腦小血管病：回眸2022

王伊龍，陳瑋琪，葉瑾怡，周夢圓，江凌玲，劉東，邱寶山，高穎，趙一龍，王贊，李鵬飛

腦小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）是指由各種病因影響腦內小動脈及其遠端分支、微動脈、毛細血管、微靜脈和小靜脈所導致的一系列臨床、影像、病理綜合征，是復雜且具有較強異質性的一大類腦血管綜合征。CSVD的發病率與年齡呈正相關，多發于60歲以上人群，在中老年人群中發病率超過70%，可造成認知障礙、二便障礙、步態不穩等一系列問題，且顯著增加卒中、血管性癡呆和阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）的發生風險，是亟待解決的臨床和大眾健康問題。

2022年，國內外神經病學研究者帶來了CSV D領域眾多新的突破和發現，推動了CSVD機制探索、診斷、治療和預后等方面的進步。CSVD臨床試驗設計框架規范重磅發布，腦心微循環障礙、遺傳代謝、預后、新的靶點尋找等方面的研究也方興未艾。同時，CSVD領域仍存在許多疑問，對該領域研究者未來的工作也提出了更高的要求。

新年伊始，讓我們回眸2022年CSVD領域研究的主要進展和突破，共同梳理這些研究的意義和價值。

1 日臻完善：規范的腦小血管病臨床試驗設計框架

CSVD的發病率高，在全球范圍內造成了巨大的疾病負擔，但迄今為止仍沒有被證明有效的治療方法，特別是對有癥狀的患者[1]。既往研究納入標準、研究設計和終點指標的異質性限制了薈萃分析的數據統計以及治療指南的制定。使用新發或復發性卒中、認知障礙或癡呆等為臨床終點的研究需要較大的樣本量，因此有研究者主張在較小規模的Ⅱ期臨床研究中使用替代終點以幫助確定最有希望的治療措施，然后將其推進到更大規模的Ⅲ期臨床研究中。目前研究者們正在通過遺傳學和其他方法尋找CSVD潛在的干預靶點[2]，但如果要在患者中快速有效地評估潛在的治療方法，則需要改進臨床研究方法。2022年，英國劍橋大學的研究團隊在國際血管行為和認知障礙學會的支持下，建立了CSVD臨床試驗設計框架（framework for clinical trials in cerebral small vessel disease，FINESSE）（圖1）[3]。該設計框架涵蓋如何選擇合適的研究人群以減輕樣本量的壓力，以及如何選擇最佳臨床終點等問題。

圖1 腦小血管病臨床試驗設計框架

CSVD病程隱匿，臨床表現異質性大，在設計相關臨床研究時應考慮以下幾個關鍵問題。首先，選擇什么類型的CSVD？不同表型CSVD血管病理機制不同，對治療的反應也不盡相同。因此，減少潛在的病理異質性可減少研究的樣本量，可借助臨床影像學確定CSVD亞型。其次，選擇什么階段的CSVD？MRI影像標志物的存在及其病變范圍是臨床事件（卒中及癡呆）發生風險增加的標志物，即使在無癥狀個體中也是如此。如果擬評價緩解疾病進展的干預措施，選擇潛在可改善的疾病早期患者作為研究人群可能是合理的。再次，干預研究是什么臨床階段的？臨床階段不同，研究的目標人群也可能不同，這取決于臨床試驗的目的是在Ⅱ期臨床研究中證明藥物的生物學效應，還是在更大規模的Ⅲ期臨床研究中證明藥物的臨床獲益。同時，FINESSE還對檢測和評估CSVD受試者的認知功能、影像和循環生物標志物進行了說明。此外，新穎的研究設計，如階梯設計，也可在不影響研究的實用性、準確性或內部和外部效度的情況下提高效率。最后，確定CSVD臨床研究的治療策略、藥物類別仍具有挑戰性。孟德爾隨機化研究或可為CSVD研究靶點的選擇提供依據。

FINESSE為CSVD臨床研究設計提供了實用且規范的標準。越來越多的對CSVD發病機制的新認識、新發現被提出，特別是遺傳學研究進展為CSVD治療靶點提供了新思路。與其他卒中亞型相比，針對心血管疾病的干預措施是否對CSVD具有特別的療效更不確定。評估這些干預措施的效果需要穩健且統計學功效充足的臨床隨機試驗數據支持，FINESSE提出的建議或可為此類研究設計提供有用的框架。

2 破冰之旅：腦小血管病系列干預靶點的臨床研究初步評價

CSVD是腔隙性卒中的常見原因，可導致認知障礙甚至癡呆。CSVD常見于老年人群，在頭顱MRI上可表現為彌漫性腦白質高信號（white matter hyperintensity，WMH）、局灶性缺血性病變和腦微出血（c erebral microbleed，CMB）[4]。目前尚無針對CSVD的疾病修飾療法。

在病因機制探索上，目前研究認為CSVD與腦血流量（cerebral blood flow，CBF）減少有關，特別是與深灰質核、皮質下白質和WMH內部等皮質下區域的CBF減少密切相關[5-6]。CBF受包括一氧化氮（nitric oxide，NO）在內的多種因素調控。內皮細胞內源性NO可激活血管肌細胞的鳥苷酸環化酶，驅動環磷酸鳥苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）形成，從而導致肌細胞舒張和血管舒張。細胞質中的cGMP可被磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE），尤其是PDE5降解。PDE5存在于人腦神經元和皮質下白質內的血管肌細胞中[7-8]。他達拉非是一種血漿半衰期（16 h）較長的PDE5抑制劑，有證據表明其可通過嚙齒動物和靈長類動物的血腦屏障[9-10]。他達拉非耐受性良好，目前已在心血管疾病中廣泛使用。

