帕金森病的腦部葡萄糖代謝特征分析

史新沖陳玲張祥松易暢王曉燕陳志豐

·論 著·

帕金森病的腦部葡萄糖代謝特征分析

史新沖*陳玲△張祥松*易暢*王曉燕*陳志豐*

目的 觀察帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）的18F-脫氧葡萄糖（18F-labeled 2-deoxyglucose，18FFDG）正電子發(fā)射斷層成像（positron emission tomography，PET／CT）顯像特征，并分析利用其代謝變化特點(diǎn)進(jìn)行輔助診斷的方法。 方法 收集經(jīng)臨床確診的PD患者15例，對(duì)其分別進(jìn)行18F-FDG PET／CT顯像；利用SPM分析軟件分析PD患者組的代謝模式，并統(tǒng)計(jì)各位患者各自的代謝改變特點(diǎn)。健康對(duì)照組10名，分析方法同患者組。結(jié)果 與對(duì)照組相比，PD組表現(xiàn)為豆?fàn)詈?、腦干、小腦的相對(duì)高代謝，以及額葉運(yùn)動(dòng)前區(qū)及頂葉的相對(duì)低代謝 （P＜0.01）。對(duì)個(gè)體數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：15例患者中13位表現(xiàn)為小腦相對(duì)高代謝，8例表現(xiàn)為腦干相對(duì)高代謝，8例表現(xiàn)為殼核相對(duì)高代謝，10例表現(xiàn)為蒼白球相對(duì)高代謝，以上區(qū)域均為觀察到相對(duì)低代謝表現(xiàn) （P＜0.01）；同時(shí)12例表現(xiàn)為頂葉相對(duì)低代謝改變，11例表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)前區(qū)相對(duì)低代謝改變 （P＜0.01），上述兩個(gè)區(qū)域均未觀察到相對(duì)高代謝改變。結(jié)論 與正常人群相比，帕金森患者腦部代謝改變主要表現(xiàn)為小腦、紋狀體區(qū)代謝相對(duì)增高，同時(shí)伴有頂葉和運(yùn)動(dòng)前區(qū)代謝相對(duì)減低。

帕金森病 代謝網(wǎng)絡(luò) PET／CT 18F-FDG SPM

帕金森?。≒arkinson’s Disease，PD）是一種常見(jiàn)的腦退行性病變，在臨床上，主要以靜息性震顫、肢體僵硬和運(yùn)動(dòng)遲緩為主要癥狀。但以上癥狀并不具有特異性，多系統(tǒng)萎縮、核上性麻痹等疾病均可有相似表現(xiàn)。臨床醫(yī)生通常需對(duì)病人進(jìn)行長(zhǎng)期隨訪以做出最終診斷。隨著腦深部電刺激 （deep brain stimulation，DBS）等手術(shù)治療方法的療效被逐漸認(rèn)可［1］，晚期PD患者或者藥物治療效果不理想的PD患者有了新的治療途徑，但正確的診斷是手術(shù)治療的前提。在先進(jìn)的PET影像技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的受體顯像劑逐漸問(wèn)世，包括多巴胺運(yùn)轉(zhuǎn)蛋白顯像劑、多巴胺受體顯像劑等，它們?yōu)镻D的準(zhǔn)確診斷和鑒別診斷提供了新的方法［2］。但這些新型顯像劑的化學(xué)合成方法仍不夠成熟，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用非常有限。而18F-FDG作為最成熟的PET顯像劑，為帕金森病患者大腦代謝改變等方面的研究提供了非常有價(jià)值的信息，但其在個(gè)體診斷中的應(yīng)用價(jià)值仍有待進(jìn)一步探索［3］。本研究利用臨床確診的PD患者15例，對(duì)其18F-FDG PET顯像結(jié)果進(jìn)行分析，以探討18F-FDG PET顯像在PD診斷中的應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集經(jīng)臨床確診的PD患者15例 （男8例，女7例），年齡42～84歲，平均61±23歲，標(biāo)準(zhǔn)差為11.02；病程0.5～10年，平均4.9年，標(biāo)準(zhǔn)差為3.55；臨床診斷嚴(yán)格按照英國(guó)帕金森協(xié)會(huì)腦庫(kù)診斷標(biāo)準(zhǔn) （UK PD Brain Bank criteria）進(jìn)行［4］。健康對(duì)照組共10名（男4名，女6名），年齡47～77歲，平均（64.1±17.1）歲，標(biāo)準(zhǔn)差為8.70。根據(jù)受試者既往史，相應(yīng)臨床檢查和影像學(xué)檢查排除腦部疾病。本研究同時(shí)利用了我中心健康人群腦代謝數(shù)據(jù)庫(kù)，其中共有58名健康人群腦代謝數(shù)據(jù)（男34名，女24名），年齡40～85歲，平均65歲；數(shù)據(jù)庫(kù)入選條件同本研究中的健康對(duì)照組。

