Leigh綜合征的MRI表現(xiàn)

陳志曄 綜述 馬 林 審校

Leigh綜合征（Leigh syndrome, LS）是一種少見的、病因不明的X連鎖常染色體隱性遺傳性疾病，?？赏瑫r累及腦部和脊髓，故又稱為亞急性壞死性腦脊髓炎。目前認為主要是染色體突變累及電子鏈復(fù)合物（electron transport chain complexes, COs）Ⅰ～Ⅴ導致復(fù)合物缺陷所致[1，2]。依發(fā)病年齡可分為新生兒型、經(jīng)典嬰兒型及少年型[3]，成人罕見[4]。大部分患者發(fā)病年齡在6歲以前，通常在2歲時起病，無性別及種族傾向。在臨床診斷中，通常需要行肌肉或腦組織活檢、生化或基因檢測來確診。隨著影像學技術(shù)的發(fā)展，尤其是磁共振功能成像，可以從分子水平評估病變的特征，本文綜述Leigh綜合征的MRI表現(xiàn)，旨在提高對Leigh綜合征的影像學認識及診斷。

1 Leigh綜合征常規(guī)MRI影像表現(xiàn)

Leigh綜合征病變通常呈對稱性分布于雙側(cè)殼核及導水管周圍灰質(zhì)。發(fā)生在基底節(jié)區(qū)的常見部位為紋狀體（殼核后部及尾狀核頭常見）及蒼白球；發(fā)生在腦干的常見部位為導水管周圍灰質(zhì)、腦橋、延髓。另外，病變也可見于丘腦（尤其是背內(nèi)側(cè)核）和小腦齒狀核，但乳頭體通常不受累。Leigh綜合征不常見的部位包括大腦及小腦白質(zhì)。MRI主要表現(xiàn)為長T1長T2信號影，T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（ fl uid attenuated inversion recovery, FLAIR）為高信號影，增強掃描通常不強化（圖1）。由于出血或髓鞘裂解產(chǎn)物通常也可表現(xiàn)為短T1信號影。病變的分布呈對稱性分布，脊髓的病變主要位于導水管周圍灰質(zhì)。信號特點主要為長T1長T2信號，T2FLAIR為高信號[5-8]，此外，3D等體素薄層T2FLAIR（圖1C）的應(yīng)用可以更好地顯示病變，并進行三維重建，所以T2FLAIR對于Leigh綜合征病變的診斷有一定的價值。

圖1 Leigh綜合征常規(guī)MRI表現(xiàn)。A．橫軸位T2WI；B．橫軸位T1WI；C．冠狀位T2FLAIR；D．矢狀位T2FLAIR；E．橫軸位增強T1WI。病變位于雙側(cè)殼核后部、雙側(cè)尾狀核頭部及體部、雙側(cè)丘腦，呈長T1長T2信號影，邊界清楚

2 Leigh綜合征腦部DWI表現(xiàn)

擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging, DWI）是一種在活體水平探測生物組織水分子擴散運動的無創(chuàng)技術(shù)，通過測量施加擴散敏感梯度場前后組織發(fā)生的信號強度變化來探測組織中水分子擴散的狀態(tài)，可間接反映組織微動態(tài)和微結(jié)構(gòu)的變化，并且DWI還可對病變進行表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coef fi cient, ADC）值的量化分析。Leigh綜合征患者在急性期通常表現(xiàn)為高信號，提示水分子擴散受限，細胞毒性水腫[9]，但是也有文獻報道病變在發(fā)病后13個月和2年后DWI仍表現(xiàn)為高信號[10]，但部分病變?yōu)榈刃盘枺▓D2），信號的不一致性說明病變的時間分布多樣性。DWI也可以用來鑒別線粒體腦肌病伴乳酸血癥和卒中樣發(fā)作（mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes, MELAS）綜合征，MELAS綜合征在急性期通常表現(xiàn)為血管源性水腫，DWI上呈等或低信號（等或高ADC值）[11，12]，盡管有研究認為血管源性水腫周圍也可演變?yōu)榧毎拘运[，在DWI表現(xiàn)為高信號[13]，但DWI對于Leigh綜合征與MELAS綜合征的鑒別有一定的價值。

