刘静怡, 曹 杰, 张吴琼, 孔博玉综述, 马涤辉, 张海宁审校
交叉性小脑神经机能联系不能发病机制及临床常见相关疾病
刘静怡1, 曹 杰1, 张吴琼1, 孔博玉2综述, 马涤辉1, 张海宁1审校
交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis,CCD),亦作交叉性小脑性失联络,是指幕上脑组织损害的对侧小脑可出现代谢及血流量减低的现象[1],多由影像学早期发现。由于其临床表现不典型,易被临床医生忽略。早在1870年,Brown-sequard就发现了脑局灶损伤后远隔区域呈现脑功能过度兴奋或抑制的紊乱现象。1914年瑞士神经病学家Volt Monakow等提出“神经机能联系不能”学说,用于解释他在幼年猫大脑皮质切除实验中发现的对侧小脑半球发育不全这一现象[2]。1935年Hassin报道了1例继发于产伤后大脑萎缩患者存在交叉性小脑萎缩,使神经功能联系不能这一假说得到了证实[3]。1980年Baron等应用正电子发射断层成像术(positron emission tomography,PET)率先报道了幕上脑梗死患者对侧小脑半球氧代谢率及血流量下降[4]。随着近年来研究手段及影像学的不断发展,人们对CCD有了更加全面的认识。现对CCD的发病机制、常见相关疾病及临床意义、临床检查方法等予以综述。
随着近年来代谢测定技术、脑血流动力学的不断进步及PWI、SPECT、DTI等影像学新技术的应用,人们对CCD机制的研究逐渐深入。目前大多数学者认为,神经机能联系不能是由于神经功能联系中断致继发性脑组织血流减慢,从而造成了远隔部位的功能减低[5]。皮质-桥脑-小脑(cortical-ponts-cerebellum,CPC)纤维束是CCD现象发生的解剖学基础。CPC纤维束起源于大脑皮质(额、顶叶皮质,尤以中央前回及中央后回为主),向内囊前后肢集中,传导至同侧脑桥,再越过中线经对侧小脑中脚至对侧小脑皮质区域,CPC通路的功能受损是CCD潜在的病理机制[6],中枢神经系统多种疾病如脑梗死、癫痫、脑肿瘤等累及CPC通路时,即可能引起CCD现象。脑梗死、癫痫等疾病并不少见,但CCD现象仅在部分人中出现,其发生可能与通路受损的部位、受损范围大小及损伤程度等影响因素有关,因此至今为止,CCD现象的发生机制还有待进一步探究。
2.1 大脑半球梗死 脑梗死后病灶处轴突华勒氏变性,轴索断裂或损伤,导致CPC通路中断,皮质兴奋性冲动无法传递至对侧小脑,从而导致对侧小脑功能抑制,即CCD现象。已报道的卒中后CCD发生率高低不一,除了受检查方式不同的影响,患者的疾病情况不同也可能是结果多样化的混杂因素,梗死病灶的位置和大小、疾病阶段、脑血流动力学状态都可能是影响CCD出现的原因[7]。目前,关于CCD和幕上缺血性病变的位置、大小及发病时间之间的关系还没有确切的共识。
2.1.1 幕上梗死灶位置 有学者认为,脑损伤发生的部位决定了CCD的发生,且根据脑损伤发生的部位不同,可影响CCD的严重程度 (顶叶>额叶>颞叶)[8]。根据已公布的数据,中央后回、缘上回、枕叶内侧区、额叶前部、颞叶前部、基底节和丘脑梗死在存在CCD的患者中最多见;基底节梗死与丘脑梗死相比,前者更易导致CCD现象的发生[9]。
2.1.2 幕上梗死灶大小 梗死灶面积本身并不是产生CCD的独立决定因素,但大面积的梗死灶更趋向于影响重要的功能区和CPC通路,从而增加CCD的发生几率,但也有研究发现,幕上脑梗死病灶的低灌注程度和面积大小与CCD现象无关[10],较小的原发病灶梗死灶也能对CCD的产生及其程度起到重要作用[9]。
2.1.3 幕上梗死发病时间 目前的临床及实验研究多针对超急性期(1~6 h)及急性期脑梗死(6~24 h)CCD的发生现象,少有针对慢性期脑梗死的研究;Kim等人通过对部分患者的长期随访,发现CCD现象可出现在脑梗死后的5~1825 d[9]。过去认为CCD仅仅是一个神经影像学现象,但最近的研究表明,CCD可以作为判断脑卒中恢复和治疗效果的重要预后指标[8,11]。研究发现,急性期脑梗死CCD现象的出现往往提示临床预后较差,单纯脑梗死的患者1 m后的功能恢复优于同时伴CCD的患者[12]; Gharbawie等认为脑梗死后运动功能的恢复可由卒中后远隔部位脑组织功能所促进,因此神经机能联系不能的恢复在脑梗死患者康复中的作用至关重要[13]。有人认为在幕上低灌注发生1 h后CCD与脑梗死预后间的关系,甚至比幕上低灌注的量本身与预后之间的关系更加密切[14];CCD现象的持续存在可提示持续性的幕上脑组织损伤和预后不良[15]。因此正确认识脑梗死后CCD现象的出现,可以更好的指导临床进行疗效评价。
