1H-MR波譜分析急性期抗N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDAR)腦炎額葉代謝物變化

馮雪丹，于莎莎，張玉婧，高 煜，陳劍華，馬紅梅，徐建民

(1.北京豐臺右安門醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，2.醫(yī)學(xué)影像科，北京 100069)

抗N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartate-receptor， NMDAR)腦炎指由NMDAR的NR1亞基產(chǎn)生的特異性IgG抗體介導(dǎo)的自身免疫性腦炎(autoimmune encephalitis, AE)[1]，臨床表現(xiàn)為精神行為異常、語言障礙、癲癇發(fā)作和認(rèn)知功能障礙等[2]。抗NMDAR腦炎為中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能損傷而非組織破壞，其中頭部MRI可見異常者僅約占11%～83%[3-4]，且MRI表現(xiàn)與病情嚴(yán)重程度無明顯相關(guān)[5]。1H-MR波譜(MR spectroscopy, MRS)是利用MRI和化學(xué)位移作用進(jìn)行特定原子核和化合物分析的無創(chuàng)性影像學(xué)技術(shù)。既往研究[3-5]報道，抗NMDAR腦炎好發(fā)于額葉及顳葉，額葉與學(xué)習(xí)、記憶等高級認(rèn)知功能密切相關(guān)。本研究以雙側(cè)額葉為ROI，采用1H-MRS觀察急性期抗NMDAR腦炎雙側(cè)額葉皮層代謝物變化及其與認(rèn)知障礙的關(guān)系，評估其對本病的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年4月—2018年12月20例于北京豐臺右安門醫(yī)院臨床診斷的急性期抗NMDAR腦炎(腦炎組)患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國自身免疫性腦炎診治專家共識》[6]抗NMDAR腦炎診斷標(biāo)準(zhǔn)；②發(fā)病≤1個月，處于精神障礙期且未接受免疫治療；③生命體征平穩(wěn)；④頭部MRI未見明確異常；⑤腦脊液抗NMDAR抗體檢測結(jié)果為陽性。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有嚴(yán)重腦器質(zhì)性疾病、軀體疾病、顱腦損傷、精神類疾病史；②酒精和藥物濫用史；③存在神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常。招募同期20名年齡、性別與受教育程度匹配的健康成年志愿者為正常對照(對照組)。受試者均為右利手。本研究經(jīng)院倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號：2019第2號)，檢查前受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE 1.5T signa HDxt超導(dǎo)MR儀，采集常規(guī)T1WI、T2WI、三維正交方位液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列圖像后行1H-MRS掃描。于軸位T1WI上分別于左、右側(cè)額葉相同部位選定ROI，避開腦脊液、脂肪、顱骨及氣腔等結(jié)構(gòu)，采用點(diǎn)解析頻譜法(point resolve spectroscopy， PRESS)序列采集單體素波譜數(shù)據(jù)，設(shè)備自動進(jìn)行勻場及水抑制，體素20 mm×20 mm×20 mm，TR 1 500 ms，TE 35 ms，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，平均采集次數(shù)8次，掃描時間2 min 12 s。

采用GE AW4.7工作站對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得相應(yīng)MRS及各代謝物N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl asparte, NAA)、膽堿(choline, Cho)、肌醇(myo-inositol, mI)、谷氨酸鹽復(fù)合物(glutamine+glumate, Glx)和肌酐(creatine, Cr)的峰下面積；并以Cr為參照物自動計算左右側(cè)額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr及Glx/Cr。

由1名具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)內(nèi)科主治醫(yī)師于MR檢查當(dāng)日采用盲法對受試者進(jìn)行神經(jīng)心理測評，包括簡易精神狀態(tài)檢查(mini-mental state examination, MMSE)量表(總分30分)和蒙特利爾認(rèn)知評估(Montreal cognitive assessment, MoCA)量表評分(總分30分)，如受試者教育年限<12年，MoCA評分加1分，正常值≥26分。

記錄腦炎組患者腦脊液抗NMDAR抗體檢測結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件。對計量資料采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性分析，符合正態(tài)分布時以±s表示，采用t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。采用χ2檢驗(yàn)比較計數(shù)資料。以Pearson相關(guān)分析觀察腦炎組1H-MRS參數(shù)與MMSE評分、MoCA總分之間的關(guān)系，Spearman相關(guān)分析觀察1H-MRS參數(shù)與抗NMDAR抗體滴度倒數(shù)之間的關(guān)系。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