圖2 橫軸位DWI，雙側(cè)尾狀核、雙側(cè)殼核及丘腦病變呈明顯高信號影

3 Leigh綜合征腦部磁共振波譜成像表現(xiàn)

磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy,MRS）對于Leigh綜合征的診斷具有較高的價值。Leigh綜合征患者MRS常表現(xiàn)為Cho峰升高和NAA峰減低，在病變、腦脊液或看似正常的腦實質(zhì)內(nèi)可見乳酸雙峰[14-16]（圖3A～C）；延髓病變MRS提示巨大脂峰（圖3D），說明此病變內(nèi)發(fā)生壞死而未發(fā)生無氧酵解。MRS可為線粒體腦病的診斷提供間接的代謝信息，而且無創(chuàng)、無輻射，可以定量監(jiān)測腦組織代謝變化，但MRS對于線粒體腦病的不同亞型的鑒別有待于進一步研究。

圖3 Leigh綜合征磁共振波譜成像。A．單體素PRESS成像，感興趣區(qū)放置在左側(cè)殼核后部，分別進行短TE（35ms）及長TE（144ms）掃描，提示N-乙酰門冬氨酸（NAA）峰、肌酸（Cr峰）及膽堿（Cho）峰未見異常，1.33ppm處可見乳酸雙峰（TE 35ms為直立雙峰，TE 144ms為倒置雙峰）；B．單體素PRESS成像，感興趣區(qū)放置在側(cè)腦室區(qū)，1.33ppm處可見乳酸雙峰，膽堿峰略升高；C．單體素PRESS成像，感興趣區(qū)放置在左側(cè)額葉白質(zhì)區(qū)，膽堿峰略升高，1.33ppm處未見乳酸峰顯示；D．單體素PRESS成像，感興趣區(qū)放置在脊髓病變處，1.2ppm處可見巨大脂峰

4．Leigh綜合征腦部灌注表現(xiàn)

灌注是指單位組織的營養(yǎng)性血液供應(yīng)，人腦的正常神經(jīng)生理及高級活動要求以一定的血流灌注為基礎(chǔ)，在病理情況下，腦灌注異?？梢杂脕碓缙谠\斷并在治療中動態(tài)觀察腦組織受損情況。因此，活體腦血流灌注的檢測具有重要的臨床意義。常用的磁共振灌注成像主要包括動態(tài)磁敏感增強磁共振灌注加權(quán)成像（dynamic susceptibility contrast MR perfusion weighted imaging, DSC-PWI）和流動敏感交替反轉(zhuǎn)恢復(fù)（ flowsensitive alternating inversion recovery, FAIR），前者主要是利用團注對比劑通過毛細血管網(wǎng)時，引起周圍組織局部磁場短暫變化所致的磁共振信號強度變化的成像技術(shù)，動態(tài)測量對比劑首次通過受檢組織時引起組織內(nèi)磁場信號的改變來計算血流動力學參數(shù)[17]，通?；颊咝枰獔F注對比劑。而FAIR主要是通過磁化標記動脈血液中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑來測量腦血流量，根據(jù)標記方式不同可分為連續(xù)性動脈自旋標記（continuous arterial spin labeling, CASL）和脈沖式動脈自旋標記（pulsed arterial spin labeling, PASL）[18]，其成像原理主要是在成像層面近端施加非選擇性的反轉(zhuǎn)脈沖，使血液中的質(zhì)子磁化矢量反轉(zhuǎn)，經(jīng)過一定的反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間，當標記的血流入成像層面時成像，得到標記后的圖像；然后保持參數(shù)不變施加選擇性的反轉(zhuǎn)脈沖對相同層面成像，得到對比圖像，最后根據(jù)兩種不同標記下的質(zhì)子流入信號的改變計算腦血流量圖（cerebral blood flow, CBF）[17，19]。CBF 圖（圖 4）通常會提示雙側(cè)殼核及尾狀核病變呈高灌注，但是對于其他病變區(qū)域如雙側(cè)丘腦背內(nèi)側(cè)核并沒有顯示高灌注，推測可能與病變所處的不同時期有關(guān)；另外，高灌注的基礎(chǔ)可能與血管增生有關(guān)[20]。FAIR空間分辨率相對較差，因此對于低灌注區(qū)域的顯示相對于DSC-PWI較差，且受掃描層數(shù)的限制，不能進行全腦掃描。然而，F(xiàn)AIR作為一種新的無創(chuàng)性的磁共振灌注成像技術(shù)，可以定量測量腦血流量，適用于對比劑過敏及兒童患者，對于Leigh綜合征患者病變的檢出及灌注情況的判斷是一種較為安全可行的選擇。

