視神經(jīng)脊髓炎及多發(fā)性硬化患者腦部氫質(zhì)子磁共振波譜分析

肖麗 邱偉 陸正齊 陳少瓊 胡學(xué)強(qiáng)

多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性、持續(xù)性炎性脫髓鞘疾病。視神經(jīng)脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）是視神經(jīng)和脊髓同時(shí)或相繼受累的急性或亞急性炎性脫髓鞘疾病，是不同于MS的一種疾?。?］。氫質(zhì)子磁共振波譜成像技術(shù)（1H magnetic resonance spectroscopy，1H－MRS）是目前唯一能無創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)。1H－MRS能夠檢測到腦組織細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的N－乙酰門冬氨酸（N－accetyl aspartate，NAA）、膽堿化合物 （choline，Cho）、肌醇（myo－inositol，mI）、肌酸（Creatine，Cr）。本研究通過1H－MRS分析 MS、NMO患者腦部病變代謝化合物改變情況，期望對進(jìn)一步探討MS及NMO的病理生理學(xué)機(jī)制有所幫助。

1 對象和方法

1.1 觀察對象 回顧性收集2009－01－2015－05中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)科住院的MS患者26例，男10例、女16例，年齡14～57歲，平均（31.38±10.72）歲，病程23（0.3～156）個月，其中17例患者為急性期、9例患者為慢性期，均符合McDonald診斷標(biāo)準(zhǔn)（2010修訂）［2］。所有 MS患者腦MRI均存在側(cè)腦室旁T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（T2－fluid attenuated inversion recovery，T2－FLAIR）序列高信號病變。其中，14例患者病灶位于右側(cè)側(cè)腦室旁，12例患者病灶位于左側(cè)側(cè)腦室旁，病灶面積（105.0～270.0）mm2，平均（180.0±47.9）mm2。

NMO患者24例，男3例、女21例，年齡9.5～55歲，平均（35.0±13.3）歲，病程18.5（1～156）個月，其中16例患者為急性期、8例患者為慢性期，均符合2007Wingerchuk診斷標(biāo)準(zhǔn)［3］。NMO患者中，13例患者病灶位于右側(cè)側(cè)腦室旁，11例患者病灶位于左側(cè)側(cè)腦室旁，病灶面積（120.0～300.0）mm2，平均（202.0±58.3）mm2。

8例MS患者、5例NMO患者有側(cè)腦室旁MRI T1增強(qiáng)序列強(qiáng)化病灶。2例MS患者、3例NMO患者腦MRI檢查前曾用甲潑尼龍沖擊治療，16例MS患者在腦MRI檢查前曾長期使用β干擾素。所有患者經(jīng)臨床和腦磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查排除酗酒、藥物濫用、癲癇、腦中風(fēng)、腦腫瘤、腦炎、腦外傷、腦手術(shù)史、帕金森病、高血壓、糖尿病等情況。

1.2 方法 影像學(xué)檢查采用美國GE SignaTw inspeed 1.5T磁共振機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)頭線圈。掃描序列：常規(guī)MRI掃描包括橫斷位T1加權(quán)（重復(fù)時(shí)間TR 300～600ms，回波時(shí)間 TE 17ms）、T2加權(quán)（TR 3000～4000ms，TE 100ms）、T2FLAIR（TR 5020 ms，TE 99.7ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間 TI 2200ms）和矢狀位T2FLAIR，掃描野（FOV）24cm×18cm，層厚5 mm，間距1mm，矩陣320×224，激勵次數(shù)2次。所有病例均做Gd－DTPA增強(qiáng)掃描，劑量為0.2 mmol／kg體重，注射流率20mL／s，注射完畢后立即掃描。