2022年，英國的Pauls等[11]在Alzheimers Dementia上發表了第1項PDE5抑制劑治療CSVD的臨床隨機對照試驗，研究為雙盲、安慰劑對照、交叉設計，旨在探索他達拉非單次給藥是否會增加CSVD累及的皮質下區域的CBF。該研究將中老年癥狀性CSVD患者隨機分為兩組，一組受試者在訪視1時接受他達拉非20 mg單次治療，在訪視2時接受同劑量安慰劑治療；另一組受試者則在訪視1時接受安慰劑治療，在訪視2時接受他達拉非20 mg單次治療。兩次訪視至少間隔7 d，每次訪視分別在給藥前3 h和給藥后3～5 h進行血壓測量、MRI檢查和系列認知測試。研究的主要終點是皮質下CBF的變化，分別在深灰質核、表觀正常的腦白質和WMH中評估CBF。次要終點是皮質灰質CBF的改變。研究結果顯示，他達拉非治療后，上述3種類型的皮質下組織和總灰質中的CBF均增加。安慰劑治療后深灰質核、表觀正常的腦白質和總灰質的CBF也增加，但WMH中的CBF沒有增加。事后分析顯示，他達拉非治療對收縮壓[-7.8 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），P＜0.001]和舒張壓（-4.9 mmHg，P＜0.001）均有顯著的降低作用。

雖然數據統計未顯示單次他達拉非治療與安慰劑相比可改善皮質下血流，但他達拉非組的WMH灌注有增強的趨勢（9.8%，P=0.096），提示他達拉非的治療方案可能有臨床獲益。聯合其他治療措施或可達到改善腦血流量的效果。未來的研究應在老年（年齡≥65歲）人群中采用不同的治療方案，同時需要有足夠效力檢測到WMH中10%的血流變化。

彌散張量成像（d i f f u s i o n t e n s o r imaging，DTI）網絡整合了CSVD多種病理過程的損傷，可為評估腦白質超微結構損傷程度提供額外信息，是CSVD臨床研究中潛在的替代標志物。

對CSVD治療方面的研究突破，首先應提及的是Markus[12]主導的研究，該研究基于DTI腦網絡指標評估了PRESERVE試驗數據中的治療相關指標，研究結果發表在2022年的Neurology上。

PRESERVE是一項為期2年的多中心隨機臨床試驗，比較了重度CSVD患者強化降壓和標準降壓治療的效果。研究納入111例存在臨床腔隙性卒中（MRI顯示的腔隙性梗死），同時合并Fazekas分級≥2級的融合性WMH受試者，將其隨機分配至標準降壓（收縮壓130～140 mmHg）或強化降壓（收縮壓≤125 mmHg）目標組，其中標準降壓目標組56例，強化降壓目標組55例。標準降壓目標組和強化降壓目標組的平均收縮壓分別降低了13 mmHg和23 mmHg（P＜0.001），結局指標分析顯示，強化降壓后患者腦彌散網絡的完整性（加權全局效率P=0.002，加權局部效率P=0.002）得到了改善。但兩組的單一MRI標志物，包括DTI直方圖指標、腦體積或WMH的差異未達到統計學意義。

Markus等的研究為CSVD患者強化降壓治療提供了一定的證據支持，其結果提示，針對CSVD患者的多中心臨床試驗，腦網絡指標可能比傳統的DTI分析更敏感。有研究者擔心，重度CSVD患者由于CBF減少和腦自動調節功能受損，對其進行強化降壓可能導致CBF下降，從而加重患者的腦白質損傷和認知障礙。但Markus等的研究為CSVD強化降壓提供了證據，其結果提示即使是重度CSVD患者也可從強化降壓治療中獲益。

長期高血壓是公認的CSVD危險因素。降壓治療可以降低CSVD的發生風險，但這種效應是單純來自血壓控制還是繼發于某類降壓藥物[如鈣通道阻滯劑（calcium channel blocker，CCB）可降低動脈血壓變異性]，目前尚不清楚[13]。

關于CSVD治療方面的探索研究，其次需要提及的是2022年8月發表在Stroke上的大型隨機對照試驗——SPRINT-MIND，該試驗在一個高血壓控制良好的隊列中考察了不同種類降壓藥物，特別是CCB與WMH進展風險的相關性[14]。SPRINT-MIND共納入448例高血壓患者，患者在基線和4年隨訪時完成兩次頭顱MRI檢查，根據兩次MRI掃描的WMH體積差異評估CSVD的進展。兩次MRI檢查期間的隨訪中記錄患者服用降壓藥物的相關數據，統計11類降壓藥物中每類藥物處方占隨訪期的時間百分比，同時根據WMH進展情況將患者分為最高三分位組和其余受試者組兩個亞組。

SPRINT-MIND試驗結果顯示，最高三分位組的年齡[（70.1±7.9）歲vs.（65.7±7.3）歲，P＜0.001]和收縮壓[（128.3±11.0）mmHgvs.（126.2±9.4）mmHg，P=0.039]高于其余受試者組，其他血管風險因素與其余受試者組的差異無統計學意義。最高三分位組中的72例（48.3%）患者和其余受試者組中的177例（59.2%）患者接受了強化降壓治療。最高三分位組的平均WMH進展為（4.7±4.3）mL，其余受試者組為（0.13±1.0）mL（P＜0.001）。血管緊張素轉換酶抑制劑（angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI）（OR0.36，95%CI0.16～0.79，P=0.011）和二氫吡啶類CCB（OR0.39，95%CI0.19～0.80，P=0.011）與WMH進展延緩相關。但當將WMH作為連續變量進行分析時，二氫吡啶類CCB與WMH進展的相關性則未達到統計學意義。