圖4 流動敏感交替反轉(zhuǎn)恢復(fù)（FAIR）灌注成像，提示雙側(cè)殼核及尾狀核病變呈高灌注

5．Leigh綜合征累及視路

Leigh綜合征常見的視覺系統(tǒng)病變表現(xiàn)為視神經(jīng)萎縮，在發(fā)病早期很難發(fā)現(xiàn)視力喪失[21]。組織病理學研究發(fā)現(xiàn)其視覺系統(tǒng)受累為視網(wǎng)膜節(jié)細胞丟失，乳頭黃斑束（papillomacular bundle）神經(jīng)纖維板層脫落，視路髓磷脂（myelin）和軸索丟失（通常位于中央，而周圍可免于受累）[21，22]。Hayashi等[23]報道了1例伴有線粒體DNA突變且母系遺傳的Leigh綜合征患者表現(xiàn)為選擇性的視網(wǎng)膜節(jié)細胞丟失及相應(yīng)的視神經(jīng)顳側(cè)萎縮。3D T1-FSPGR序列可以行三維掃描，并進行三維曲面重建，可以全程顯示視神經(jīng)眶內(nèi)段、管內(nèi)段及視交叉的形態(tài)（圖5A）。三維T2FLAIR同樣可以進行三維重建，觀察視路的信號特點（圖5B）。進一步的視路DTI分析提示雙側(cè)視神經(jīng)眶內(nèi)段、管內(nèi)段、視交叉、視束、外側(cè)膝狀體及視輻射FA值的變化，纖維束的粗細及連接性（圖5C）可以早于常規(guī)影像發(fā)現(xiàn)雙側(cè)視路隱匿性病變，且可以進行定位及量化分析。因此，對于Leigh綜合征患者視路三維T2FLAIR及DTI分析可以敏感地檢出視路病變，并可以進行療效及預(yù)后評價。

圖5 Leigh綜合征患者視覺通路MRI表現(xiàn)。A．3D T1-FSPGR成像進行曲面重建，顯示雙側(cè)視神經(jīng)形態(tài)及走形未見異常；B．3D T2-FLAIR成像顯示雙視束呈高信號，外側(cè)膝狀體及雙側(cè)視輻射未見異常信號；C．視路DTI提示雙側(cè)視神經(jīng)眶內(nèi)段、管內(nèi)段、視交叉FA值未見異常，而雙側(cè)視束、外側(cè)膝狀體及視輻射FA值減低，雙側(cè)視輻射纖維束變細

總之，Leigh綜合征可以同時累及雙側(cè)殼核、尾狀核、丘腦背內(nèi)側(cè)核、脊髓及視路。DWI、MRS、FAIR及視路DTI可以用來敏感準確地檢出Leigh綜合征的腦部、脊髓及視路病變，并進行量化分析。綜合運用多種MRI成像新技術(shù)可以全面評價Leigh綜合征中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累情況，對于更好地理解發(fā)病機制、早期診斷、病情監(jiān)測及預(yù)后評價具有重要意義[24]。

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