1H-MR波譜分析急性期抗N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDAR)腦炎額葉代謝物變化

馮雪丹，于莎莎，張玉婧，高 煜，陳劍華，馬紅梅，徐建民

(1.北京豐臺右安門醫院神經內科，2.醫學影像科，北京 100069)

抗N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartate-receptor， NMDAR)腦炎指由NMDAR的NR1亞基產生的特異性IgG抗體介導的自身免疫性腦炎(autoimmune encephalitis, AE)[1]，臨床表現為精神行為異常、語言障礙、癲癇發作和認知功能障礙等[2]。抗NMDAR腦炎為中樞神經系統功能損傷而非組織破壞，其中頭部MRI可見異常者僅約占11%～83%[3-4]，且MRI表現與病情嚴重程度無明顯相關[5]。1H-MR波譜(MR spectroscopy, MRS)是利用MRI和化學位移作用進行特定原子核和化合物分析的無創性影像學技術。既往研究[3-5]報道，抗NMDAR腦炎好發于額葉及顳葉，額葉與學習、記憶等高級認知功能密切相關。本研究以雙側額葉為ROI，采用1H-MRS觀察急性期抗NMDAR腦炎雙側額葉皮層代謝物變化及其與認知障礙的關系，評估其對本病的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年4月—2018年12月20例于北京豐臺右安門醫院臨床診斷的急性期抗NMDAR腦炎(腦炎組)患者。納入標準：①符合《中國自身免疫性腦炎診治專家共識》[6]抗NMDAR腦炎診斷標準；②發病≤1個月，處于精神障礙期且未接受免疫治療；③生命體征平穩；④頭部MRI未見明確異常；⑤腦脊液抗NMDAR抗體檢測結果為陽性。排除標準：①既往有嚴重腦器質性疾病、軀體疾病、顱腦損傷、精神類疾病史；②酒精和藥物濫用史；③存在神經系統結構異常。招募同期20名年齡、性別與受教育程度匹配的健康成年志愿者為正常對照(對照組)。受試者均為右利手。本研究經院倫理學委員會批準(批準號：2019第2號)，檢查前受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE 1.5T signa HDxt超導MR儀，采集常規T1WI、T2WI、三維正交方位液體衰減反轉恢復序列圖像后行1H-MRS掃描。于軸位T1WI上分別于左、右側額葉相同部位選定ROI，避開腦脊液、脂肪、顱骨及氣腔等結構，采用點解析頻譜法(point resolve spectroscopy， PRESS)序列采集單體素波譜數據，設備自動進行勻場及水抑制，體素20 mm×20 mm×20 mm，TR 1 500 ms，TE 35 ms，FOV 240 mm×240 mm，平均采集次數8次，掃描時間2 min 12 s。

采用GE AW4.7工作站對原始數據進行處理，獲得相應MRS及各代謝物N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl asparte, NAA)、膽堿(choline, Cho)、肌醇(myo-inositol, mI)、谷氨酸鹽復合物(glutamine+glumate, Glx)和肌酐(creatine, Cr)的峰下面積；并以Cr為參照物自動計算左右側額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr及Glx/Cr。

由1名具有5年工作經驗的神經內科主治醫師于MR檢查當日采用盲法對受試者進行神經心理測評，包括簡易精神狀態檢查(mini-mental state examination, MMSE)量表(總分30分)和蒙特利爾認知評估(Montreal cognitive assessment, MoCA)量表評分(總分30分)，如受試者教育年限<12年，MoCA評分加1分，正常值≥26分。

記錄腦炎組患者腦脊液抗NMDAR抗體檢測結果。

1.3 統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件。對計量資料采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態性分析，符合正態分布時以±s表示，采用t檢驗進行比較。采用χ2檢驗比較計數資料。以Pearson相關分析觀察腦炎組1H-MRS參數與MMSE評分、MoCA總分之間的關系，Spearman相關分析觀察1H-MRS參數與抗NMDAR抗體滴度倒數之間的關系。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

