ASD患兒腦扣帶回代謝物濃度與臨床特征的相關(guān)性

周樟偉，夏水偉

(麗水市中心醫(yī)院放射科，浙江 麗水 323000)

作為臨床常見的一種廣泛神經(jīng)精神發(fā)育障礙類疾病，孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorder，ASD)多發(fā)病于3歲前小兒[1]，主要臨床表現(xiàn)在于語言交流障礙、興趣狹隘、行為重復(fù)刻板、社會認知障礙等，是導(dǎo)致患兒精神殘疾的主要原因[2]。磁共振波譜學(xué)具有直接定位、無創(chuàng)性的特點，可用于ASD患兒早期腦內(nèi)代謝物濃度改變的檢測[3]。線性擬合模型軟件能夠為分析ASD的病理基礎(chǔ)提供科學(xué)、科學(xué)、客觀、無創(chuàng)的研究方法[4]。直至目前，有關(guān)定量分析學(xué)齡前期ASD患兒腦區(qū)代謝物濃度改變的相關(guān)研究報道并不多見。為此，本研究采用磁共振波譜學(xué)掃描，并應(yīng)用線性擬合模型軟件進行定量研究，旨在分析學(xué)齡前ASD患兒腦區(qū)扣帶回代謝物絕對濃度變化及其與患兒臨床特征的相關(guān)性。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2016年1月至2018年12月在麗水市中心醫(yī)院就診的32例學(xué)齡前期ASD患兒(病例組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡為3～6歲，右利手；符合精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊第5版(diagnostic and statistical manual of mental disorders，DSM-Ⅴ)[5]的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)；Schoplen兒童孤獨癥評定量表[6]評分在30分及以上；KRUG孤獨癥行為量表[7]評分高于53分。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴有視力、聽力、智力或意識障礙；伴有其它神經(jīng)系統(tǒng)疾??；伴有嚴重器質(zhì)性疾病；伴有顱腦外傷史；近期服用神經(jīng)精神類藥物。同期選取25例學(xué)齡前期在本院體檢的健康小兒(對照組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡為3～6歲，右利手；獲得家屬知情同意，接受磁共振波譜學(xué)掃描。排除標(biāo)準(zhǔn)：與病例組相同。病例組男20例，女12例；平均年齡為(4.98±0.61)歲。對照組男16例，女9例；平均年齡(5.02±0.56)歲。兩組的性別和年齡比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。

1.2影像學(xué)檢查方法

通過3.0 T磁共振掃描儀(德國西門子公司，Skyra型)與標(biāo)準(zhǔn)32通道頭線圈，在掃描前給予小兒口服水合氯醛鎮(zhèn)靜。取小兒仰臥位，固定頭部，先行常規(guī)磁共振掃描，隨后根據(jù)單體素點分辨空間選擇序列，平行于前后連合連線軸面進行掃描，其中回波時間為30ms，重復(fù)時間為2 000ms，反轉(zhuǎn)角80°。在正中矢狀面，以前部中扣帶回皮層、前扣帶回皮層和后扣帶回皮層為感興趣區(qū)，體素2cm×2cm×2cm，采集時間2～3min。

1.3數(shù)據(jù)處理及觀察指標(biāo)

在導(dǎo)出磁共振波譜學(xué)掃描原始數(shù)據(jù)后，應(yīng)用線性擬合模型后處理軟件進行數(shù)據(jù)分析，分別測定單體素波譜代謝物谷氨酸復(fù)合物(glutamate complex，Glx)、肌醇、膽堿、N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartic acid，NAA)、總肌酸的絕對濃度。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法

2結(jié)果

2.1兩組小兒腦扣帶回不同區(qū)域各代謝物濃度的比較

病例組患兒前部中扣帶回皮層、前扣帶回皮層和后扣帶回皮層腦區(qū)NAA濃度均顯著低于對照組(均P<0.05)；病例組患兒后扣帶回皮層腦區(qū)Glx和膽堿濃度均顯著低于對照組(均P<0.05)；其余腦區(qū)各代謝物濃度比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)，見表1。

2.2病例組腦扣帶回皮層不同區(qū)域各代謝物濃度與兩量表評分的關(guān)系

病例組兒童孤獨癥評定量表平均評分為(34.98±3.13)分，孤獨癥行為量表平均評分為(76.13±12.05)分。經(jīng)Pearson相關(guān)性分析顯示，后扣帶回皮層腦區(qū)NAA代謝物濃度與兒童孤獨癥評定量表存在負相關(guān)性(P<0.01)，而其它腦區(qū)不同代謝物濃度與兒童孤獨癥評定量表、孤獨癥行為量表評分均無顯著相關(guān)性(均P>0.05)，見表2。

表1 兩組小兒腦扣帶回皮層不同區(qū)域各代謝物濃度的比較結(jié)果Table 1 Comparison of concentration of metabolites in different areas of cingulate cortex of brain of the preschool children between the two