綜合以上結果，SPRINT-MIND研究的結論為口服ACEI能延緩高血壓患者的WMH進展，且該效應獨立于血壓控制和年齡等因素。

Rho激酶（Rho-associated kinase，ROCK）是一種絲氨酸、蘇氨酸蛋白激酶，有研究發現ROCK可能在腦血管疾病的病理過程中扮演著重要角色，ROCK抑制劑可促進長期腦白質損害后的神經功能恢復[15-16]。目前CSVD引起的皮質下白質損傷仍沒有特效的治療措施。Ayata等[17]在小鼠中觀察了ROCK抑制劑法舒地爾對皮質下白質損傷后功能恢復的作用，研究結果發表在2022年的Stroke上。該研究將雄性C57/BL6J小鼠隨機分為法舒地爾組和溶媒對照組，在接受L-N5-(1-亞胺乙基)-鳥氨酸鹽酸鹽注射誘導局灶性胼胝體病變模型后的第1天開始進行為期2周的治療，采用靜息狀態功能連通（resting-state functional connectivity，RSFC）與網格行走（grid walk）試驗來評估小鼠胼胝體損傷后的結局，并在35 d時進行組織學與免疫組化實驗的測定（圖2）。

圖2 法舒地爾和溶媒對照治療局灶性胼胝體病變小鼠的實驗流程

在胼胝體損傷造模后第1天，小鼠腦半球間的連通性喪失。治療2周后，溶媒對照組腦半球間的連通性未得到明顯改善。法舒地爾組在造模后的第1天，腦半球間的連通性低于溶媒對照組，但在治療2周后，法舒地爾組腦半球間的連通性得到了明顯改善（P=0.0002）（圖3）。

圖3 法舒地爾和溶媒對照治療后小鼠腦半球間的靜息狀態功能連通性

網格行走試驗結果顯示，溶媒對照組在胼胝體損傷后第1周發生了十分嚴重的運動協調缺陷，并至少持續4周（與基線相比P＜0.05）。與之相比，法舒地爾組的小鼠在胼胝體損傷后的第1周到第4周均未出現明顯的運動協調障礙（雙向重復測量方差分析，與溶媒對照組相比，P＜0.005）。研究數據提示，法舒地爾可改善小鼠胼胝體損傷后的運動協調性（圖4）。

圖4 法舒地爾和溶媒對照治療后小鼠網格行走試驗結果

此外，在該研究對法舒地爾改善腦白質損傷可能機制的探索中，研究者未發現法舒地爾組與溶媒對照組小鼠在反應性星形膠質細胞增生、皮質突觸密度（synaptophysin）以及胼胝體成熟少突膠質細胞密度方面的差異有統計學意義（圖5）。

圖5 法舒地爾和溶媒對照治療局灶性胼胝體病變小鼠免疫組化檢測結果

綜上所述，采用ROCK抑制劑法舒地爾在小鼠腦胼胝體區域白質損傷后進行延遲性治療，能改善腦半球間的連通性以及小鼠的運動協調能力，提示ROCK抑制劑可改善CSVD引起的皮質下白質區域損傷后的神經功能恢復，但仍需進一步的研究來探索ROCK抑制劑可能的作用靶點及其機制。該實驗為CSVD治療藥物的探索提供了新思路。

CSVD尚無有效的治療方法，盡管目前的指南共識建議使用抗血小板藥物進行CSVD的預防和治療，但其證據級別較低。SPS3研究顯示，氯吡格雷聯合阿司匹林抗血小板治療相較于阿司匹林單藥治療并沒有降低卒中風險的優勢，且死亡率更高[18]。關于腔隙性卒中患者應用單一抗血小板藥物相較于安慰劑的治療效果的證據多來自大型臨床隨機對照試驗的亞組分析，缺少獨立設計的臨床研究[19]。西洛他唑是一種選擇性環磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）PDE3抑制劑，可通過提高血管壁平滑肌細胞和血小板中的cAMP水平和升高蛋白激酶A的活性，發揮舒張血管和抑制血小板聚集的作用。2010年，日本的CSPS研究中腔隙性卒中亞組分析結果顯示，西洛他唑與安慰劑相比，可使2年缺血性卒中風險降低49%，嚴重出血事件的相對風險降低54%，但西洛他唑預防卒中效果優于阿司匹林的趨勢未達到統計學意義（HR0.75，95%CI0.54～1.04）[20]。上述西洛他唑研究初步的良好結果，以及西洛他唑潛在的血管內皮穩定作用[21]，引起了研究者對其治療CSVD作用的關注。

2022年，Stroke發表了2篇關于西洛他唑對CSVD患者腦血流動力學及腦白質病變的影響的研究。

2022年3月，韓國Choi教授團隊[22]在Stroke上公布了旨在比較西洛他唑和阿司匹林對C SV D患者腦白質改變（wh it e matter changes，WMC）體積變化影響的CHALLENGE研究結果。CHALLENGE研究是一項研究者發起的多中心、雙盲、隨機對照、雙臂平行設計試驗，持續104周。研究納入頭顱MRI上顯示中度或重度WMC且存在至少1個腔隙性梗死病灶的CSVD患者，主要結局指標是從基線到隨訪2年MRI顯示的WMC體積變化。研究結果顯示，西洛他唑和阿司匹林對CSVD患者2年內WMC進展的影響差異沒有統計學意義。不過在CSVD患者中，西洛他唑相比阿司匹林可更好地減輕表觀正常腦白質的超微結構損傷，并可更好地降低缺血性血管事件的風險。不過，對該研究次要結局的結果應謹慎解讀。

另一項關于西洛他唑的研究是英國Wardlaw教授團隊[23]的LACI-1研究，該研究測量了隨機接受單硝酸異山梨酯（isosorbide mononitrate，ISMN）或西洛他唑單藥治療、聯合治療或未使用這些藥物治療的腔隙性卒中患者的腦血管反應性、CBF和腦脊液動力學。研究結果顯示，使用ISMN和西洛他唑單藥治療患者較未服藥患者的腦白質腦血管反應性增加，但聯合治療不增加腦血管反應性。單獨使用西洛他唑可升高患者上矢狀竇的灌注指數（perfusion index，PI），單獨使用ISMN可降低椎動脈的PI。腦脊液搏動則無變化。該研究的樣本量較小（57例），可能會造成結果的偏倚。

