abstract] Objective To detect brain metabolism and perfusion in patients with magnetic resonance（MR）， and to explore the relationship between brain metabolism， blood perfusion and CD4+T cells counts in human immunodeficiency virus （HIV） infected patients. Methods Thirty patients with acquired immunodeficiency syndrome（AIDS） who were treated and clinically diagnosed in our hospital and 12 volunteers from July 2017 to July 2019 were enrolled. According to the CD4+ T cell counts of patients and volunteers， they were divided into group A（13 cases）， group B（17 cases） and control group. All subjects underwent routine MRI and MRS scans. The software from MRS was used to complete baseline calibration and metabolite identification and detect brain metabolic indicator including N-acetyl aspartate（NAA） and choline（Cho）， inositol（Mi） and glutamine complex 6（Glx6）. The cerebral blood perfusion was analyzed by ASL sequence analysis， and the perfusion was qualitatively analyzed by rCBF map. Results The peak areas of NAA， Cho and Mi in group A were significantly lower than those in the control group， and Glx6 was significantly higher than that of the control group（P<0.05）. The peak area of Cho in group B was significantly lower than that in the control group， and Glx6 was significantly higher than that in the control group（P<0.05）. The proportion of cerebral blood flow hypoperfusion in the cortex， basal ganglia and thalamus of group A was significantly higher than that of the control group（P<0.05）. NAA， Cho， and Mi in group A and group B were positively correlated with CD4+T lymphocyte counts， but negatively correlated with Glx6（P<0.05）. There was a significant negative correlation between the low blood of the cortex and basal ganglia in group A and the CD4+T lymphocyte counst. The cortex， basal ganglia and thalamus in group B were significantly negatively correlated with CD4+T lymphocyte counts（P<0.05）. Conclusion MR detection technology can effectively detect brain metabolism and blood perfusion in HIV-infected patients. The brain metabolism and blood perfusion of HIV-infected patients are related to the patient's CD4+ T cell counts.

[Key words] HIV-infected persons; Brain metabolism;Cerebral blood perfusion; MR detection; CD4+ T lymphocyte count

獲得性免疫缺乏綜合征（Acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）是一種由人類免疫缺陷病毒（Human immunodeficiency virus，HIV）特異性攻擊表達CD4+T淋巴細胞，造成人體免疫損傷的疾病。CD4+T淋巴細胞呈進行性減少是HIV感染者的主要特征[1]。CD4+T 淋巴細胞的活化與HIV感染者疾病進展關系密切[2]，HIV 感染者的免疫狀態可以通過CD4+ T 淋巴細胞計數的絕對值反映[3]。相關研究顯示當CD4+ T淋巴細胞低于200 cell/μL時，患者即進入艾滋病期[4]。CD4+ T淋巴細胞的計數對于指導HIV感染者的病情評估和治療均有重要的意義[5]。

磁共振（Magnetic resonance，MR）和動脈自旋標記（Arterial spin labeling，ASL）已經廣泛應用于檢測腦內病灶的血流灌注、神經元代謝產物的改變。MR是腦組織損傷的常規檢查手段，同時ASL技術具有無創的特點，對腦組織低灌注區的范圍和嚴重程度能夠進行可視化分析，因此近年來多用于對患者腦卒中灌注的檢查[6]。相關研究結果顯示，HIV感染者的腦代謝和血流灌注會有一定的改變[7]，本研究通過檢測HIV患者CD4+ T淋巴細胞的水平，并通過MR檢測患者腦代謝和血流灌注情況探討HIV感染者腦代謝、血流灌注與患者CD4+T細胞計數之間的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年7月～2019年7月于我院進行治療且經過臨床確診的30例AIDS患者作為研究對象。將入組的AIDS患者依據CD4+T淋巴細胞計數的結果進行分組，將CD4+T淋巴細胞計數≤200 cell/μL的患者（共13例）納入A組，將CD4+T淋巴細胞計數>200 cell/μL的患者（共17例）納入B組。另選12名同時期于我院進行健康體檢的志愿者作為對照組。A組、B組和對照組性別、年齡比較無統計學差異（P>0.05），具有可比性，見表1。本研究得到我院倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 納入和排除標準