表2 病例組腦扣帶回皮層不同區(qū)域各代謝物濃度與各量表評分的相關(guān)性Table 2 Correlation between concentration of metabolites in different areas of cingulate cortex of brain and scores in the two scales of the preschool children in the case group

3討論

3.1腦區(qū)不同代謝物絕對濃度的準(zhǔn)確定量的數(shù)據(jù)采集

采用線性擬合模型軟件可自動擬合窄線寬與高信噪的譜線，適用于短回波的測量[8]。本文設(shè)定回波時間為30ms，行短回波單體素磁共振波譜學(xué)，分別采集前部中扣帶回皮層、前扣帶回皮層和后扣帶回皮層三個不同腦區(qū)頻譜數(shù)據(jù)，通過線性擬合模型定量后可對肌醇、膽堿、Glx、NAA及總肌酸等多種代謝物的絕對濃度進行準(zhǔn)確定量。

3.2學(xué)齡前期ASD患兒腦扣帶回皮層代謝物絕對濃度的定量分析

作為神經(jīng)/軸索密度和異型性標(biāo)志物之一，NAA濃度可說明神經(jīng)元和軸突的完整性，任一引起神經(jīng)元、軸突丟失或受損的疾病均可導(dǎo)致NAA濃度降低[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，相比對照組，病例組患兒前部中扣帶回皮層、前扣帶回皮層和后扣帶回皮層腦區(qū)NAA濃度均顯著降低(均P<0.05)，表明學(xué)齡前期ASD患兒扣帶回皮層不同腦區(qū)神經(jīng)元均發(fā)生不同程度的受損或丟失。作為突顯網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，前扣帶回皮層在錯誤監(jiān)測、自我意識、認知控制及思維冥想等活動過程中發(fā)揮重要作用，可感覺內(nèi)、外環(huán)境的改變，并與獎賞、情感方面密切相關(guān)，在機體從“察覺”至“意識”的過程中具有重要作用[10-11]。作為默認網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，后扣帶回皮層在監(jiān)控立體定位、感覺和記憶作用的組織方面具有重要作用[12]。

作為一種神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的前體，膽堿在細胞膜構(gòu)成和神經(jīng)細胞髓鞘形成方面具有重要作用，并且其是情緒異常的重要病理生理基礎(chǔ)，與情緒、記憶方面關(guān)系密切[13]。國外研究通過3.0 T磁共振波譜學(xué)以成人ASD患者背側(cè)前扣帶回皮層及后扣帶回皮層為感興趣區(qū)，通過線性擬合模型軟件進行定量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成人ASD患者膽堿含量顯著增加[14]。有關(guān)于ASD患兒的研究報道其不同大腦皮層膽堿濃度顯著降低[15]。大腦皮層中的膽堿含量在成年與兒童存在差異性的原因可能是因兒童膠質(zhì)細胞密度降低、髓鞘化異常，使得神經(jīng)發(fā)育遲緩，這亦能說明細胞膜轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性。本研究發(fā)現(xiàn)，相比對照組，病例組患兒后扣帶回皮層腦區(qū)Glx和膽堿濃度均顯著降低(均P<0.05)。分析其原因，可能是因后扣帶回皮層腦區(qū)神經(jīng)細胞膜磷脂代謝紊亂，加之出現(xiàn)細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙而引起。本研究未發(fā)現(xiàn)病例組與對照組前扣帶回皮層和前部中扣帶回皮層腦區(qū)中膽堿含量的差異性，其原因可能是本研究主要以小兒大腦皮層為感興趣區(qū)，主要為神經(jīng)元細胞，使得相比NAA，膽堿含量變化較不敏感。

3.3學(xué)齡前期ASD患兒腦扣帶回皮層代謝物濃度與臨床特征的相關(guān)性分析

本研究經(jīng)Pearson相關(guān)性分析顯示，后扣帶回皮層腦區(qū)NAA代謝物濃度與兒童孤獨癥評定量表存在負相關(guān)關(guān)系，提示后扣帶回皮層腦區(qū)NAA濃度可能與學(xué)齡前期ASD患兒病情程度密切相關(guān)，可能是評估患兒癥狀程度的潛在定量指標(biāo)。本研究結(jié)果表明，學(xué)齡前期ASD患兒腦扣帶回皮層生化代謝物濃度異常改變，提示患兒相關(guān)神經(jīng)元丟失、功能或結(jié)構(gòu)損傷及細胞膜酶代謝異常，可能是ASD發(fā)病的重要病理基礎(chǔ)，需今后進一步探究。

綜上所述，學(xué)齡前期ASD患兒腦扣帶回皮層生化代謝物濃度異常改變，且后扣帶回皮層腦區(qū)NAA代謝物濃度與兒童孤獨癥評定量表評分呈負相關(guān)，可為ASD提供一種臨床輔助診斷的無創(chuàng)方法。