腦炎組(n=20)男11例，女9例，年齡19～66歲，平均(32.5±14.2)歲；教育年限6～16年，平均(8.50±3.53)年；MMSE評分4～29分，平均(18.23±8.62)分，MoCA評分17.53～7.81分，平均(17.53±7.81)分；腦脊液抗NMDAR抗體滴度2例為1∶10、10例為1∶32、5例為1∶100、3例為1∶320。對照組(n=20)男10名，女10名，年齡21～58歲，平均(33.6±15.0)歲；教育年限5～17年，平均(8.90±2.80)年；MMSE評分26～30分，平均(28.08±0.82)分，MoCA評分27～30分，平均(29.02±1.12)分。腦炎組MMSE評分(t=-0.39，P=0.01)及MoCA評分(t=-0.56，P<0.01)均低于對照組，年齡(t=0.26，P=0.76)、性別(χ2=0.46，P=0.35)及受教育年限(t=-0.32，P=0.68)組間差異無統計學意義。

2.1 組間1H-MRS參數比較 腦炎組雙側額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr、Glx/Cr差異均無統計學意義(t=1.03、2.29、-0.73、0.15，P均>0.05)。與對照組相比，腦炎組雙側額葉NAA/Cr下降、Glx/Cr升高(P均<0.05)，而左、右側額葉Cho/Cr、mI/Cr差異均無統計學意義(P均>0.05)，見圖1及表1。

圖1 腦炎組及對照組MRS A.腦炎組右側額葉NAA/Cr為1.32，Glx/Cr為0.89； B.對照組右側額葉NAA/Cr為1.69，Glx/Cr為0.58； C.腦炎組左側額葉NAA/Cr為1.07，Glx/Cr為0.75； D.對照組左側額葉NAA/Cr為1.58，Glx/Cr為0.63

表1 腦炎組與對照組雙側額葉1H-MRS參數比較(±s)

表1 腦炎組與對照組雙側額葉1H-MRS參數比較(±s)

組別NAA/Cr右側額葉左側額葉Cho/Cr右側額葉左側額葉mI/Cr右側額葉左側額葉Glx/Cr右側額葉左側額葉腦炎組(n=20)1.16±0.201.18±0.271.10±0.120.97±0.120.89±0.200.87±0.100.75±0.120.72±0.16對照組(n=20)1.36±0.201.32±0.171.00±0.120.90±0.150.70±0.100.85±0.180.50±0.170.56±0.13t值-2.39-2.210.780.690.160.282.282.35P值0.040.030.150.380.080.130.020.02

2.2 抗NMDAR腦炎1H-MRS參數與MMSE評分、MoCA評分及腦脊液抗體滴度倒數的相關性 腦炎組左、右側額葉MRS參數差異均無統計學意義，故取其均值進行分析，結果顯示額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr及Glx/Cr與MMSE評分、MoCA總分腦脊液抗NMDAR抗體滴度倒數間均無明顯相關性(P均>0.05)，見表2。

表2 急性期抗NMDAR腦炎額葉1H-MRS參數與MMSE、MoCA評分及抗體相關性分析結果

3 討論

1H-MRS為非侵襲性腦功能成像技術，可檢測腦代謝物含量以反映神經元及細胞膜的功能狀態，現已廣泛用于研究癲癇[7]、癡呆[8]及神經系統腫瘤等疾病。抗NMDAR腦炎是一種彌漫性腦炎，自身產生的抗NMDAR抗體與突觸部位NMDAR結合，影響突觸神經遞質傳遞，導致患者神經功能失常而出現認知功能障礙。