1H－MRS采用 PROBE－CSI序列，成像參數(shù)TR／TE＝1000ms／144ms，F(xiàn)OV 24cm×24cm，多體素相位矩陣18×18。勻場和水抑制均自動進(jìn)行，要求FMNH小于10Hz，NEX＝1。相位校正、基線調(diào)整、ppm（10－6）轉(zhuǎn)換均自動進(jìn)行。選用橫斷位T2加權(quán)序列作為1H－MRS的定位圖像。在NMO及MS患者腦內(nèi)病灶、對側(cè)NAWM分別選取感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）。腦內(nèi)病灶ROI定義為MS或NMO患者側(cè)腦室旁腦實(shí)質(zhì)內(nèi)非對稱性的一處T2高信號病變，即其對側(cè)腦實(shí)質(zhì)各MRI序列均無異常信號，面積＞100mm2。NAWM的ROI定義為同一橫斷面上病灶對側(cè)與其對稱的NAWM區(qū)，其所分析面積與對側(cè)病灶相同。將1H－MRS原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾E AW4.1工作站，應(yīng)用functoolⅡ 軟件獲得主要代謝物波譜，得到NAA、Cho、mI、Cr等代謝物的相對濃度，并計(jì)算出NAA／Cr、Cho／Cr及 mI／Cr的比值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 運(yùn)用SPSS 16.0for windows軟件進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布者以中位數(shù)（范圍）表示，符合正態(tài)分布者以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。病灶及對側(cè) NAWM 的 NAA／Cr、Cho／Cr、mI／Cr比較采用配對t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MS患者腦內(nèi)病灶與對側(cè)NAWM各項(xiàng)1HMRS指標(biāo)比較 與對側(cè)NAWM比較，MS患者腦內(nèi)病灶 NAA／Cr減低（P＜0.05）；Cho／Cr及mI／Cr升高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）（表1、圖1）。

表1 MS患者顱內(nèi)病灶與其對側(cè)NAWM的1 H－MRS指標(biāo)比較（n＝26，）

表1 MS患者顱內(nèi)病灶與其對側(cè)NAWM的1 H－MRS指標(biāo)比較（n＝26，）

組別 NAA／Cr Cho／Cr mI／1.49±0.43 1.65±0.56 0.39±0.24對側(cè) NAWM 1.76±0.31 1.39±0.46 0.36±1.56 t Cr病灶2.23 1.56 0.44 P 0.03 0.12 0.66

2.2 NMO患者腦內(nèi)病灶與對側(cè)NAWM各項(xiàng)指標(biāo)比較 與對側(cè)NAWM比較，NMO患者腦室旁病灶 NAA／Cr、Cho／Cr及 mI／Cr均減低，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）（表2、圖2）。

表2 NMO患者顱內(nèi)病灶與其對側(cè)NAWM的1 H－MRS指標(biāo)比較（n＝24，）

表2 NMO患者顱內(nèi)病灶與其對側(cè)NAWM的1 H－MRS指標(biāo)比較（n＝24，）

組別 NAA／Cr Cho／Cr mI／1.78±0.58 1.55±0.55 0.30±0.12對側(cè) NAWM 2.15±1.05 1.74±0.78 0.46±0.40 t Cr病灶1.024 0.643 1.267 P 0.32 0.52 0.23

3 討論

A：腦橫斷面上T2－FLAIR高信號病灶；B：病灶的1 H－MRS譜線；C：同一橫斷面上病灶對側(cè)T2－FLAIR NAWM；D：病灶對側(cè)NAWM的1 H－MRS譜線圖1 1例32歲女性MS患者的1 H－MRS表現(xiàn)：左側(cè)腦室旁病灶（圖1A中箭頭所示），對應(yīng)1 H－MRS示腦內(nèi)病灶（圖1C中箭頭所示）NAA／Cr降低，Cho／Cr、mI／Cr升高（圖B與D比較）。A：腦橫斷面上T2－FLAIR高信號病灶；B：病灶的1 H－MRS譜線；C：同一橫斷面上病灶對側(cè)T2－FLAIR NAWM；D：病灶對側(cè)NAWM的1 H－MRS譜線圖2 1例41歲女性NMO患者的1 H－MRS表現(xiàn)：左側(cè)腦室旁病灶（圖2A中箭頭所示），對應(yīng)1 H－MRS示腦內(nèi)病灶（圖2C中箭頭所示）NAA／Cr、Cho／Cr、mI／Cr減低（圖B與D比較）