腦炎組(n=20)男11例，女9例，年齡19～66歲，平均(32.5±14.2)歲；教育年限6～16年，平均(8.50±3.53)年；MMSE評分4～29分，平均(18.23±8.62)分，MoCA評分17.53～7.81分，平均(17.53±7.81)分；腦脊液抗NMDAR抗體滴度2例為1∶10、10例為1∶32、5例為1∶100、3例為1∶320。對照組(n=20)男10名，女10名，年齡21～58歲，平均(33.6±15.0)歲；教育年限5～17年，平均(8.90±2.80)年；MMSE評分26～30分，平均(28.08±0.82)分，MoCA評分27～30分，平均(29.02±1.12)分。腦炎組MMSE評分(t=-0.39，P=0.01)及MoCA評分(t=-0.56，P<0.01)均低于對照組，年齡(t=0.26，P=0.76)、性別(χ2=0.46，P=0.35)及受教育年限(t=-0.32，P=0.68)組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.1 組間1H-MRS參數(shù)比較 腦炎組雙側(cè)額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr、Glx/Cr差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.03、2.29、-0.73、0.15，P均>0.05)。與對照組相比，腦炎組雙側(cè)額葉NAA/Cr下降、Glx/Cr升高(P均<0.05)，而左、右側(cè)額葉Cho/Cr、mI/Cr差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見圖1及表1。

圖1 腦炎組及對照組MRS A.腦炎組右側(cè)額葉NAA/Cr為1.32，Glx/Cr為0.89； B.對照組右側(cè)額葉NAA/Cr為1.69，Glx/Cr為0.58； C.腦炎組左側(cè)額葉NAA/Cr為1.07，Glx/Cr為0.75； D.對照組左側(cè)額葉NAA/Cr為1.58，Glx/Cr為0.63

表1 腦炎組與對照組雙側(cè)額葉1H-MRS參數(shù)比較(±s)

表1 腦炎組與對照組雙側(cè)額葉1H-MRS參數(shù)比較(±s)

組別NAA/Cr右側(cè)額葉左側(cè)額葉Cho/Cr右側(cè)額葉左側(cè)額葉mI/Cr右側(cè)額葉左側(cè)額葉Glx/Cr右側(cè)額葉左側(cè)額葉腦炎組(n=20)1.16±0.201.18±0.271.10±0.120.97±0.120.89±0.200.87±0.100.75±0.120.72±0.16對照組(n=20)1.36±0.201.32±0.171.00±0.120.90±0.150.70±0.100.85±0.180.50±0.170.56±0.13t值-2.39-2.210.780.690.160.282.282.35P值0.040.030.150.380.080.130.020.02

2.2 抗NMDAR腦炎1H-MRS參數(shù)與MMSE評分、MoCA評分及腦脊液抗體滴度倒數(shù)的相關(guān)性 腦炎組左、右側(cè)額葉MRS參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，故取其均值進(jìn)行分析，結(jié)果顯示額葉NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr及Glx/Cr與MMSE評分、MoCA總分腦脊液抗NMDAR抗體滴度倒數(shù)間均無明顯相關(guān)性(P均>0.05)，見表2。

表2 急性期抗NMDAR腦炎額葉1H-MRS參數(shù)與MMSE、MoCA評分及抗體相關(guān)性分析結(jié)果

3 討論

1H-MRS為非侵襲性腦功能成像技術(shù)，可檢測腦代謝物含量以反映神經(jīng)元及細(xì)胞膜的功能狀態(tài)，現(xiàn)已廣泛用于研究癲癇[7]、癡呆[8]及神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤等疾病?？筃MDAR腦炎是一種彌漫性腦炎，自身產(chǎn)生的抗NMDAR抗體與突觸部位NMDAR結(jié)合，影響突觸神經(jīng)遞質(zhì)傳遞，導(dǎo)致患者神經(jīng)功能失常而出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙。