1.2.1 納入標準? （1）A組和B組均確診為AIDS患者，對照組經檢查確認為無HIV感染;（2）經臨床蒙特利爾評分進行評估結果為無認知損傷[8];（3）入組患者和志愿者均為右利手。

1.2.2 排除標準? （1）體內有植入器械等金屬材料者;（2）疑似或確診為顱內感染者;（3）患有惡性腫瘤者;（4）出現腦萎縮或其他病變者;（5）不能完全配合檢查者。

1.3 CD4+T淋巴細胞計數檢測

所有入組患者和志愿者分別于住院后或入院檢查后第2天清晨空腹采集靜脈血，對血液分離單個核細胞后分別采用貝克曼 CytoFLEX 流式細胞儀和鼠抗人CD4+單克隆抗體檢測患者和志愿者的外周血CD4+水平。

1.4 腦代謝指標的MR檢測

全部受檢者行常規MRI及MRS掃描，先行常規MRI（包括橫軸面和矢狀面）T1WI、T2WI，橫軸面FLAIR。T2WI參數：TR2800 ms，TE96 ms;T1WI參數：TR510 ms，TE12 ms;視野230 mm×230 mm，層厚5.0 mm，間隔0.5 mm，矩陣156×256，層數19層。采集線圈采用8通道顱腦線圈，lH-MRS采用單體素press序列，TE35 ms，激勵次數4次灌注掃描采用PWI技術，掃描開始后大約延遲20 s后再以（3～5）mL/s的速率快速團注釓劑，用量為0.2 mL/kg，隨即以同樣速率注射25 mL生理鹽水沖洗，采集參數為TR=8.2 ms，TE=3.2 ms，TI=450 ms，FOV=24 cm×24 cm，矩陣=256×256，層厚1 mm，采集次數等于1，掃描層數為156層。

利用MRS自帶的軟件完成基線校準。代謝物波峰曲線位置進行代謝物識別，N-乙酰天門冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）的化學位移位置為2.02 ppm、膽堿（choline，Cho）的位置為3.20 ppm、肌醇（inositol，Mi）的位置為3.56 ppm，谷氨酰胺復合物（glutamine complex6，Glx6）的位置為3.80 ppm。各代謝物波峰曲線下的面積計算體素內各代謝物含量。

1.5 腦血流灌注指標的MR檢測

腦血流灌注MR掃描儀同1.4部分，具體灌注情況采用ASL 序列分析，使用 MR GE1.5 t工作站進行后處理，通過rCBF 圖對灌注情況進行定性分析。在分析過程中需由2位有經驗的影像診斷醫師共同閱片進行分析，對腦血流灌注情況達成統一意見。分析部位包括皮質、基底節和丘腦。

1.6 統計學分析

采用SPSS19.0統計學軟件對數據進行分析，計量資料以（x±s）表示，多組間比較采用one-Way ANOVA方差分析進行檢驗，各組間比較采用SNK-q檢驗。計數資料采用χ2檢驗;相關性分析采用Spearman相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 AIDS患者和對照組腦代謝物峰下面積比較

見表2。A組的NAA、Cho和Mi的峰面積均顯著低于對照組，Glx6顯著高于對照組（P<0.05）;B組的Cho峰面積均顯著低于對照組，Glx6顯著高于對照組（P<0.05）。

表2? ?AIDS患者和對照組腦代謝物峰下面積比較（x±s）

注：與A組相比，*P<0.05;與B組相比，#P<0.05

2.2 MR檢測腦血流灌注指標結果

見表3。A組患者的皮質、基底節和丘腦的腦血流低灌注比例顯著高于對照組（P<0.05）。不同位置的低灌注影像結果見封三圖3。

2.3 CD4+T淋巴細胞計數與腦代謝指標、腦血流灌注指標的相關性分析

對三組患者的NAA、Cho、Mi和Glx6的峰面積與CD4+T淋巴細胞計數進行相關性分析，見表4。A組和B組的NAA、Cho和Mi與CD4+T淋巴細胞計數呈正相關，而與Glx6呈負相關（P<0.05）。

