青年和老年急性腦梗死代謝物差異性波譜分析＊

1.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科 (廣東 廣州 510260)

2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 (廣東 廣州 510260)

3.廣州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院統(tǒng)計教研室 (廣東 廣州 510030)

利 晞1 周志衡3 張 斌2 于曉君1 曹兵藝1 譚理連1 陳德基1

青年和老年急性腦梗死代謝物差異性波譜分析＊

1.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科 (廣東 廣州 510260)

2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 (廣東 廣州 510260)

3.廣州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院統(tǒng)計教研室 (廣東 廣州 510030)

利 晞1周志衡3張 斌2于曉君1曹兵藝1譚理連1陳德基1

目的探討青年人和老年人急性腦梗死代謝物N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)乳酸(Lac)等的差異性。方法對24例青年人和27例老年人急性腦梗死發(fā)病后6-24小時內(nèi)病灶及自身鏡像區(qū)行1HMRS采集NAA、Cho、Lac等代謝物波譜曲線，觀察各代謝物變化，比較及分析組間峰值的差異性。結(jié)果青年組和老年組NAA均有不同程度下降，均出現(xiàn)Lac倒置雙峰、Cho峰以降低為主，多變；與鏡像組比較NAA、Cho、Lac均有顯著性差異。不同年齡段急性腦梗死NAA和Cho改變有顯著性差異，Lac無顯著性差異。結(jié)論NAA、Lac是腦梗死早期敏感的標(biāo)記物；Cho輔助補充代謝信息。NAA和Cho變化特征與年齡等有一定的相關(guān)性，Lac則無。應(yīng)重視不同年齡段腦梗死代謝狀況的差異性。

腦梗死；青年人；差異性；磁共振波譜

腦梗死是常見的腦血管病之一，發(fā)病率有增多趨勢，發(fā)病年齡有降低趨勢，中青年和老年腦梗死在病因上有差異，局部代謝情況亦可能存在不同。質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)是一種將形態(tài)觀察和監(jiān)測代謝改變相結(jié)合的功能分析方法，能活體檢測某一特定組織區(qū)域的代謝物濃度改變，采用MRS觀察組織病生理改變亦逐漸在臨床上運用。本研究對照分析24例青年和27例老年腦梗死MRS，探討不同年齡段內(nèi)多種代謝物如氮-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl asparte，NAA)、膽堿(Choline，Cho)、乳酸(Lactate，Lac)等改變的差異性。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2010年1月～2014年8月我院治療、MRI和MRS采集資料完整的急性腦梗死51例，其中，男37例，女14例。根據(jù)年齡分為青年組和老年組。

1.1.1 青年組：24例，男20例，女4例；年齡30～45歲，平均41.9歲。多以頭暈、頭痛、嘔吐、口角歪斜、面肌抽搐或感覺麻木、一側(cè)肢體乏力或肢體明顯沉重感等入院。

1.1.2 老年組：27例，男17例，女10例；年齡52～89歲，平均65.9歲。多以口角歪斜、言語含糊、單側(cè)肢體乏力或偏癱、頭暈、面部感覺減弱等入院。

上述兩組病例檢查時起病時間6～24小時，均排外腦出血，彌散加權(quán)成像(DWI)顯示病灶清晰，提示急性腦梗死者；同時分別采集病灶及自身鏡像區(qū)波譜曲線。

1.2 設(shè)備與方法使用SIEMENS Symphony 1.5T超導(dǎo)型MR掃描，頭線圈，仰臥位。單體素波譜采集，序列svs-se-135，TR/TE 為1500/135ms，采集時間4分54秒。體素框以病灶為中心，大小15mm×15mm×15mm～20mm×20mm ×20mm，盡量避開鄰近的脂肪、血管、腦脊液及骨等。