NAA是反映神經元和軸突完整性的標志。大腦Cr在不同代謝條件下均較穩定，常作為其他代謝物的內參照。YAMAMOTO等[9]發現抗NMDAR腦炎發病初期NAA峰降低，隨后轉為正常。KATAOKA等[10]發現抗NMDAR腦炎早期頭部MRI和腦電圖改變不明顯時，基底節和丘腦NAA水平已出現降低，疾病后期NAA水平恢復正常。也有研究[11-12]表明抗NMDAR腦炎病灶處NAA峰、NAA/Cr降低。本研究中，相比對照組，腦炎組雙側額葉NAA/Cr減低，與上述報道大致一致，提示急性期抗NMDAR腦炎額葉神經元代謝障礙，或伴部分神經元變性壞死、數量減少，而NAA水平減低可能是導致抗NMDAR腦炎患者認知功能障礙的生化基礎，故1H-MRS可用于檢測抗NMDAR腦炎急性期神經元功能改變。

Cho代表腦內膽堿總量，反映細胞膜功能狀態。本研究腦炎組雙側額葉Cho/Cr與對照組差異無統計學意義，與既往報道[11-12]相似，考慮與抗NMDAR腦炎額葉細胞膜功能輕度異常，存在輕度炎癥反應、髓鞘細胞破壞或增殖有關。

谷氨酸(glutamate, Glu)是腦內主要興奮性氨基酸，影響神經元存活、突觸形成及可塑性等，與大腦學習、記憶等認知功能關系密切。谷氨酰胺(glutamine, Gln)是谷氨酸的儲存形式，低場強1H-MRS很難分離二者，故常以Glx反映Glu和Gln的濃度。ENDRES等[13]報道1例抗NMDAR腦炎MRS左大腦半球前額葉皮質Glx、Glx/Cr較對側明顯減低，PET顯示左大腦半球葡萄糖代謝減低，推測二者存在相關性。本研究發現抗NMDAR腦炎組雙額葉Glx/Cr升高，與其發病機制相符，即腫瘤或感染等刺激產生抗NMDAR抗體，與大腦中的NMDAR交叉反應并誘導其內化，可逆性降低受體表面密度、減少突觸位點，增加Glu釋放，致神經元受損而發生認知障礙、行為異常等[13]。本研究結果與ENDRES等[13]不一致，考慮與研究對象不同有關：后者觀察對象為恢復期患者，而本組為急性期患者，推測抗NMDAR腦炎初期皮層過度興奮，與高Glu狀態有關，而后低Glu狀態導致皮質過度抑制，提示通過1H-MRS檢測Glu濃度可監測抗NMDAR腦炎病情。

mI增高可作為神經膠質細胞增生的標志物。目前少見關于抗NMDAR腦炎mI代謝變化的報道。尸檢報告[14]顯示1例難治性抗NMDAR腦炎存在大腦T細胞炎癥和明顯小膠質細胞受累。本研究中抗NMDAR腦炎左、右側額葉mI/Cr與對照組差異均無統計學意義，考慮與納入病例為早期非重癥患者有關。

既往研究[8]認為1H-MRS檢出的腦神經遞質改變與認知功能密切相關。本研究發現抗NMDAR腦炎急性期額葉皮層各代謝物比值與MMSE、MoCA評分均無明顯相關，提示抗NMDAR腦炎認知功能障礙機制復雜，單一神經遞質代謝物改變并不能完全反映認知功能變化，尚不能以NAA和/或Glx作為臨床評價患者認知障礙的指標。抗NMDAR腦炎患者腦脊液抗NMDAR抗體滴度不能反映病情嚴重程度，與抗體的親和力有關[15]；本組腦代謝物含量亦與抗體滴度無明顯相關性。

綜上所述，1H-MRS有助于診斷急性期抗NMDAR腦炎及監測病情。抗NMDAR腦炎急性期雙側額葉NAA/Cr降低、Glx/Cr升高，但與認知障礙無明顯相關性。本研究存在的局限性：①樣本量小，且僅為單中心、橫斷面研究；②未觀察不同腦區、不同病程階段腦代謝物含量變化，有待擴大樣本量進一步完善。