郭 雅,鲍海华
(1.青海大学研究生院,青海 西宁 810000;2.青海大学附属医院影像中心,青海 西宁 810000)
MS的病理特征是在限定区域(病变)中的脱髓鞘,病变通常呈椭圆形或椭圆形,多发生于脑室周围、皮层下、胼胝体-透明隔交界处及脑干等,而脊髓病灶好发于颈髓,其次为胸髓。MRI对临床上确定MS的后续进展具有最佳预测价值,例如脑T2病变(数量和体积)和T1病变增强。T1病变增强代表严重的脱髓鞘和不可逆的轴突丢失。新发或扩大的T2病变反映了疾病活动及额外的组织损伤区域,但对MS的病理变化没有特异性。
扩散张量成像(DTI)通过利用水在大脑中扩散的不同方向来评估局灶性白质(WM)微结构完整性[1]。白质(WM)损伤是多发性硬化症(MS)早期发生的主要病理过程。WM束的破坏是MS身体残疾和认知障碍的重要预测指标,因此在疾病过程的不同阶段进行量化非常重要,MS病变中发现,DTI的值可能与组织损伤的不同病理特征有关,但在比较急性和慢性MS病变的DTI值时,是矛盾的结果。此外,纵向研究表明DTI在相对较短的时间内对MS组织的损伤演变敏感,结构性损害出现在疾病的初期,距发病不到一年,结构性变化在接下来的5年内达到平稳状态,直到病理过程逐渐累积,才能发现其他WM变化。因此,重要的治疗窗口存在于疾病的早期阶段。
质子磁共振波谱可记录来自组织中代谢物浓度的信号,具有提供组织化学病理学特征的独特能力,可观察到各种代谢变化,如N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱浓度的降低以及肌醇的浓度的增高,这些改变表明了轴突损伤。这项技术还可区分急性和慢性MS病变。NAA反映了神经元的数量,健康和生存能力,通常,急性病变中NAA的含量持续下降。病变早期显示胆碱增加,是因为在活跃的髓磷脂分解过程中释放的膜磷脂和乳酸,这一征象可能是受炎症细胞代谢亢进的影响产生。谷氨酸盐浓度通常在活动性病变中增加,表明谷氨酸增加可能与炎症有关,同时谷氨酸介导的兴奋性毒性对MS发病起着重要的作用。
近期集中于研究灰质(GM)中的代谢异常,证实了病理层面GM在MS中的重要贡献。使用质子磁共振波谱能够将谷氨酸的产物γ-氨基丁酸(GABA)与其他代谢物可靠地分离开,这表明感觉运动皮层中的GABA水平降低与进行性MS患者运动功能受损有关,表明该代谢物可能在神经退行性疾病中发挥一定的作用。由于技术上的挑战,利用质子磁共振波谱独特性质的纵向研究依然是有限的。
磁化传递成像(MTI)基于自由水的质子和结合大分子的质子之间的相互作用,提供的一般组织完整性的指标称为磁化传递比(MTR)。MTR下降的程度在急性和慢性WM病变中有所不同。通过监测单个病变体素中MTR变化演变的方法,显示出病变MTR的变化与脱髓鞘和髓鞘再生一致。就临床相关性而言,GM的MTR变化与身体残疾和认知障碍具有一定的相关性,基线GM MTR以及疾病持续时间独立预测了多年后的认知能力下降,证明GM MTR是相似时期后预测认知不良的较为可靠的指标。研究表明MTR能够在皮质水平评估脱髓鞘过程,通过一种能够将皮质分为外带和内带的方法,在各种MS表型的外皮带中检测到降低的MTR值[2]。在另一项实施参数化表面模型的研究中,MTR异常优选位于扣带回皮层,岛状体和深沟中。最近,MTR已作为探索性项目在一些大型多中心临床试验中评估治疗效果。
借助R2*弛豫法的新型MRI技术,可以测量MS患者大脑中的铁。它提供了定量数据,对于深部GM,它与铁水平呈线性比例关系,因此被建议作为确定该结构中铁浓度的可靠方法。M. Khalil[3]认为MS中基底节(BG)铁积累增加与疾病的持续时间和严重程度有关,且对照表明铁沉积可能作为该疾病病理生理过程的副产物产生的,不是在MS发生之前产生的。此外,研究表示各种慢性神经退行性疾病中脑铁水平升高,推测它们在其发育中起一定作用。
磁敏感加权成像(SWI)在MS中典型征象之一是“中枢征”,即在大部分MS病变中显示中心静脉,这由于静脉内脱氧血红蛋白的强顺磁性或非血红素铁的存在。病变中发现的铁来于富铁少突胶质细胞的破坏过程中,释放的铁可能会促进炎症活化并通过氧化损伤机制造成神经变性。“中枢征”可能将MS与其他表现MRI WM病变的神经系统疾病区分开。迄今为止,仅在少数情况下评估了其特异性,还需要进一步的研究。此外,SWI对于诊断MS和监测MS局灶性炎症过程也有一定价值。
静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)是一项用于研究区域神经活动和大规模脑网络有前景的成像技术,通过识别具有相似功能特性的大脑GM偏远区域之间的时间相关性来研究BOLD信号中的自发调节,数据更容易获取且可解释性更好。随着脑损伤的进展,失去了在MS早期发现的大脑活动的同步性,这表明皮质重组可能是MS早期但有限的补偿现象。在MS中,探索了默认模式网络[4](DMN)的功能连接,患有认知功能不全的进展型患者的前扣带回皮层重组,前扣带回皮层和后扣带回皮层的核心减少,后扣带回皮层外周的增加,反映了可能对认知能力的补偿作用。更好的认知能力与小脑,颞中回,枕极和角回的功能连接增强相关,被认为是适应性改变。
磁共振成像对于检测MS脑WM中的局灶性病变非常敏感,它可用于诊断怀疑患有MS的患者,随时间推移进行的疾病监测以及有关治疗后反馈的信息,也是获得早期预后信息的重要工具。常规MRI对疾病的病理研究缺乏特异性,近些年先进的MRI技术产生的惊人发展和应用,为研究MS的病理学提供了更敏感的特异性,提高了我们对MS病理生理学相关机制的深层次理解。然而非常规MRI技术仅在选定的研究中心中用于评估相对较小的患者队列,因此他们在大量MS患者诊断检查中的附加价值仍然需要进一步研究。