1.2 PET／CT顯像 顯像設(shè)備為 Philips Gemini GXL 16型PET／CT掃描儀。15例帕金森患者顯像前禁食至少6 h，禁用抗帕金森類藥物至少12 h。所有受試者注射顯像劑前30 min于安靜、無(wú)強(qiáng)光刺激的房間平臥。18F-FDG注射劑量為0.14 mCi／Kg，注射后45 min進(jìn)行顯像，以3D方式采集10 min，經(jīng)LOR-Ramla算法重建為2 mm×2 mm×2 mm的圖像。

1.3 圖像處理與分析 18F-FDG顯像分析：應(yīng)用SPM5分析軟件，將所有受試者腦數(shù)據(jù)用12參數(shù)的線性仿射變換和非線性迭代法，對(duì)應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)腦空間坐標(biāo)上［5］；用 8 mm×8 mm×8 mm的高斯算子進(jìn)行平滑，以去除圖像噪聲。經(jīng)過(guò)以上預(yù)處理后，利用SPM分析軟件對(duì)帕金森組和健康對(duì)照組（對(duì)照組1）進(jìn)行組間分析，分析采用雙樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水平為P＜0.01（T＝2.50），檢驗(yàn)結(jié)果利用mroMRI軟件疊加到標(biāo)準(zhǔn)腦MRI T1加權(quán)圖像上，以得到帕金森病相關(guān)的腦代謝模式圖。

圖1 PD患者組的腦代謝改變模式圖。其中紅色表示代謝明顯增高的區(qū)域；藍(lán)色表示代謝明顯減低的區(qū)域。檢驗(yàn)水平為P＜0.01，T＝2.50

為研究18F-FDG PET顯像在個(gè)體患者診斷中的應(yīng)用，我們從健康人群數(shù)據(jù)庫(kù)中為每位患者挑選年齡差不超過(guò)5歲的10位健康對(duì)照者（對(duì)照組2），然后將其與該患者數(shù)據(jù)進(jìn)行雙樣本T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水平為P＜0.01（T＝2.82）。為了驗(yàn)證處理結(jié)果的可靠性，我們同時(shí)對(duì)健康對(duì)照組中的10位對(duì)照者數(shù)據(jù)（對(duì)照組1）進(jìn)行上述處理。以上檢驗(yàn)結(jié)果均利用mroMRI軟件疊加到標(biāo)準(zhǔn)腦MRI T1加權(quán)圖像上，以確定代謝變化的具體位置和范圍。在P＜0.01的檢驗(yàn)水平下，代謝減低的部位用藍(lán)色表示，代謝增高的部位用紅色標(biāo)記，然后統(tǒng)計(jì)15位PD患者和10位健康對(duì)照者（對(duì)照組1）額葉相關(guān)運(yùn)動(dòng)區(qū)、頂葉、腦干、紋狀體、丘腦和小腦的代謝改變情況。

2 結(jié)果

2.1 組間分析結(jié)果 與健康對(duì)照組相比，PD組表現(xiàn)為明顯的小腦、腦干和基底節(jié)區(qū)相對(duì)高代謝，以及額葉相關(guān)運(yùn)動(dòng)區(qū)、頂葉的相對(duì)低代謝（見(jiàn)圖1）。

2.2 個(gè)體數(shù)據(jù)分析結(jié)果 10例健康對(duì)照者均未觀察到明顯的代謝異常區(qū)域。而15例PD患者中，13例表現(xiàn)為小腦相對(duì)高代謝改變，另2例未見(jiàn)明顯異常；8例表現(xiàn)為腦干相對(duì)高代謝改變，另7例未見(jiàn)明顯異常；8例表現(xiàn)為殼核相對(duì)高代謝改變，另7例未見(jiàn)明顯異常；10例表現(xiàn)為蒼白球區(qū)相對(duì)高代謝改變，另5例未見(jiàn)明顯異常；5例表現(xiàn)為丘腦相對(duì)高代謝改變，2例表現(xiàn)為相對(duì)低代謝改變，另8例未見(jiàn)明顯異常；5例表現(xiàn)為尾狀核相對(duì)低代謝改變，另10例未見(jiàn)明顯異常；12例表現(xiàn)為頂葉相對(duì)低代謝改變，另3例未見(jiàn)明顯異常；11例表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)前區(qū)相對(duì)低代謝代表，另4例未見(jiàn)明顯異常；3例表現(xiàn)為輔助運(yùn)動(dòng)前相對(duì)低代謝改變，另12例未見(jiàn)明顯異常。（具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1）

3 討論

PD的臨床表現(xiàn)具有多樣性［6］，臨床上有時(shí)與帕金森綜合癥、帕金森疊加綜合癥難以鑒別。利用SPM分析技術(shù)和SSM分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)：PD患者的腦代謝有著特定的改變模式［3］，表現(xiàn)為豆?fàn)詈?、丘腦、腦干和小腦高代謝，以及頂葉、額葉相關(guān)運(yùn)動(dòng)皮層的低代謝，這種特定的腦代謝模式的可重復(fù)性及穩(wěn)定性已經(jīng)得到證實(shí)［7－8］。但該網(wǎng)絡(luò)目前僅廣泛應(yīng)用于病情評(píng)估、療效評(píng)價(jià)和發(fā)病機(jī)制研究等方面，在個(gè)體病情診斷和鑒別診斷方面的應(yīng)用尚有爭(zhēng)議。本研究在我中心健康人群數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，為每位患者挑選性別匹配、年齡差別小于5歲的健康對(duì)照組，以此分析每位患者的腦代謝變化。