經過對患者和對照組皮質、基底節和丘腦是否有低血流灌注進行定性分析，以血流正常定義為“0”，以出現低血流灌注定義為“1”，對三組患者的腦血流灌注情況與CD4+T淋巴細胞計數進行相關性分析。見表5。各組患者的腦血流灌注與CD4+T淋巴細胞計數呈負相關，其中A組的皮質和基底節低血流灌注與CD4+T淋巴細胞計數呈明顯負相關（P<0.05），B組的皮質、基底節和丘腦與CD4+T淋巴細胞計數呈明顯負相關（P<0.05）。

3 討論

CD4+T細胞數量檢測是目前確定HIV感染和AIDS臨床分期的重要指標[9]。在AIDS患者中，CD4+T細胞<200 cell/μL的感染者，屬于重度免疫抑制的患者[10]，同時HIV感染者確認進展為AIDS的標準也是為CD4+T細胞計數<200 cell/μL[11]。本研究中30例HIV感染者中，A組13例患者、B組17例患者以及對照組志愿者體內的CD4+T細胞計數差異明顯，提示各組患者的病情嚴重程度不同。而本研究中，超過一半數量患者的CD4+T細胞計數高于200 cell/μL，說明早期無神經癥狀的HIV感染者大部分未進入重度免疫抑制的階段。

前期研究顯示，HIV感染者的腦代謝和血流灌注會有一定的改變[7]，本研究中，雖然患者還未出現神經癥狀，但是可以通過現代影像技術及時檢測患者腦代謝和血流灌注的早期改變，并為患者的治療及預防控制患者出現腦損傷提供依據。對腦組織代謝產物的監測是磁共振波譜技術常用功能[12]。磁共振波譜可以檢測腦組織中一些代謝物的含量，而這些腦組織液中代謝物的濃度可以反映神經細胞的代謝狀況[13]。常見的腦組織代謝的檢測物質包括NAA、Cho、Mi和Glx6等[14，15]。相關研究顯示，腦星形膠質細胞內滲透壓的改變可導致Mi和Cho含量的異常，并顯示在MR中峰面積的異常[16]。NAA是能夠作為反映神經元功能的標志物[17]，而Glx6峰面積則能很好地反映腦損害嚴重程度[18]。由本研究中可以看出，從A組、B組到對照組患者CD4+T細胞計數不斷增加，NAA、Cho和Mi的峰面積呈現增加的趨勢，Glx6峰面積呈現遞減的趨勢，提示CD4+T細胞水平對腦代謝物有影響。相關性分析結果顯示，A組和B組的NAA、Cho和Mi與CD4+T淋巴細胞計數呈正相關，而與Glx6呈負相關，說明HIV感染者的腦組織代謝水平與病情嚴重的程度有關，對HIV感染者的腦組織代謝水平的監測對于HIV感染的病情評估有著重要意義。但是也有研究指出，臨床表現和神經系統較為穩定的HIV感染患兒，其腦代謝物在10個月的隨訪期內相對穩定[7]。本研究中患者的病程普遍在1年以上，因此對于HIV感染者的腦代謝指標變化還需要更多臨床數據進行佐證。

磁共振ASL技術是將自由彌散質子作為示蹤劑進行標記，在標記物進入組織后成像的技術[19]，磁共振ASL技術已廣泛應用于腦血管和附近組織損傷的檢測[20]。ASL技術具有無創、能夠可視化觀察損傷的特點，能夠準確分析腦組織低灌注的范圍和程度，無創評估腦卒中過程中的血流動力學變化，對于腦損傷早期灌注變化優勢明顯，因此磁共振ASL技術也已經開始應用于腦組織缺血灌注[21]。本研究中，A組患者的皮質、基底節和丘腦的腦血流低灌注比例與對照組相比出現明顯差異（P<0.05），提示當HIV感染者病情進展AIDS時，患者的腦組織供血出現了一定的改變。而相關性分析結果也顯示，HIV感染的患者CD4+T細胞計數與皮質、基底節和丘腦腦血流灌注呈明顯負相關，提示HIV感染者的腦血流灌注情況與病情有關。因此，在對早期無神經癥狀的HIV感染者的檢查和治療中應多關注其血流灌注的變化情況，同時也從側面判斷患者病情的嚴重程度。

綜上，MR檢測技術可以對HIV感染者腦代謝和血流灌注進行有效檢測，HIV感染者腦代謝、血流灌注情況與患者CD4+T細胞計數水平有關。

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（收稿日期：2019-09-24）