2.2 癫痫 关于癫痫发作类型与CCD发生率之间的关系少有相关研究。癫痫持续状态所致的CCD可能是由长时间兴奋性突触活动造成CPC通路神经元神经冲动过度传输而造成的损伤。或者,它可能是皮质抑制性输入减少而造成的CPC通路中断的结果[16]。在癫痫发作时兴奋性突触活动的增多,会增加能量代谢和脑血流量,当癫痫发作频繁或癫痫持续状态时,由于代谢和脑血流量调控失败,可导致组织缺氧,无氧糖酵解增加,钠/钾泵衰竭和细胞毒性水肿,进而在DWI像上表现为高信号[17]。DWI可早期显示癫痫持续状态后CCD的发生[18]。癫痫早期的损伤可能仅为功能受损,CCD多在癫痫控制、小脑兴奋性输入恢复后迅速可逆,但仍有报道显示癫痫持续状态后可出现交叉性小脑萎缩(crossed cerebellar atrophy,CCA),其病理结果包括在同侧及对侧大脑半球皮质弥漫性神经元损伤,及脑桥核、CPC通路神经纤维的退化[19],反复癫痫发作和癫痫持续状态可以作为CCA的主要致病因素,癫痫发作相关的跨突触兴奋性细胞损伤造成了不可逆的结构变化[1]。Cianfoni等也曾报道了1例临床表现为难治性复杂部分性癫痫发作的Rasmussen脑炎的11岁女性患儿MRI检查中CCA的存在[20],Mahale等在2015年也发表了类似的案例报道[21]。因此及早控制癫痫发作,关注癫痫后CCD的发生及转归,对于改善癫痫患者预后、减少CCA的发生可起重要作用。
2.3 脑肿瘤 有人统计了218例脑转移瘤患者的18F-FDG PET/CT表现,其中24例发生了CCD[22],表明了并不是所有脑肿瘤患者均可出现CCD,只有特定脑区域发生病变才会导致CCD,进一步证明了CCD的发生取决于原发损害对CPC通路的影响程度。有人报道了大脑神经胶质瘤可导致对侧小脑葡萄糖代谢率减低,进一步提示脑肿瘤可并发CCD[23],Eugene等也曾报道了2例弥漫性大B淋巴瘤患者继发的对侧小脑CCD现象[24]。随着肿瘤细胞的增殖扩增、浸润,肿瘤侵袭范围扩大、水肿形成,CCD现象可能随时间持续存在,因此CCD可间接反映肿瘤的增殖、浸润情况,从而作为肿瘤治疗的随访方式之一。
2.4 其他 Niimura等研究发现单侧脑外伤也可引起对侧小脑代谢率降低[25],提示脑外伤也可引起CCD;Yoshikawa等曾报道1例Sturge-Weber综合征继发的CCD,表明先天性缺血性疾病也可引起CCD现象[26]。过去CCD被认为没有任何独立的功能影响,但Kwon等人于2015年报道了1例头部外伤后轻微皮质受损导致的小脑性共济失调,从而证明了CCD可能对小脑功能造成影响[27];也有越来越多的证据显示小脑在认知功能起参与作用,尤其是执行控制、非文字记忆和表达能力,卒中后CCD导致小脑功能破坏最终导致血管性认知障碍的假说已被提出[28];CCD的严重性可能与神经功能缺损相关,提示了CCD的功能性作用[11]。
传统上常使用正电子发射断层扫描(positron emission tomography,PET)和单光子发射计算机断层扫描(single-photon emission computed tomography,SPECT)以显示CCD中病灶对侧小脑低灌注及代谢减退;近年来各种新的MRI技术也被应用到了CCD现象的探索中,有研究表明,应用动脉自旋标记的磁共振灌注成像(arterial spin-labeled perfusion magnetic resonance imaging,ASL)对CCD的检出率与PET及SPECT相近,因此可作为CCD的简便易行、无辐射损害的检测及随访方式。随着近年来影像学技术的不断进步,人们对CCD的认识不断深入,并应用这一理论解释了许多临床问题。需注意的是,对于常规MRI或DWI提示幕上病变合并对侧小脑影像学改变,但由于种种原因无法完成PET、ASL等相关检查、无从得知其对侧小脑影像学改变是否由继发性代谢及血流量减低所致者,临床上需慎重鉴别排除多发血管病变导致梗死,除外栓塞或血管炎等疾病可能后,方可明确CCD诊断,并需进行后续随访以明确其持续时间及有无交叉性小脑萎缩的发生。