在本研究中，我們觀察到12位患者均表現(xiàn)為不同范圍的頂葉相對(duì)低代謝表現(xiàn)，占所有患者的80%；有11位患者表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)前區(qū)的相對(duì)低代謝表現(xiàn)，占所有患者的73.3%；雙側(cè)改變大致對(duì)稱。這一結(jié)果提示上述兩個(gè)區(qū)域的低代謝在PD患者中是普遍存在的。定量分析結(jié)果也表明：PD患者上述區(qū)域的血流量和局部葡萄糖代謝率均出現(xiàn)了明顯的下降［9－10］；在伴有認(rèn)知能力下降的患者和癡呆患者，其頂葉的代謝降低尤為明顯［11－13］。但除了 PD外，進(jìn)行性核上性麻痹（progressive supranuclear palsy，PSP）、多系統(tǒng)萎縮 （multiple system atrophy，MSA）和皮層基底節(jié)病變（corticobasal degeneration，CBGD）也均有上述區(qū)域代謝減低的報(bào)導(dǎo)［14］，但皮層基底節(jié)病變有明顯的不對(duì)稱性特點(diǎn) ，皮層代謝減低也表現(xiàn)為明顯的不對(duì)稱性［15］，與本研究所觀察到得雙側(cè)大致對(duì)稱改變有所不同。

David Eidelberg等［16－17］通過(guò)對(duì) PD患者進(jìn)行研究，揭示了PD患者內(nèi)部蒼白球的放電頻率與同側(cè)內(nèi)部蒼白球18F-FDG攝取的相關(guān)性，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了與內(nèi)部蒼白球放電頻率相關(guān)的局部代謝網(wǎng)絡(luò)：表現(xiàn)為殼核、蒼白球、丘腦和腦干的高代謝。但定量分析的結(jié)果卻同時(shí)存在著豆?fàn)詈撕颓鹉X代謝增高和無(wú)明顯變化的報(bào)道［18－19］，因此該部位代謝是否存在變化尚存在爭(zhēng)議。而SPM所得到的上述區(qū)域的高代謝也多被認(rèn)為是由于對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理所造成的［20－21］。

表1 15位患者的腦代謝改變統(tǒng)計(jì)表

在本研究中，8例患者表現(xiàn)為殼核的相對(duì)高代謝表現(xiàn)，占所有患者的53.3%；8例患者表現(xiàn)為腦干的相對(duì)高代謝表現(xiàn)，占所有患者的53.3%；10例患者表現(xiàn)為蒼白球區(qū)的相對(duì)高代謝表現(xiàn)，占所有患者的66.7%。以上區(qū)域均未觀察到相對(duì)低代謝改變，這一結(jié)果與國(guó)外利用SPM和SSM技術(shù)對(duì)PD的研究是相一致的，也與豆?fàn)詈撕湍X干并未病變受損這一病理事實(shí)相吻合。臨床上，與原發(fā)性PD最難以鑒別的紋狀體黑質(zhì)變性（Striatonigral degeneration，SND）則主要表現(xiàn)為殼核和蒼白球病變，并在SPM處理結(jié)果上出現(xiàn)相應(yīng)部位明顯的代謝相對(duì)減低［22－23］，因此易于和原發(fā)性PD鑒別。

雖然小腦在13例顯像中觀察到明顯的相對(duì)高代謝，未觀察到代謝減低的表現(xiàn)。但與基底節(jié)情況一樣，定量分析的結(jié)果并不支持小腦代謝有明顯變化的結(jié)論［18，24］。并且在對(duì)核上性麻痹、皮層基底節(jié)病變等疾病的研究中也發(fā)現(xiàn)了小腦的相對(duì)高代謝［25］，但小腦的低代謝表現(xiàn)對(duì)于判斷小腦病變非常有幫助，例如小腦－腦橋－橄欖型多系統(tǒng)萎縮（olivopontocerebellar atrophy，OPCA）病變通常會(huì)累及到小腦，可以觀察到該部位明顯的低代謝改變［23］，易于和PD鑒別。

在本研究中，我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次運(yùn)用大樣本健康人群數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)個(gè)體PD患者進(jìn)行腦代謝特征分析，探討個(gè)體患者的腦代謝改變特點(diǎn)。分析結(jié)果表明，PD患者腦代謝改變以小腦、腦干和紋狀體相對(duì)高代謝，同時(shí)伴有頂葉、運(yùn)動(dòng)前區(qū)相對(duì)低代謝改變?yōu)樘卣?。利用SPM分析技術(shù)檢測(cè)該變化特征對(duì)帕金森病的診斷和鑒別診斷具有一定的參考價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：李 立）

R742.5

A

2010－09－01）

* 中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科（廣州510080）

△ 中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)科