綜合以上研究結果，目前西洛他唑對CSVD治療的有效性仍缺乏強有力的證據。未來需要更完善的研究來進一步探索。

3 腦心相通：冠狀動脈微循環功能障礙與認知障礙有關

缺血性心臟病和退行性腦疾病是死亡和殘疾的兩個主要原因[24]。過去的10年間，研究者們逐漸認識到心、腦共患疾病的意義，在心、腦兩個器官微血管疾病方面的研究取得了重大進展。冠狀動脈微循環功能障礙（coronary microcirculatory dysfunction，CMD）和CSVD有共同的危險因素（如高齡、高血壓、糖尿病等），這些因素可能對心、腦的微血管床有相似的影響[25]。基于病理變化和危險因素之間的相似性，這兩種疾病之間存在著潛在的聯系[26]，但在既往研究中，由于缺乏能夠證明CMD和CSVD相關的大腦病理變化之間關系的客觀證據，探索這一問題的研究進展受到了阻礙。

發表于Eur Heart J的C3研究結果顯示，冠心病患者的CMD與CSVD影像學改變、腦血流動力學異常與認知障礙相關[27]。C3研究納入67例冠狀動脈疾病患者，對其進行冠狀動脈生理功能評估、頭顱MRI、TCD和認知功能評估，以探索CMD與CSVD之間的關系。冠狀動脈微循環功能的評價指標包括血流儲備分數（fractional flow reserve，FFR）、冠狀動脈血流儲備（coronary flow reserve，CF R）和充血微血管阻力（hy p er aem ic microvascular resistance，HMR）。研究結果顯示，CFR異常（＜2.0）的患者WMH負擔更重（43.2%vs.20.0%，P=0.044）。CFR與灰質體積、白質微結構損傷參數各向異性分數（fractional anisotropy，FA）均呈正相關（P=0.027和P=0.027），與白質微結構損傷參數平均擴散率（mean diffusivity，MD）、徑向擴散系數（radial diffusivity，RD）呈負相關（P=0.032和P=0.029）。存在CMD的患者，其TCD檢查結果中阻力指數（P=0.022）和搏動指數（P=0.043）較高，神經認知功能評估中的MMSE、Addenbrooke認知評估量表Ⅲ（Addenbrooke cognitive examina Ⅲ，ACE-Ⅲ）中的注意力部分和連線測試A部分（trail making test A，TMT-A）得分較低（圖6）。

圖6 C3研究的流程和結果

在這項前瞻性研究中，研究者發現冠狀動脈疾病患者中CMD的存在與CSVD的相關變化有關，包括WMH、腦白質微結構損傷、灰質萎縮和腦血流異常等。同時也發現CMD與認知障礙相關，CMD反映認知功能的亞臨床損害。這些發現支持這樣的假設：心臟和腦的微循環功能障礙是影響冠狀動脈疾病患者微循環功能的重要環節。

4 撥云見日：腦小血管病的遺傳、代謝病因探索

破譯CSV D的遺傳及代謝因素可以為CSV D的病理生理過程、生物學研究提供新的思路，從而有助于發現潛在的藥物靶點。CSVD的遺傳及代謝因素研究主要基于影像特征，尤其是WMH和腔隙。

既往對CSVD單基因變異頻率、外顯率和表型關聯的研究主要來自病例報告、小病例系列和家庭譜系研究，因此，結果數據會受到各種偏倚的影響，包括調查偏倚、發表偏倚、報告偏倚等。基于大規模人群的研究，以系統、無偏的方式收集健康數據可以克服以上缺陷，并提供關于CSVD單基因罕見變異在不同環境下的頻率及其對臨床影響的額外信息。

2022年8月，Ferguson等[28]在Neurology G e n e t i c s上發表了英國生物銀行（U K biobank，UKB）20萬受試者中5個單基因CSVD罕見變異頻率和表型相關性研究的結果。該研究通過對既往系統綜述和ClinVar數據庫的數據分析，確定了CTSA、TREX1、HTRA1和COL4A1/2等可能致病的罕見基因位點。研究者首先將與這些變異有關的表型及感興趣的表型映射到UKB從入院、死亡記錄和初級保健中關聯的健康數據中使用的疾病編碼系統。然后，在199 313例具有外顯子數據的UKB參與者中，評估了攜帶≥1種變異的參與者比例、疑似表型的外顯率，并采用二元（存在/不存在任何表型）和表型負擔（參與者具有的表型數量的線性評分）方法，研究基因變異攜帶者狀態與疑似表型之間的關聯（圖7）。研究結果發現，0.5%的UKB參與者存在≥1個基因變異，最常見的是HTRA1和COL4A1/2基因變異。根據入院和死亡記錄，每例基因變異攜帶者中有4%～20%具有相關的表型，如果將初級保健記錄包括在內，這一比例將增加到7%～55%。與未攜帶變異基因者相比，COL4A1基因變異攜帶者具有更高比例的COL4A1相關表型及表型負荷（OR1.29，P=0.006）。雖然在UKB人群中，單基因CSVD基因的假定致病罕見變異發生率為1/200，但只有大約一半的基因變異攜帶者在健康數據中記錄了相關的疾病表型。這與既往多數報道中的遺傳表型關聯不一致，可能是外顯率較低、高估了致病性和（或）統計效力有限等原因所致。