傳統(tǒng)MRI技術(shù)，如T2加權(quán)序列、釓增強(qiáng)T 1加權(quán)序列及T2－FLAIR序列，對發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)病變敏感性高，能夠提供病變的部位、大小、形態(tài)、是否急性期強(qiáng)化病灶等信息，對MS、NMO的診斷至關(guān)重要，同時(shí)也是監(jiān)測疾病治療效果的有效手段。然而，傳統(tǒng)的MRI不能夠解釋疾病發(fā)生及發(fā)展過程。1H－MRS是目前唯一能無創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)，通常用兩種或兩種以上的代謝產(chǎn)物含量比來反映組織的代謝變化。腦組織細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生多種化合物，其中1H－MRS能夠測得的腦中常見的化合物為NAA、Cho、mI、Cr。NAA在成熟腦組織僅存在于神經(jīng)元胞體和軸突的活性線粒體中，是神經(jīng)元完整性的標(biāo)志，在神經(jīng)元和軸突損傷時(shí)會明顯下降［4－5］。Cho反映腦內(nèi)細(xì)胞膜磷脂含量，其變化與髓鞘脫失有關(guān)［5］，在白質(zhì)中其含量高于灰質(zhì)；mI被認(rèn)為僅存在于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中，因此上述指標(biāo)的變化反映腦組織中非神經(jīng)元細(xì)胞損傷及修復(fù)情況［5］。Cr反映肌酸和磷酸肌酸的總和，一般不會隨病理變化而變化，所以臨床上通常用它作為參考值，對代謝信號強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即通常計(jì)算 NAA／Cr、Cho／Cr等比值。研究表明上述比值僅與年齡有關(guān)，而與腦內(nèi)部位、性別無關(guān)［6］。為了減少誤差和控制非處理因素，本研究中對MS及NMO患者病灶及病灶對側(cè)NAWM進(jìn)行1H－MRS對比分析，進(jìn)而研究MS、NMO患者腦部病變代謝化合物改變情況，期望對進(jìn)一步探討MS及NMO的病理生理學(xué)機(jī)制有所幫助。

MS是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性、持續(xù)性炎性脫髓鞘疾病，MS患者腦內(nèi)具有典型的白質(zhì)病灶［7］，病變常累及視神經(jīng)、腦干、脊髓、小腦及腦室旁白質(zhì)，亦可累及皮層及皮層下灰質(zhì)［8］。MS患者常有腦萎縮及腦功能損害表現(xiàn)，包括認(rèn)知障礙、疲勞等。MS的腦內(nèi)病灶急性期病理改變?yōu)檩S突損害、髓鞘脫失及膠質(zhì)細(xì)胞增生，疾病恢復(fù)期時(shí)，脫髓鞘及膠質(zhì)細(xì)胞增生仍存在。過去學(xué)者認(rèn)為MS僅有脫髓鞘病變，神經(jīng)元軸突相對完整。本研究中發(fā)現(xiàn)，MS患者腦內(nèi)病灶的NAA／Cr較對側(cè)下降，提示MS腦部病變有神經(jīng)元軸突損害或缺失。MS患者急性期病灶有髓鞘溶解，髓鞘溶解對應(yīng)Cho／Cr升高［5］；但本研究中Cho／Cr與對側(cè)NAWM 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與本研究中急性活動病灶較少有關(guān)。綜上所述，MS腦內(nèi)病變有嚴(yán)重的神經(jīng)元軸突損害，這可能是MS患者神經(jīng)功能缺損的主要原因。

NMO是一種選擇性累及視神經(jīng)和脊髓的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性疾?。?］，患者腦內(nèi)無異?；蛘邇H有非特異性白質(zhì)改變。NMO患者在第一次復(fù)發(fā)后，約60%頭顱MRI檢查可發(fā)現(xiàn)病灶［10］，大多數(shù)病灶（約80%）是非特異性的，并且無相關(guān)臨床表現(xiàn)。有研究發(fā)現(xiàn)，給予NMO患者糖皮質(zhì)激素或血漿置換后，一些NMO患者脊髓和顱內(nèi)病灶有可逆性的改變，因此該研究者認(rèn)為NMO的病理生理學(xué)變化為血管源性水腫伴急性炎性反應(yīng)［11－13］。Jeantroux等［14］對25例 NMO患者進(jìn)行DTI研究發(fā)現(xiàn)，NMO患者腦內(nèi)病變局限在視放射及皮質(zhì)脊髓束，而這些區(qū)域之外的纖維束則正常。本研究中，NMO患者腦內(nèi)病灶NAA／Cr較對側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示NMO病灶無明顯神經(jīng)元軸突損害或髓鞘脫失。