1.3 指標(biāo)與分析采集MRS原始數(shù)據(jù)，設(shè)備自帶軟件自動識別、計算各代謝物曲線及峰下面積，行譜線相位校正和基線校正。代謝物分別為NAA、Cho和Lac；計算比值NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS13.0軟件處理全部計量資料，組間比較采用t檢驗，P ＜0.05，認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 選定代謝物波峰及位置NAA峰位于2.02ppm，Cho峰3.22ppm，Lac峰1.33ppm。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

2.2.1 青年組：對比自身鏡像區(qū)，NAA峰均有不同程度的下降，且較Cho峰下降明顯，其中，NAA峰值降至自身鏡像區(qū)50%以下有8例。Cho峰值降低的21例，其中有3例Cho峰值降至自身鏡像區(qū)50%以下，Cho峰值有3例升高(見表1)。

2.2.2 老年組：對比自身鏡像區(qū)，NAA峰亦均有不同程度的下降，亦較Cho峰明顯，其中，降低到鏡像區(qū)50%以下12例。Cho峰值降低的19例，其中有8例Cho峰值降低到鏡像區(qū)50%以下，另有8例升高(表1)。

表1 不同年齡組病灶區(qū)代謝物/鏡像區(qū)峰下面積比值(例)

2.2.3 與自身鏡像區(qū)比較，青年、老年組NAA和Cho總體降低率見表2；24例青年和27例老年組均于1.33ppm處可見Lac不同峰值倒置雙峰。

2.2.4 青年、老年組代謝物峰值改變(表3、表4)，顯示青年、老年組分別與自身鏡像區(qū)對照組之間NAA、Cho、Lac有顯著性差異，P＜0.05，有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 不同年齡組病灶區(qū)/鏡像區(qū)代謝物總體平均降低率

表3 青年組病灶區(qū)1H-MRS代謝物峰下面積與自身鏡像區(qū)比較（±s）

表3 青年組病灶區(qū)1H-MRS代謝物峰下面積與自身鏡像區(qū)比較（±s）

指標(biāo)分組 NAA Cho Lac青年組病灶區(qū)（n=24） 0.93±0.89 0.68±0.54 0.26±0.14自身鏡像區(qū)（n=24） 1.34±0.77 0.95±0.63 0.12±0.08 P值 0.000(P＜0.05) 0.004(P＜0.05) 0.000(P＜0.05)

2.2.5 不同年齡組1H-MRS代謝物峰下面積比較(表5)，顯示不同年齡組間代謝物NAA、Cho改變有顯著性差異(P＜0.05)，認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義；Lac改變無顯著性差異(P＞0.05)。

3 討 論

腦梗死占腦血管疾病的56.6%～80.0%[1]，占腦卒中的80%～85%[2]，近年來發(fā)病率漸高，并有年輕化趨勢，而青年腦梗死又是終身發(fā)病的一個重要原因[3]。最新數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)報道的青壯年腦梗死占全部腦梗死的2.7%～14%，有增多趨勢，與老年腦梗塞相比，危害更大。因此，越來越引起神經(jīng)影像學(xué)的關(guān)注。

目前，磁共振對腦梗塞的研究已經(jīng)涵蓋了多個方面，如DTI對老年人腦白質(zhì)疏松癥中急性腔隙性腦梗死的鑒別診斷具有價值[4]，大腦中動脈栓塞者DWI可能預(yù)測腦梗塞病人是否有高復(fù)發(fā)率[5]等，同時，1H-MRS在腦梗塞的應(yīng)用研究也漸有增多。

MRS利用化學(xué)位移作用進(jìn)行特定原子核及化合物分析,從活體組織代謝角度顯示病變組織生化特性，檢測代謝物濃度變化，能檢測到常規(guī)MRI不能顯示的異常[6]，比常規(guī)MRI更敏感地發(fā)現(xiàn)病變的早期病理改變[7]。本組MRS檢測不同年齡段急性腦梗死波譜曲線共51例，均顯示多種代謝物MRS改變，以NAA、Cho、Lac等改變尤為明顯，在不同年齡段分別與自身鏡像區(qū)對比，NAA、Cho、Lac均有顯著性差異(P＜0.05)，提示不同年齡段腦梗死早期代謝物濃度發(fā)生改變，MRS能在發(fā)病早期發(fā)現(xiàn)其濃度的微小變化，追蹤觀察局部組織代謝情況。