圖7 英國生物銀行受試者中CSVD單基因罕見變異頻率和表型相關性研究

迄今為止，遺傳學研究已報道了與CSVD相關的多種遺傳變異，多數是通過單個CSVD影像表型進行的分析和探索。鑒于CSVD的復雜性，復合表型（如WMH合并腔隙）可能比單表型更能代表CSVD。2022年6月，Mishra等[29]在Brain上發表的研究基于CSVD極端表型基因分析表明TRIM47基因為CSVD的候選基因。該研究報告了關于極端復合CSVD表型（WMH合并腔隙）的全基因組關聯研究和全外顯子組關聯研究。基于17個具有MRI測量和全基因組基因分型數據（41 326例）、全外顯子組測序（15 965例）或外顯子組芯片（5249例）數據的老年人群隊列，分別為全基因組關聯研究和全外顯子組關聯研究提供了13 776和7079個極端CSVD樣本。全基因組關聯研究發現8個基因位點變異與極端CSVD相關，其中chr12q24.11位點此前未報道與任何CSVD的影像標志物相關。全外顯子組關聯研究發現了11個CSVD相關的基因位點，包括EFEMP1基因5’UTR區域（chr2p16.1）的常見變異和TRIM47基因（chr17q25.1）上的錯義變異（表1）。孟德爾隨機化表明CSVD嚴重程度與卒中和AD風險增加存在因果關系。研究表明大腦和血管中的TRIM47表達與CSVD嚴重程度呈負相關。研究觀察到TRIM47在小鼠分離的腦血管制劑中富集，與文獻報道在單細胞水平上腦內皮細胞表達TRIM47相一致。在人腦內皮細胞中通過小干擾RNA降低TRIM47表達后，內皮通透性（CSVD重要的病理特點）增加。總之，該研究全面的基因定位分析和初步的功能評估表明TRIM47基因在CSVD的病理生理中具有一定的作用，可能是未來探索和轉化工作的重要候選基因。

表1 腦小血管病極端表型全基因組關聯分析與全外顯子組關聯分析[29]

代謝組學有助于識別新的疾病危險因素，以更好地了解發病機制、預測疾病的嚴重程度和進展。代謝組學已成功應用于眾多心血管和神經系統疾病相關研究，但其應用于CSVD領域的研究較少。2022年7月，Harshfield等[30]在Brain上發表了一項CSVD代謝組學特征相關研究。該研究基于兩項前瞻性隊列研究中的624例癥狀性CSVD患者數據，采集患者入組時的基線血清樣本，后續對患者定期進行頭顱MRI掃描和認知測試，并進行長達14年的隨訪。研究者采用超高效液相色譜-質譜儀和核磁共振波譜檢查，從369個已注釋的代謝物和54 764個未注釋的特征中獲得了代謝和脂質組學特征，并分析了其與CSVD嚴重程度的關系。研究中使用MRI CSVD標志物、認知和全因癡呆的未來風險評估疾病嚴重程度。研究發現28種代謝物與CSVD影像標志物及患者的認知功能相關（圖8）。多種甘油磷脂和鞘磷脂水平降低與CSVD負荷增加相關，具體表現為WMH體積增加，平均彌散系數降低，歸一化峰升高，腦萎縮和認知損害加重。肌酸、脂肪酸[18：2（OH）]和鞘磷脂（D18：2/24：1）水平升高與腔隙數目增加、WMH體積增大和認知功能損害相關。基線肉堿和肌酐水平較低與骨架化平均擴散率的更高年變化率相關。脂蛋白亞類、氨基酸和外源性物質等25種代謝物與癡呆發病率相關。綜上，這項研究證明多個不同的代謝特征與CSVD影像標志物、認知障礙和癡呆有關。后續研究應評估這些因素之間的因果關系并使用代謝組篩查以提高預測未來CSVD嚴重程度和患者癡呆風險的能力。代謝組圖譜還可為疾病的發病機制提供新的觀點，并幫助確定新的治療方法。

圖8 MRI標志物及認知參數與代謝產物水平升高的相關性

5 眼見為實：人體病理證實血管周圍間隙與腦淀粉樣血管病腦膜穿支β-淀粉樣蛋白積聚相關

擴大的血管周圍間隙（enlarged perivascular spaces，EPVS）是CSVD常見的一種影像學表現，反映了腦內血管周圍清除可溶性廢物的功能障礙。2022年3月，Perosa等[31]在Acta Neuropathol發表的研究探討了EPVS的組織病理學特點及其與腦淀粉樣血管病（cerebral amyloid angiopathy，CAA）患者β-淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ）水平的相關性。研究共納入19例經尸檢病理證實為CAA的病例（平均死亡年齡74歲）和5例非CAA病例（平均死亡年齡88歲），研究者在使用體外離體3T MRI、半自動分割和驗證的基于深度學習的模型來量化與EPVS相關的組織病理學，其中16例CAA病例和4例對照組病例在死亡前也進行了頭顱MRI（活體MRI）檢查。研究結果顯示，EPVS主要位于皮質穿通小動脈的白質部分周圍，其負荷與相關動脈的CAA嚴重程度相關。此外，在單獨受EPVS影響的血管中，平滑肌細胞減少，血管內Aβ積聚增加并延伸至白質。上述研究結果與EPVS反映小動脈物質交換功能受損的理念一致，對理解在CAA和AD的病理生理中起到重要作用的血管周圍清除機制有重要意義[32]。

該研究的MRI結果顯示，EPVS的體內負荷與體外MRI負荷相關。在活體和離體MRI上，與非CAA患者相比，CAA患者的半卵圓中心均可見更嚴重的血管周圍間隙（perivascular space，PVS）。基底節區離體MRI中，CAA患者的PVS嚴重程度高于非CAA患者。活體與離體MRI評估的可見PVS嚴重程度呈正相關（半卵圓中心：Spearman’sρ=0.58，P<0.001；基底節區：Spearman’sρ=0.20，P=0.039）（圖9）。總體來說，該研究證實在活體MRI中，與非CAA患者相比，CAA患者半卵圓中心的可見PVS程度更高，但基底節區的PVS程度無明顯升高，與既往研究結果一致。該研究還顯示，患者的顱腦組織在福爾馬林中固定一段時間后，離體MRI也始終能反映PVS的嚴重程度。

