MRI研究慢性疲勞綜合征腦結構及功能進展

馮楚文，屈媛媛，孫忠人，李超然，孫維伯，王慶勇， 佟 欣，陳 濤，李彬彬，楊添淞2,*

(1.黑龍江中醫藥大學研究生學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院針灸科， 黑龍江 哈爾濱 150040；3.黑龍江中醫藥大學針灸臨床神經生物學重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150040；4.浙江中醫藥大學附屬第三醫院針灸科，浙江 杭州 310053； 5.哈爾濱醫科大學第一臨床醫學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

2016年WHO國際疾病分類將慢性疲勞綜合征(chronic fatigue syndrome, CFS)歸為神經系統其他疾病。CFS發病率為0.1%～0.5%，多見于20～45歲女性[1-3]；其特征性表現為持續6個月以上的致殘性疲勞，可伴疼痛、運動后不適、認知障礙、嗜睡和/或直立不耐受等癥狀[4]；其病因及發病機制尚未明確[5]，且尚無客觀診斷標準及基于生物學的治療方案。 CFS患者存在多種病理生理紊亂[1,6-8]，腦結構及功能異常[9-10]在CFS發病過程中起重要作用。MRI有助于觀察腦結構及功能變化，為診斷CFS及解析其發病機制提供影像學依據[11]。本文從腦形態學、腦血流(cerebral blood flow, CBF)、腦功能連接及腦代謝變化各方面的MRI研究CFS進展進行綜述。

1 腦形態學變化

當前用于研究CFS的腦形態學分析技術主要為基于體素形態學分析(voxel-based morphometry, VBM)和腦表面分析技術，前者通過逐一量化體素比較腦組織體積，后者則用于觀察腦皮層厚度、表面積及其復雜度。

PURI等[12]報道，CFS患者枕葉、右側角回和左側海馬旁回后分支灰質體積(grey matter volumes, GMV)減小。OKADA等[13]發現CFS患者雙側前額葉皮質GMV減小，且右側前額葉皮質GMV減小與疲勞程度加重有關。有學者[14]認為CFS患者基線GMV明顯小于健康人，經認知療法干預后，其前額葉外側皮質GMV顯著增加，提示認知行為療法可部分逆轉CFS所致腦萎縮。CFS患者右側顳葉、雙側杏仁核、殼核、丘腦、海馬、左側額下葉和左側枕葉部分區域GMV增大，而這些區域與處理內感受信號和應激有關[10]。

PURI等[12]發現CFS患者左側枕葉白質體積(white matter volume, WMV)顯著減小；FINKELMEYER等[9]認為CFS患者右側顳葉前部WMV減小最為明顯。一項縱向MRI觀察結果[15]顯示，CFS患者左側下額枕束WMV顯著低于其6年前水平，而健康成人WMV則無明顯變化，提示CFS患者存在持續性腦白質萎縮。ZEINEH等[16]發現CFS患者雙側WMV減少，右弓狀束及右下縱束各向異性分數增加，且右前弓狀束各向異性分數與疾病嚴重程度呈正相關；亦有學者[17]發現CFS患兒存在顯著視覺注意力缺陷，且其雙側內囊后支及左側視放射區各向異性分數明顯低于健康兒童。上述研究結果提示，不同年齡CFS患者腦區均存在分數各向異性變化，其責任腦區相關改變可能與年齡有關。相反，也有部分研究[18-20]并未發現CFS患者全腦GMV及WMV低于健康人。

2 CBF變化

基于動脈自旋標記(arterial spin labeling, ASL)的MR功能性神經成像簡便、無創、安全，有助于檢測腦組織血流灌注情況。

STAUD等[21]發現，非任務狀態下CFS患者與健康人CBF無明顯差異，但CFS患者的CBF于開始執行任務3 min內顯著增加，之后逐漸下降，而在任務后恢復期，其顳上回、楔前葉和梭形回CBF顯著降低，這些腦區與記憶、注意力和視覺功能相關。既往研究[22]報道，CFS患者直立不耐受占比高于健康人，且其癥狀嚴重程度與顱內順應性呈負相關，而與靜息態腦灌注呈正相關；CFS患者疲勞程度則與CBF及心率變異呈負相關，提示CBF和心率變異可能是評估CFS的潛在指標[23]。一項縱向研究[24]則未發現CFS患者基線期與1年后組內及組間CBF、腦萎縮率、腦萎縮程度、腦室容積及腦白質病變存在差異。

3 腦功能變化

血氧水平依賴(blood oxygen level dependent, BOLD)功能MRI(functional MRI, fMRI)具有高時間及空間分辨率，可反映不同腦區功能變化。