总之,CCD现象的临床及影像学表现复杂,其机制仍待进一步研究;近年来相关研究提示CCD的发生可以作为判断患者恢复和治疗效果的重要预后指标,因此重视CCD现象的发生和转归,对临床影像诊断、治疗及预后评估均有一定的临床意义。
[1]Miyazaki D,Fukushima K,Nakahara A,et al.Crossed cerebellar diaschisis in status epilepticus[J].Internal Medicine,2016,55(12):1649-1651.
[2]Finger S,Koehler PJ,Jagella C.The Monakow concept of diaschisis:origins and perspectives[J].Arch Neurol,2004,61(2):283-288.
[3]王 潇,程敬亮,张 勇.交叉性小脑神经机能联系不能的相关研究及最新进展[J].磁共振成像,2016,5:388-395.
[4]Baron JC,Bousser MG,Comar D,et al.“Crossed cerebellar diaschisis” in human supratentorial brain infarction[J].Trans Am Neurol Assoc,1981,105:459-461.
[5]Lin DD,Kleinman JT,Wityk RJ.et al.Crossed cerebellar diaschisis in acute stroke detected by dynamic susceptibility contrast MR perfusion imaging[J].AJNR,2009,30(4):710-715.
[6]Fiori S,Pannek K,Pasquariello R,et al.Corticopontocerebellar connectivity disruption in congenital hemiplegia[J].Neurorehabilitation and Neural Repair,2015,29(9):858-866.
[7]Chen S,Guan M,Lian H J,et al.Crossed cerebellar diaschisis detected by arterial spin-labeled perfusion magnetic resonance imaging in subacute ischemic stroke[J].J Stroke Cerebrovasc Dis,2014,23(9):2378-2383.
[8]Takasawa M,Watanabe M,Yamamoto S,et al.Prognostic value of subacute crossed cerebellar diaschisis:single-photonemission CT study in patients with middle cerebral artery territory infarct[J].AJNR Am J Neuroradiol,2002,23(2):189-193.
[9]Kim SE,Choi CW,Yoon B-W,et al.Crossed-cerebellar diaschisis in cerebral infarction: technetium-99m-HMPAO SPECT and MRI[J].J Nucl Med,1997,38:14-19.
[10]Fu J,Chen WJ,Wu GY,et al.Whole-brain 320-detector row dynamic volume CT perfusion detected crossed cerebellar diaschisis after spontaneous intracerebral hemorrhage[J].Neuroradiology,2015,57(2):179-187.