圖9 活體和離體MRI顯示的血管周圍間隙

此外，該研究還通過離體MRI對基底節和近側白質區域的PVS嚴重程度進行了額葉、顳葉、頂葉和枕葉等區域性評估（圖10）。在體外離體MRI上，局部MRI可見的PVS嚴重程度與組織病理學上的EPVS面積相關。在組織病理學上，MRI可見的PVS對應白質血管周圍的間隙擴大。值得注意的是，大多數間隙似乎不是完全空的，而是包含部分細胞、網狀外觀細胞外基質等物質，偶爾有含鐵血黃素沉積物。離體組織MRI掃描可見PVS區域評分與組織病理學上的EPVS面積百分比呈正相關（Spearman’sρ=0.408，P<0.001），上述結果表明，離體MRI上的PVS可準確反映組織病理學上的PVS擴大。此外，與非CAA患者相比，CAA患者存在組織病理學上更為嚴重的EPVS（P<0.001）。

圖10 CAA和非CAA患者體外離體3T MRI和組織病理學EPVS定量評分

EPVS與CAA嚴重程度呈正相關。研究者在CAA病例中使用線性混合效應模型，在模型的所有變量中，總CAA面積百分比和髓鞘稀疏程度與EPVS面積百分比呈正相關。總體最佳擬合模型包括總CAA面積百分比（皮質和軟腦膜CAA合并）和髓鞘稀疏程度。研究發現白質中纖維蛋白陽性血管的面積百分比（血腦屏障滲漏的衡量標準）和皮質Aβ斑塊的面積百分比（AD病理的衡量標準）對總CAA面積百分比沒有顯著影響（圖11）。皮質和軟腦膜血管壁上的Aβ沉積與潛在白質中的PVS增大有關，PVS增大與軟腦膜CAA密切相關。

圖11 總體CAA、軟腦膜CAA面積百分比與EPVS面積百分比的相關性

研究者利用高分辨率MRI的T2WI序列對PVS和PVS相關血管的MRI可見形態進行了深入探索。體外離體3T MRI和臨床活體MRI相比，空間分辨率更高，可以更詳細地追蹤單個PVS及其相關血管。該研究觀察到兩個關鍵現象：①在病變白質中發現EPVS圍繞起源于腦膜表面的單個血管（即皮質穿通血管）；②部分EPVS延伸至皮質，特別是在PVS擴大更嚴重的病例中。

上述研究結果提示，在經病理證實的散發性CAA人腦中，體內MRI可見的PVS負擔反映了組織病理學上的EPVS嚴重程度。通過合并單支血管分析，證實皮質CAA與基底節白質中PVS增大之間存在相關性。EPVS主要位于皮質穿通小動脈白質部分周圍而非小靜脈周圍，其負擔與CAA的嚴重程度相關。平滑肌細胞和血管功能喪失可導致血管Aβ清除障礙和與同一血管相連的PVS增大（圖12）。

圖12 CAA與擴大的血管周圍間隙的機制

6 罪魁禍首：內皮β位點淀粉樣前體蛋白切割酶1通過緊密連接和內皮型一氧化氮合酶損害腦小血管

腦小血管損傷包括內皮緊密連接丟失、內皮細胞功能障礙、血腦屏障破壞等是AD、CAA、高血壓相關CSVD共同的早期典型病理改變[33-35]。這些腦小血管的病理改變是否存在共同的機制？既往研究表明，CAA或AD患者的腦血管中β位點淀粉樣前體蛋白切割酶1（β-site-APP cleavage enzyme-1，BACE1）水平顯著升高，提示血管源性BACE1可能參與了腦小血管損傷的病理過程[36-38]。為了進一步了解血管源性BACE1在腦血管損傷中的作用，中國科技大學神經退行性疾病研究中心的申勇教授團隊[39]結合細胞和分子技術、質譜、免疫染色方法以及功能驗證，全面揭示了血管源性BACE1潛在的病理機制。

這項研究觀察到高血壓患者的大腦微血管中BACE1的表達增加了3.71倍（圖13）。重要的是，研究者發現內皮細胞緊密連接蛋白閉合蛋白是一種內皮細胞BACE1的全新底物。BACE1通過切割閉合蛋白減少全長的閉合蛋白和產生閉合蛋白片段。BACE1升高引起的過度切割誘導膜內小凹蛋白的積累和隨后小凹蛋白1介導的內吞作用，導致溶酶體降解其他緊密連接蛋白。同時，膜上小凹蛋白1增加了與內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的結合，以及由升高的BACE1產生的循環Aβ水平升高，導致eNOS活性減弱，最終造成內皮功能障礙。此外，在內皮特異性BACE1轉基因小鼠中，初始的血管內皮損傷會引起CBF緩慢降低、血腦屏障通透性增加、微出血、tau蛋白過度磷酸化、突觸丟失以及認知障礙。相反，抑制異常的BACE1活性可以改善緊密連接蛋白損失、內皮功能障礙和記憶缺陷。

圖13 高血壓患者腦組織中內皮細胞BACE1升高和閉合蛋白降低

該研究建立了血管源性BACE1與腦小血管損傷之間的直接關系，揭示了內皮細胞BACE1水平異常升高是CSVD的新發病機制（圖14）。

7 禍不單行：腦小血管病14年長期預后的預測因素

血管危險因素和基線CSVD嚴重程度目前已被認為是CSVD進展的決定因素。CSVD的進展程度和速度存在個體異質性，多數病程進展緩慢。目前研究多為橫斷面研究或隨訪期較短的隊列研究，難以觀察到CSVD影像標志物的長時程、動態變化并探索CSVD預后的預測因素。

迄今為止，CSVD最長時程隨訪研究來自荷蘭。2022年，Leeuw教授團隊[40-41]先后在Stroke和J Neurol Neurosurg Psychiatry上發表了他們的研究成果。該研究團隊基于拉德堡德大學彌散張量與磁共振隊列（Radboud University Nijmegen diffusion tensor and magnetic resonance cohort，RUN DMC），對503例散發性中老年（50～85歲）CSVD患者進行了長達14年的隨訪，隨訪期間對受試者進行4次神經影像學掃描和半定量評估、認知功能測評及臨床結局采集。