表4 老年組病灶區(qū)1H-MRS代謝產(chǎn)物峰下面積與自身鏡像區(qū)比較（±s）

表4 老年組病灶區(qū)1H-MRS代謝產(chǎn)物峰下面積與自身鏡像區(qū)比較（±s）

指標(biāo)分組 NAA Cho Lac老年組病灶區(qū)（n=27） 0.61±0.41 0.51±0.24 0.34±0.41自身鏡像區(qū)（n=27） 1.01±0.40 0.77±0.36 0.11±0.04 P值 0.000(P＜0.05) 0.003(P＜0.05) 0.009(P＜0.05)

表5 不同年齡組1H-MRS代謝物峰下面積比較（±s）

表5 不同年齡組1H-MRS代謝物峰下面積比較（±s）

代謝物分組 N A A C h o L a c青年組（n = 2 4 ） 0 . 9 3 ± 0 . 8 9 0 . 6 8 ± 0 . 5 4 0 . 2 6 ± 0 . 1 4老年組（n = 2 7 ） 0 . 6 1 ± 0 . 4 1 0 . 5 1 ± 0 . 2 4 0 . 3 4 ± 0 . 4 1青年組/老年組 1 . 5 2 1 . 3 3 0 . 7 6 P 值 0 . 0 0 2 ( P ＜0 . 0 5 ) 0 . 0 0 1 ( P ＜0 . 0 5 ) 0 . 1 4 4 ( P ＜0 . 0 5 )

3.1 不同年齡段腦梗死NAA變化特點及差異性NAA僅存在于神經(jīng)組織中[8]，由神經(jīng)元的線粒體產(chǎn)生[9]，是公認(rèn)的與神經(jīng)元損傷相關(guān)的標(biāo)記物，是神經(jīng)元完整度、密度正常的標(biāo)志，主要存在于神經(jīng)元胞體、神經(jīng)軸突內(nèi)，沿軸索傳遞，在MRS曲線中為最高峰。有研究顯示，腦梗死前期，因腦灌注壓下降致局部血流動力學(xué)改變，腦循環(huán)儲備力失代償性低灌注，又造成神經(jīng)元功能異常；然后因為腦血流量下降，局部腦組織代謝儲備力不足引起局部神經(jīng)元形態(tài)學(xué)改變。由此可見，由于失代償性低灌注,梗死早期即可出現(xiàn)神經(jīng)元功能改變，局部NAA濃度減少，在MRS曲線表現(xiàn)為NAA峰下面積不同程度的降低。有學(xué)者報道，NAA在超急性期腦梗死時就出現(xiàn)峰值降低，并隨著缺血時間的延長而進(jìn)行性下降。還有研究提示，腦梗死起病后2h時 NAA就可以出現(xiàn)下降。

本組總體觀察，所檢測的51例病例NAA峰下面積均有不同程度的下降，其中，青年組NAA總體降低率為39.4%，有8例(33.3%，8/24例)明顯下降，降至自身鏡像區(qū)的50%以下；老年組總體降低率與青年組相近，為36.7%，其中NAA降至自身鏡像區(qū)50%以下的12例，占44.4%，較青年組稍高。

從不同年齡段來看，兩個年齡組病灶區(qū)NAA峰下面積分別與自身鏡像區(qū)對比，均有顯著性差異(P＜0.05)，提示梗死發(fā)生早期局部代謝功能發(fā)生異常，神經(jīng)元功能受損或神經(jīng)元完整度或密度下降[10-11]，NAA濃度減低，峰值下降。本組結(jié)果與上述其它學(xué)者資料所示相似。