[11]Szilagyi G,Vas A,Kerenyi L,et al.Correlation between crossed cerebellar diaschisis and clinical neurological scales[J].Acta Neurol Scand,2012,125:373-381.
[12]Nocun A,Wojczal J,Szczepanska-Szerej H,et al.Quantitative evaluation of crossed cerebellar diaschisis,using voxel-based analysis of Tc-99m ECD brain SPECT[J].Nucl Med Rev Cent East Eur,2013,16(1):31-34.
[13]Gharbawie OA,Whishaw IQ.Parallel stages of learning and recovery of skilled reaching after motor cortex stroke:“oppositions” organize normal and compensatory movements[J].Behav Brain Res,2006,175(2):249-262.
[14]Sobesky J,Thiel A,Ghaemi M,et al.Crossed cerebellar diaschisis in acute human stroke:a PET study of serial changes and response to supratentorial reperfusion[J].J Cerebral Blood Flow Metabolism,2005,25(12):1685-1691.
[15]de Bruine JF,Limburg M,van Royen EA,et al.SPET brain imaging with 201 diethyldithiocarbamate in acute ischaemic stroke[J].Eur J Nucl Med,1990,17(5):248-251.
[16]Samaniego EA,Stuckert E,Fischbein N,et al.Crossed cerebellar diaschisis in status epilepticus[J].Neurocritical Care,2010,12(1):88-90.
[17]Huang YC.Periictal magnetic resonance imaging in status epilepticus[J].Epilepsy Research,2009,86(1):72-81.
[18]Tien RD,Ashdown BC.Crossed cerebellar diaschisis and crossed cerebellar atrophy:correlation of MR findings,clinical symptoms,and supratentorial diseases in 26 patients[J].AJR Am J Roentgenol,1992,158:1155-1159.
[19]Tan N,Urich H.Postictal cerebral hemiatrophy:with a contribution to the problem of crossed cerebellar atrophy[J].Acta Neuropathol,1984,62:332-339.
[20]Cianfoni A,Luigetti M,Bradshaw ML,et al.MRI findings of crossed cerebellar diaschisis in a case of Rasmussen’s encephalitis[J].J Neurol,2010,257(10):1748-1750.
[21]Mahale R,Mehta A,Rangasetty S.Crossed cerebellar diaschisis due to rasmussen encephalitis[J].Pediatric Neurol,2015,53(3):272-273.
[22]张 旭,张亚锐,胡莹莹,等.18F-FDG PET/CT对脑转移瘤所致交叉性小脑神经机能联系不能的研究[J].中山大学学报(医学科学版),2013,34(6):938-942.
[23]Chakravarty A.Crossed cerebral-cerebellar diaschisis:MRI evaluation[J].Neurol India,2002,50(3):322-325.
[24]Teoh EJ,Green AL,Bradley KM.Crossed cerebellar diaschisis due to cerebral diffuse large B cell lymphoma on 18F-FDG PET/CT[J].International J Hematol,2014,100(5):415-416.
[25]Niimura K,Chugani DC,Muzik O,et al.Cerebellar reorganization following cortical injury in humans:effects of lesion size and age[J].Neurology,1999,52(4):792-797.
[26]Yoshikawa H,Fueki N,Sakuragawa N,et al.Crossed cerebellar diaschisis in the Sturge-Weber syndrome[J].Brain Dev,1990,12(5):535-537.
[27]Kwon YC,Kim JH,Ahn TB.Ataxia of cortical origin via crossed cerebellar diaschisis[J].Neurologic Sci,2015,36(1):161-163.
[28]Sui R,Zhang L.Cerebellar dysfunction may play an important role in vascular dementia[J].Med Hypotheses,2012,78:162-165.
1003-2754(2017)06-0572-02
R742.8
2017-04-11;
2017-05-28
(1.吉林大学白求恩第一医院神经内科和神经科学中心,吉林 长春 130021;2.吉林大学第一医院放射科,吉林 长春 130021)
马涤辉,E-mail:madihui@263.net;张海宁,E-mail:haining139@139.com