Leeuw團隊的研究顯示，WMH體積平均年進展為0.6（0.7±4.0）mL。部分患者在隨訪期間的一段時間內曾出現WMH逆轉，但這些WMH逆轉大多被整體時間內的WMH進展所覆蓋。14年隨訪期間，93%的受試者整體仍然表現為WMH進展，僅有4%的患者表現為凈WMH減退。

同時，研究發現，高齡和基線為中度WMH（Fazekas評級2級）是WMH快速進展的有效預測因素，此外，CSVD病變的基線負荷（估計值0.31，95%CI0.25～0.37，P＜0.001）和血管危險因素（估計值0.39，95%CI0.08～0.70，P=0.01）可獨立且協同地預測WMH的進展，只有基線CSVD負荷可獨立預測14年隨訪期間腔隙的發生（估計值1.52，95%CI1.27～1.85，P＜0.001）。

既往研究認為，3%～4%的散發性CSVD患者存在DWI陽性病灶。由于患者并沒有明顯癥狀，且病灶在2周左右出現信號減退甚至消失，這些DWI陽性病灶在CSVD進展中的確切作用尚不明確。在RUN DMC隊列的隨訪中，有8.9%的受試者檢出DWI陽性病灶。相對DWI陰性組，DWI陽性組受試者的基線WMH體積更大，存在腔隙或CMB的比例更高。進一步分析發現，在至少完成1次隨訪的患者中，相對DWI陰性組，DWI陽性組在中位13.2年的隨訪中有更高的WMH體積進展率（β=0.36，95%CI0.05～0.68，P=0.023）、更高的腔隙發生率（RR2.88，95%CI1.80～4.67，P＜0.001）和更大的認知功能下降幅度（β=－0.03，95%CI－0.05～－0.01，P=0.006）（圖15），但兩組全因死亡、卒中、全因癡呆等終點事件的發生率差異無統計學意義。

圖15 DWI陽性和DWI陰性組14年隨訪期間WMH體積進展率、腔隙發生和認知指數進展率比較

過去，我們對CSVD的認識局限于臨床經驗和部分短時程隨訪研究。RUN DMC隊列為我們展示了CSVD長時程的影像學和臨床動態變化，進一步明確了CSVD不良預后的預測因素既包括傳統的基線血管危險因素和CSVD影像學負荷，也包括DWI陽性病灶這類新的影像學標志物。這對識別處于快速進展風險中的患者并提供早期預警具有重要臨床指導意義。

8 互為因果：腦齡差與腦小血管病相互影響

隨著人類預期壽命的延長，年齡相關疾病也帶來了日益嚴峻的挑戰。對個體而言，生理年齡并不等同于實際年齡，兩者的年齡差是導致年齡相關疾病的危險因素。通過頭顱MRI數據庫來整合和計算神經成像衍生的年齡相關特征，可評估腦的生理年齡。腦齡差（brain-age gap，BAG）基于預測腦齡（生理腦齡）和實際腦齡之間的差異，能較好地反映個體的腦衰老情況。BAG常用于評估神經系統疾病對腦衰老的影響，并預測臨床預后[42]。CSVD是年齡相關的腦血管疾病，MRI上主要表現為WMH、腔隙和CMB等，可導致血管性認知障礙和癡呆[43]。但是，CSVD如何影響腦衰老及其與認知功能的相互作用尚不清楚。

2022年，Chung教授團隊[44]首次報道了CSVD患者的腦老化情況，并探討了全腦或特定區域的BAG是否影響CSVD相關認知障礙。該研究利用1482例健康個體（年齡18～92歲）的MRI灰質特征圖像構建了全腦和區域性腦齡預測模型，并獲得預測腦齡和實際腦齡的差異。然后將此模型應用于中國臺灣宜蘭縣老齡化研究隊列[年齡≥50歲的非卒中、非癡呆志愿者734例，其中124例發現存在CSVD（CSVD組）]。數據分析發現：①CSVD組的整體認知功能、言語記憶和執行功能等低于非CSVD組，差異有統計學意義（表2）；②CSVD組的全腦BAG高于非CSVD組[（3.71±7.60）歲vs.（-0.43±9.47）歲，P=0.003，η2=0.012]（圖16）；③CSVD組與非CSVD組在89個腦區（82個大腦皮質區、3個皮質下區和4個小腦區）存在明顯的區域性BAG，其中7個腦區的BAG在CSVD與認知功能障礙中發揮中介效應（圖17）。

圖16 腦小血管病與非腦小血管病患者的區域性腦齡差比較

圖17 區域性腦齡差在腦小血管病導致的認知功能障礙中的作用

表2 腦小血管病與非腦小血管病患者的認知功能對比

另一項Habes等[45]的研究結果證明預測的腦齡和WMH之間存在正相關性。不過，該研究沒有糾正年齡或血管危險因素等混雜因素，也沒有考慮CSVD的其他標志物的影響。Chung團隊的研究首次評估了CSVD和預測腦齡的相關性，其結果表明，即使無癥狀性CSVD也可以加快腦衰老。該研究不僅有助于了解CSVD相關臨床預后的潛在機制，而且有助于分析CSVD相關神經退行性疾病的潛在機制。未來旨在評估異常大腦衰老的疾病研究應考慮CSVD。

然而，Chung團隊的研究也存在一定的局限，包括：①該研究依據T1WI的灰質特征，特

別是灰質體積來預測腦齡。后續應通過DTI或靜息態功能磁共振（resting-state functional MRI，rs-fMRI）等檢查進一步理解CSVD影響腦衰老的機制。②該研究的研究對象是既往無卒中或癡呆病史的中老年人，其CSVD病變程度相對較輕，尚需進一步研究來探索BAG與重度CSVD之間的關系。③該研究僅探索了CSVD患者BAG與認知功能障礙的空間關系，尚需縱向研究來闡明CSVD中各腦區異常衰老的先后順序及其因果關系。