結(jié)合不同年齡組來觀察NAA，青年組和老年組病灶區(qū)NAA改變組間比較有顯著性差異(P＜0.05)，提示不同年齡梗死時NAA峰下面積的改變存在差異性，可能與年齡有一定的相關(guān)性。

同時，還可以認(rèn)為，在急性腦梗死早期就存在神經(jīng)元的丟失和/或功能受損，盡早觀察代謝物的微小變化能為臨床盡早治療提供有價值的依據(jù)。

3.2 不同年齡段腦梗死Cho變化特點及差異性Cho復(fù)合物包括游離膽堿、甘油磷酸膽堿及磷酸膽堿，它反映了細(xì)胞的增殖狀況，參與細(xì)胞膜的合成以及髓鞘的降解，是細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換的標(biāo)記。急性腦梗死Cho變化報道各有不同，存在不確定性。

早期曾有人指出超急性期和急性期腦梗死Cho峰值降低。有實驗研究結(jié)果提示梗死發(fā)生后最初3 h內(nèi)，Cho無明顯下降，延及4h、6h觀察提示Cho降低。另有研究發(fā)現(xiàn)[6]急性腦梗死時，Cho峰值是多變的，升高、降低或無明顯改變均可能出現(xiàn)。本組結(jié)果與上述資料所示相似。

總體上，本組51例Cho峰下面積以下降趨勢為主，并具不確定性。其中，青年組24例中21例下降,Cho總體降低率為23.8%，其中3例明顯下降，降至自身鏡像區(qū)的50%以下，占青年組12.5%(3/24 例)；3例Cho峰值升高，占青年組12.5%(3/24例)。老年組Cho總體降低率為19.1%，較青年組稍偏低；27例中19例下降，其中降至自身鏡像區(qū)50%以下的8例，占29.6%，較青年組稍高；另有8例Cho升高，占老年組29.6%(8/27 例)。

從不同年齡段來看，兩個年齡組Cho峰下面積分別與自身鏡像區(qū)對比，均有顯著性差異(P ＜0.05)，提示梗死發(fā)生早期細(xì)胞膜和髓鞘功能異常，Cho降低時考慮局部存在細(xì)胞膜及髓鞘的破壞可能，Cho升高則提示局部可能缺血性脫髓鞘[6]，Cho峰變化的規(guī)律及意義有待進(jìn)一步深入研究。

從不同年齡段來分析Cho改變，青年組和老年組Cho的改變組間比較有顯著性差異(P＜0.05)，提示不同年齡腦梗死時Cho峰下面積的變化存在差異性，可能與年齡或代謝水平有一定的相關(guān)性。

可以認(rèn)為，急性腦梗死早期Cho的變化總體以下降趨勢為主，但它的變化規(guī)律并不固定，存在升高或不變的可能，不確定的因素有待進(jìn)一步探討。

3.3 不同年齡組Lac變化特點及差異性Lac是無氧糖酵解的主要產(chǎn)物，由于正常腦組織細(xì)胞以有氧代謝為主，因此在正常腦組織的波譜曲線中，Lac不顯示或水平很低，它多在病理狀態(tài)下出現(xiàn)，如腦組織缺血缺氧等，此時，血流灌注量減低，無氧糖酵解增多，代謝物堆積，MRS曲線上Lac峰升高，于1.3ppm處出現(xiàn)為較明顯的倒置雙峰。因此，Lac被認(rèn)為是急性腦梗死發(fā)生時最敏感的標(biāo)記物，它可能在常規(guī)MR發(fā)現(xiàn)異常之前就被檢測到峰值升高，它所出現(xiàn)的位置和范圍可能提示疑似早期缺血。有學(xué)者[1]指出，腦梗死發(fā)生3h內(nèi)就能檢測到Lac峰升高，隨著時間的延長，48小時內(nèi)Lac峰可顯著升高，它的出現(xiàn)或升高與無氧代謝加重有關(guān)。