3.1 靜息態fMRI CFS患者后扣帶皮層與前扣帶回皮質前部及背側靜息態連接增強，其連接強度與Chalder疲勞量表評分顯著相關；且后扣帶皮層整體效率顯著降低，而局部效率未見明顯變化[25]。CFS患者左額頂網絡及左前中扣帶回與感覺運動網絡、左后扣帶回皮質與顯著性網絡功能連接均顯著降低，且與疲勞程度顯著相關[26]。BOISSONEAULT等[27]發現CFS患者雙側前扣帶回、雙側額上回及右側角回部分聚類區域功能連接增強，右側前扣帶回、左側海馬旁回及雙側蒼白球部分聚類區域功能連接下降，而這些功能連接異常腦區與記憶、運動及情緒等有關。有學者[28]指出，于接受疲勞認知任務期間，CFS患者與健康人的島葉與顳枕葉、楔前葉與丘腦及紋狀體的靜態功能連接均增強，但CFS患者增幅較小，且其額下回與小腦、枕葉及顳葉功能連接亦增強。研究[29]證實，CFS患者血管舒縮中心、中腦網狀結構楔形核、下丘腦、小腦蚓部及后扣帶回皮質核團出現異常退化，核團間雙向連接受損，并影響外周效應器及傳感器信號，導致自主神經相關異常。有學者[30]提出兒童CFS發生和/或發展可能與前額葉皮層內側、島葉、軀體感覺皮質、前扣帶回皮質腦區功能連接異常有關。有學者[31]分析青少年CFS患者與健康青少年完成認知任務前、后的靜息態腦功能，發現默認模式網絡組成部分內在連接均減少，且組間靜息態腦功能連接無明顯差異；但CFS患者疲勞程度較為嚴重，且其處理速度、持續注意力及學習能力亦略遜于健康青少年。

3.2 任務態fMRI Stroop認知任務又稱為“顏色-文字沖突試驗”，可通過干擾顏色與對應詞義檢測受試者執行及控制功能。研究[32]證實，CFS患者執行Stroop認知任務反應時間長于健康人，提示其需要激活更多腦區。另一項研究[33]表明，執行Stroop任務后，CFS患者認知表現無明顯變化，而疲勞和疼痛程度增加。有學者[34]認為CFS患者默認模式網絡活動不規則、連接弱且連接動力學復雜。執行Stroop任務后，CFS患者腦干髓質與楔狀核，腦干與海馬、丘腦板內核連接均缺失，網狀激活系統核團間連接較弱，而海馬與中腦楔狀核及髓質連接增強，提示海馬對受損連接具有代償作用[11]。

傳統聽覺連續加法測試(the paced auditory serial addition test, PASAT)指受試者于指定時間內聽到1～9中任意數字，并向檢查者報告最后2個數字之和。有研究[28]發現CFS患者執行PASAT任務后海馬與右頂上小葉動態功能連接減低，提示記憶和注意力相關腦區動態功能連接減低可能與執行任務后疲勞加重有關。CFS患者沉浸式觀看研究人員提供的誘導疲勞及焦慮視頻后出現疲勞及焦慮癥狀，此時其枕頂葉皮質、后扣帶回及海馬旁回激活增加，而背外側及背內側前額葉皮層激活減少[35]。執行瓦爾薩爾瓦動作時，CFS患者額上回、額下回、左右殼核、丘腦及島葉皮層活動增加；而執行獎勵貨幣任務時，其右側尾狀核及右側蒼白球激活顯著減少，且后者與精神疲勞、軀體疲勞及活動減少顯著相關[36-37]。

4 腦代謝變化

MR波譜成像(MR spectroscopy, MRS)可顯示腦內代謝產物含量。相關研究結果[38-39]顯示，CFS患者枕葉皮層膽堿/肌酸比值明顯高于健康人，且未見存在于健康人的枕葉和額葉皮層N-乙酰天冬氨酸/肌酸與膽堿/肌酸比值差異。有學者[40]發現CFS患者左前扣帶回膽堿/肌酸比值升高最為顯著；且其右側島葉、殼核、額葉皮質、丘腦及小腦溫度均升高，表明大腦存在代謝及溫度異常。另據報道[41]，隨著疼痛程度加重，CFS患者前額葉皮層背外側GMV和N-乙酰天冬氨酸均減少，提示可根據疼痛癥狀預測該腦區GMV和N-乙酰天冬氨酸/肌酸比值變化。

5 小結與展望

CFS發病機制復雜。MRI可用于評價CFS所致腦結構及功能變化，闡明其發病機制，有助于診斷、治療并評估療效。未來可采用7.0T MR或多模態MR設備進行多中心、大樣本研究，以進一步明確CFS發病機制；還應建立共享fMRI數據庫，為預測、診斷CFS及評估其預后提供影像學依據。