9 關鍵紐帶：“認知彈性”依賴于腦白質連通性

除AD外，腦血管病，包括CSVD、卒中及CAA等所致的腦組織病理損害也是認知障礙的原因之一。不過，大腦損害與認知障礙的關系目前并不明確。部分具有明顯腦組織損害病理改變的個體仍能保持正常的認知水平，被稱為“認知彈性”，有研究者用“認知儲備”假說來解釋這種現象[46-47]。需要開發能客觀反映認知儲備的標志物，以探索大腦動態適應能力的機制。2022年，荷蘭馬斯特里赫特大學DeJong教授團隊[48]開展了一項觀察性、前瞻性、基于人群的隊列研究。該研究旨在從腦結構連接組的角度分析不同大腦損害程度與認知水平之間的關聯，從而加深對神經環路、認知功能及認知儲備之間相互作用的理解。研究者提出了一項新的假說：更密集的、具有更高連通性的腦結構網絡能夠緩沖腦組織損害對認知功能的影響。

該研究納入4759例中老年受試者（平均年齡59.2歲）。所有受試者均完成神經認知心理量表測試（包括記憶、信息處理速度及執行、注意功能3個方面），并完成MRI檢查中的FLAIR、3D結構、DTI等序列掃描。采用全腦灰質、白質、腦脊液、WMH體積及WMH負擔（Fazekas分級0～3級）、CSVD總負擔（0～3分）作為大腦損害的標志物。采用自動解剖標記（automatic anatomical labeling，AAL2）腦圖譜定義全腦結構網絡的節點（包括94個腦區），采用纖維束體積與全腦體積的比值定義網絡的邊，從而構建全腦結構加權網絡。采用多元線性回歸分析評價腦結構連接網絡標記（如節點度值，即每個腦區與全腦其他腦區的平均連接數目）與大腦損害標記之間的交互作用對認知水平的影響。

該研究結果顯示，較低的灰質及白質體積、較高的WMH體積與較低的認知水平有關；相反，較高的網絡節點度值與較高的認知水平有關（表3）。此外，較高的CSVD嚴重程度與較低的認知水平有關，且呈劑量依賴關系。進一步分析發現，以上腦損害標志物與認知水平之間的關聯性隨著網絡節點度值的增加而明顯減弱，提示存在明顯腦損害的個體如具有較強的白質連通性則可能保持正常的認知能力（圖18）。

表3 腦損害標志物及網絡連通性測量與綜合認知評分之間的關聯

最后該研究從認知老化的角度探討了網絡節點度值如何調節CSVD嚴重程度與認知水平之間的關聯。研究者發現，與CSVD評分0分的受試者相比，CSVD評分3分者的認知衰老加速9.3年；但在CSVD負擔重（評分3分）的患者中，網絡節點度值每增加1個標準差，可以降低認知衰老程度7年。

綜上所述，大腦結構連接組的節點度值與認知功能呈正相關，并可影響腦損傷（包括腦萎縮和血管性損害）與認知功能之間的負性關聯。該研究結果支持“認知儲備”假說，表明大腦結構網絡連通性與認知彈性相關，是研究神經儲備結構組成的有效生物標志物。

10 通則不痛：急性缺血性卒中無效再通的微循環障礙機制

血管內治療是大血管閉塞性急性缺血性卒中的有效治療方法。然而，臨床上在血管內治療獲得成功再通的患者中，仍有近一半預后不佳（即無效再通）[49]。血管再通后微循環障礙是無效再通的重要原因。缺血半暗帶區各級血管段對缺血及再通的反應性可能不同，不同血管段的異常反應可能是再通后微循環障礙的重要機制。然而，目前尚無針對缺血再通后各級腦血管反應性的系統性研究。在此背景下，首都醫科大學附屬北京天壇醫院王伊龍教授團隊[50]通過雙光子活體成像結合熒光報告轉基因小鼠，系統性觀察了急性缺血性卒中再通后缺血半暗帶區各級血管的血流動力學變化，探究再通后微循環障礙的機制。

該研究首先利用特異性標記血管平滑肌細胞/周細胞的轉基因小鼠，繪制了皮質腦血管網絡的等級分布圖（圖19）。該研究發現急性缺血性卒中再通后半暗帶區軟腦膜動脈和穿支動脈顯著收縮，軟腦膜動脈血流顯著下降，穿支動脈血流代償性恢復；微靜脈和軟腦膜靜脈管壁塌陷，血流量顯著下降；毛細血管前微動脈和后微靜脈顯著收縮，血流速度下降，血流量下降；毛細血管廣泛性收縮，血流速度下降，血流量下降。無論是周細胞胞體覆蓋區域，還是單純由周細胞足突覆蓋的毛細血管，都出現顯著收縮，且這兩個部位的收縮程度差異無統計學意義（圖20）。

圖19 皮質腦血管網絡不同層次與分級

該研究結果證實急性缺血性卒中再通后各級血管存在血流動力學異常，尤其是毛細血管前微動脈、后微靜脈的顯著收縮，可能是導致再通后微循環障礙的重要機制。該研究在清醒小鼠中未能觀察到周細胞收縮與毛細血管無復流的直接關系，后期需要進一步結合周細胞敲除/藥物干預方法，探究周細胞收縮在急性缺血性卒中再通后無復流中的作用及機制。

回眸2022，CSVD相關研究取得的各種進展，我們見證了兩個重要規范的敲定、一系列臨床試驗的結果、相關免疫代謝研究的突破、潛在血管的新靶點的發現、長期預后研究的提出、血栓炎癥機制的探索等等，我們將在新的一年，帶著過去一年的成果，迎接新的挑戰，也希望能有更多的中國CSVD臨床研究走向世界舞臺。

本文列舉的各項研究的作者為該研究團隊主要研究者而非對應參考文獻的第一作者。

附錄：本文涉及研究的縮寫及中文全稱