1H－MRS由于技術(shù)要求高、圖像采集時(shí)間長、費(fèi)用高等因素，使其在臨床工作中受到限制，所以本研究病例數(shù)不多，且目前國內(nèi)外1H－MRS研究尚無標(biāo)準(zhǔn)化的采集及分析方法，所以尚不能得出統(tǒng)一的結(jié)論，有待于進(jìn)一步深入研究。近年來MRI成像技術(shù)及數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，有利于搜集更多病例資料，充分運(yùn)用無創(chuàng)的1H－MRS技術(shù)對NMO、MS病理生理學(xué)機(jī)制等進(jìn)行研究，以更好的支持臨床診療工作。

［1］Lennon VA，Wingerchuk DM，Kryzer TJ，et al.A serum autoantibody marker of neuromyelitis optica：distinction from multiple sclerosis［J］.Lancet，2004，364（9451）：2106－2112.

［2］Mathiesen HK，Sorensen PS.Diagnosis of multiple sclerosis——the 2010revision of the McDonald criteria［J］.Ugeskr Laeger，2012，174（13）：862－865.

［3］Jarius S，Paul F，F(xiàn)ranciotta D，et al.Revised diagnostic criteria for neuromyelitis optica——incorporation of NMO－IgG status［J］.Nat Clin Pract Neurol，2007，3（5）：E1.

［4］Rigotti DJ，Inglese M，Gonen O.Whole－brain N－acetylaspar－tate as a surrogate marker of neuronal damage in diffuse neurologic disorders［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2007，28（10）：1843－1849.

［5］Bitsch A，Bruhn H，Vougioukas V，et al.Inflammatory CNS demyelination：histopathologic correlation with in vivo quantitative proton MR spectroscopy［J］.AJNR Am J Neuroradiol，1999，20（9）：1619－1627.

［6］郭世萍，魚博浪，孫親利，等.正常人腦氫質(zhì)子磁共振波譜的研究［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2005（05）：83－85，103.

［7］Mandler RN，Davis LE，Jeffery DR，et al.Devic’s neuromyelitis optica：a clinicopathological study of 8patients［J］.Ann Neurol，1993，34（2）：162－168.

［8］Pirko I，Lucchinetti CF，Sriram S，et al.Gray matter involvement in multiple sclerosis［J］.Neurology，2007，68（9）：634－642.

［9］Kira J.Neuromyelitis optica and opticospinal multiple sclerosis：Mechanisms and pathogenesis［J］.Pathophysiology.2011，18（1）：69－79.

［10］Cabrera－Gomez JA，Quevedo－Sotolongo L，Gonzalez－Quevedo A，et al.Brain magnetic resonance imaging findings in relapsing neuromyelitis optica［J］.Mult Scler，2007，13（2）：186－192.

［11］Matsushita T，Isobe N，Piao H，et al.Reappraisal of brain MRI features in patients with multiple sclerosis and neuromyelitis optica according to anti－aquaporin－4antibody status［J］.J Neurol Sci，2010，291（1－2）：37－43.

［12］Roemer SF，Parisi JE，Lennon VA，et al.Pattern－specific loss of aquaporin－4immunoreactivity distinguishes neuromyelitis optica from multiple sclerosis［J］.Brain，2007 ：1194－1205.

［13］Ito S，Mori M，Makino T，et al.“Cloud－like enhancement”is a magnetic resonance imaging abnormality specific to neuromyelitis optica［J］.Ann Neurol，2009，66（3）：425－428.

［14］Jeantroux J，Kremer S，Lin XZ，et al.Diffusion tensor imaging of normal－appearing white matter in neuromyelitis optica［J］.J Neuroradiol，2012，39（5）：295－300.