NAA是反映神經(jīng)元和軸突完整性的標(biāo)志。大腦Cr在不同代謝條件下均較穩(wěn)定，常作為其他代謝物的內(nèi)參照。YAMAMOTO等[9]發(fā)現(xiàn)抗NMDAR腦炎發(fā)病初期NAA峰降低，隨后轉(zhuǎn)為正常。KATAOKA等[10]發(fā)現(xiàn)抗NMDAR腦炎早期頭部MRI和腦電圖改變不明顯時，基底節(jié)和丘腦NAA水平已出現(xiàn)降低，疾病后期NAA水平恢復(fù)正常。也有研究[11-12]表明抗NMDAR腦炎病灶處NAA峰、NAA/Cr降低。本研究中，相比對照組，腦炎組雙側(cè)額葉NAA/Cr減低，與上述報道大致一致，提示急性期抗NMDAR腦炎額葉神經(jīng)元代謝障礙，或伴部分神經(jīng)元變性壞死、數(shù)量減少，而NAA水平減低可能是導(dǎo)致抗NMDAR腦炎患者認(rèn)知功能障礙的生化基礎(chǔ)，故1H-MRS可用于檢測抗NMDAR腦炎急性期神經(jīng)元功能改變。

Cho代表腦內(nèi)膽堿總量，反映細(xì)胞膜功能狀態(tài)。本研究腦炎組雙側(cè)額葉Cho/Cr與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與既往報道[11-12]相似，考慮與抗NMDAR腦炎額葉細(xì)胞膜功能輕度異常，存在輕度炎癥反應(yīng)、髓鞘細(xì)胞破壞或增殖有關(guān)。

谷氨酸(glutamate, Glu)是腦內(nèi)主要興奮性氨基酸，影響神經(jīng)元存活、突觸形成及可塑性等，與大腦學(xué)習(xí)、記憶等認(rèn)知功能關(guān)系密切。谷氨酰胺(glutamine, Gln)是谷氨酸的儲存形式，低場強(qiáng)1H-MRS很難分離二者，故常以Glx反映Glu和Gln的濃度。ENDRES等[13]報道1例抗NMDAR腦炎MRS左大腦半球前額葉皮質(zhì)Glx、Glx/Cr較對側(cè)明顯減低，PET顯示左大腦半球葡萄糖代謝減低，推測二者存在相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)抗NMDAR腦炎組雙額葉Glx/Cr升高，與其發(fā)病機(jī)制相符，即腫瘤或感染等刺激產(chǎn)生抗NMDAR抗體，與大腦中的NMDAR交叉反應(yīng)并誘導(dǎo)其內(nèi)化，可逆性降低受體表面密度、減少突觸位點(diǎn)，增加Glu釋放，致神經(jīng)元受損而發(fā)生認(rèn)知障礙、行為異常等[13]。本研究結(jié)果與ENDRES等[13]不一致，考慮與研究對象不同有關(guān)：后者觀察對象為恢復(fù)期患者，而本組為急性期患者，推測抗NMDAR腦炎初期皮層過度興奮，與高Glu狀態(tài)有關(guān)，而后低Glu狀態(tài)導(dǎo)致皮質(zhì)過度抑制，提示通過1H-MRS檢測Glu濃度可監(jiān)測抗NMDAR腦炎病情。

mI增高可作為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生的標(biāo)志物。目前少見關(guān)于抗NMDAR腦炎mI代謝變化的報道。尸檢報告[14]顯示1例難治性抗NMDAR腦炎存在大腦T細(xì)胞炎癥和明顯小膠質(zhì)細(xì)胞受累。本研究中抗NMDAR腦炎左、右側(cè)額葉mI/Cr與對照組差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮與納入病例為早期非重癥患者有關(guān)。

既往研究[8]認(rèn)為1H-MRS檢出的腦神經(jīng)遞質(zhì)改變與認(rèn)知功能密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)抗NMDAR腦炎急性期額葉皮層各代謝物比值與MMSE、MoCA評分均無明顯相關(guān)，提示抗NMDAR腦炎認(rèn)知功能障礙機(jī)制復(fù)雜，單一神經(jīng)遞質(zhì)代謝物改變并不能完全反映認(rèn)知功能變化，尚不能以NAA和/或Glx作為臨床評價患者認(rèn)知障礙的指標(biāo)?？筃MDAR腦炎患者腦脊液抗NMDAR抗體滴度不能反映病情嚴(yán)重程度，與抗體的親和力有關(guān)[15]；本組腦代謝物含量亦與抗體滴度無明顯相關(guān)性。

綜上所述，1H-MRS有助于診斷急性期抗NMDAR腦炎及監(jiān)測病情?？筃MDAR腦炎急性期雙側(cè)額葉NAA/Cr降低、Glx/Cr升高，但與認(rèn)知障礙無明顯相關(guān)性。本研究存在的局限性：①樣本量小，且僅為單中心、橫斷面研究；②未觀察不同腦區(qū)、不同病程階段腦代謝物含量變化，有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步完善。