本組實驗結(jié)果與上述研究相似。總體上本組51例急性腦梗死病例波譜曲線均可見Lac倒置雙峰或較自身鏡像區(qū)明顯升高。其中，青年組24例Lac峰值總體平均升高為自身鏡像區(qū)的352%，老年組為324%。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析，青年組和老年組Lac峰的改變分別與自身鏡像區(qū)比較，均有顯著性差異(P＜0.05)，提示梗死早期局部腦缺血缺氧后無氧代謝即有增多。

從不同年齡段來分析Lac改變，青年組和老年組Lac改變組間比較無顯著性差異(P＞0.05)，提示不同年齡段腦梗死Lac峰的變化無差異性，Lac的改變與年齡無明顯相關(guān)性，只與缺血缺氧的狀態(tài)有關(guān)。

筆者認(rèn)為，NAA和Lac等代謝物是觀察急性腦梗死的敏感指標(biāo)，Cho可補充相關(guān)代謝信息；MRS可能在常規(guī)影像檢查發(fā)現(xiàn)異常前，波譜曲線即可能提示代謝物早期含量的改變，補充重要的代謝信息[12]，可能為臨床提供更多的依據(jù)。其次，不同年齡組腦梗死時組間NAA、Cho和Lac等代謝物的改變有顯著性差異，各有特點，其變化特征與年齡有一定的相關(guān)性，分析時應(yīng)考慮年齡因素的影響。同時，由于青年與老年腦梗死患者在病因、臨床危險因素、流行病學(xué)、疾病的預(yù)后等多方面兩者存在明顯不同，青年腦梗塞的進(jìn)展、病理改變、代謝水平等方面與老年人亦不盡相同。這種差異性的存在提示，應(yīng)充分重視不同年齡組腦梗死時代謝狀況的差異性；影響代謝物變化的因素較多，應(yīng)綜合評價。不同年齡段腦梗死的代謝物變化規(guī)律及差異性如NAA/Cho、NAA/Lac等須進(jìn)一步深入探討。

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(本文編輯: 劉龍平)

Metabolite Differences in the Young and the Elderly Patients with Acute Cerebral Infarction in Proton Magnetic Resonance Spectroscopy*

LI Xi, ZHOU Zhi-heng, ZHANG Bin,et al., Department of Radiology, the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510260, Guangdong Province, China

ObjectiveTo study the differences of the peak of NAA, Cho and Lac between the young patients and the elderly with acute cerebral infarction.MethodsSpectral curves of metabolites including NAA, Cho, Lac and so on were collected, which were in the lesion and its mirror region of 24 young patients and 27 the elderly cases with cerebral infarction occurred in 6-24 hours. The changes in spectral curves of metabolites were observed. The comparative analysis of differences was carried out between the groups.ResultsThe NAA peaks were decreased in varying degrees, that of Lac were increased and two-inverted-peak of Lac with the different peak could be seen. The peaks of Cho were changeable, overall decreased and with uncertainty. There were significant differences (P＜0.05) between the infarction group and the mirror region in the young. And so were the elderly. There were significant differences (P＜0.05) in the changes of metabolites NAA or Cho between the young and the elderly with infarction. There was no significant difference (P＞0.05) in the change of Lac.ConclusionNAA and Lac was the sensitive indicator of acute cerebral infarction, Cho could also provide useful information about the relevant metabolism situation. There is a certain correlation between the change characteristics of NAA or Cho and age. But that of Lac was no. So it should pay attention to the differences in the metabolic status of the cerebral infarction in different age.

Cerebral Infarction; Young; Differences; Magnetic Resonance Spectroscopy

R743.33；R445.2

A

2010年廣東省第三批科學(xué)事業(yè)費計劃項目(項目編號：2010B031600143)

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.07.002

陳德基

2016-05-31