多發(fā)性硬化核磁共振深部灰質(zhì)鐵沉積的研究及與臨床相關(guān)性探討

韓雪梅，鄭昭時(shí)，劉 穎，谷潔冰，唐 棟，劉松巖，張 旭

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)一科，吉林 長(zhǎng)春130033)

多發(fā)性硬化核磁共振深部灰質(zhì)鐵沉積的研究及與臨床相關(guān)性探討

韓雪梅，鄭昭時(shí)，劉 穎，谷潔冰，唐 棟，劉松巖，張 旭*

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)一科，吉林 長(zhǎng)春130033)

多發(fā)性硬化(MS)是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病，MS病變不僅累及腦白質(zhì)，同時(shí)也可累及腦灰質(zhì)(包括皮層灰質(zhì)及深部灰質(zhì))，異常的鐵沉積可出現(xiàn)于此[1,2]，但其形成機(jī)制尚無(wú)定論。本研究通過(guò)核磁SWI成像來(lái)定量研究大腦深部灰質(zhì)的鐵沉積，觀察不同測(cè)量方法及不同部位鐵含量是否存在差異，并探討深部灰質(zhì)信號(hào)改變及異常鐵沉積與臨床是否相關(guān)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2013年9月至2014年12月就診于我科門(mén)診及住院的MS患者共20例設(shè)為患者組，均確診為多發(fā)性硬化復(fù)發(fā)緩解型(RRMS)，其中男性4例，女性16例，年齡在19-71歲之間；采用2010年McDonald關(guān)于多發(fā)性硬化的診斷標(biāo)準(zhǔn)。另將健康體檢者或志愿者共20例設(shè)為對(duì)照組，性別年齡與患者組匹配。

1.2 方法

所有研究對(duì)象均在行核磁共振檢查前30分鐘，在安靜環(huán)境下，由經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)師與其共同完成MMSE量表(總分30分)測(cè)試，評(píng)分低于27為認(rèn)知功能障礙評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)于核磁共振檢查前30分鐘由經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)師評(píng)估臨床擴(kuò)展的功能狀態(tài)量表EDSS評(píng)分。采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的具有12通道相控陣頭顱線(xiàn)圈的超導(dǎo)型Trio Tim 3.0TMR成像儀，梯度場(chǎng)強(qiáng)45mT/m。掃描序列為MRI常規(guī)掃描(T1FLAIR、T2FLAIR、T2WI序列)及SWI掃描。

SWI原始數(shù)據(jù)包括幅度圖和相位圖，將相位圖以DI-COM格式保存并復(fù)制于電腦上，利用神經(jīng)放射學(xué)信號(hào)處理(SPIN)軟件在相位圖像上分別選取大腦深部核團(tuán)的清晰層面，如紅核、黑質(zhì)、殼核、蒼白球、丘腦及尾狀核頭，勾畫(huà)出每個(gè)核團(tuán)的感興趣區(qū)(ROI) 。應(yīng)用SPIN軟件計(jì)算ROI內(nèi)的平均相位值(MPV)。ROI的選取由經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師一次選取并多次測(cè)量以降低人為誤差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS17.0。患者組與對(duì)照組的相位值差異以及患者組之間不同核團(tuán)的相位值先經(jīng)過(guò)單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布后采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較均值是否存在差異；患者組中各個(gè)核團(tuán)間的相位值與MMSE及EDSS評(píng)分采用Person相關(guān)性分析進(jìn)行評(píng)價(jià)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05。

2 結(jié)果

2.1 患者組與對(duì)照組各個(gè)核團(tuán)之間的相位值比較

MS患者組的各個(gè)深部灰質(zhì)核團(tuán)的相位值與對(duì)照組相比普遍降低，但只有雙側(cè)黑質(zhì)(SN)的相位值降低與對(duì)照組相比存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，其他核團(tuán)的相位值與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見(jiàn)表1。

表1 患者組與對(duì)照組各個(gè)核團(tuán)之間的相位值比較

殼核左右蒼白球左右患者組2021．12±25．002035．17±44．612024．88±21．222019．35±17．37對(duì)照組2036．55±24．362038．99±24．552032．36±18．582032．79±17．46P值0．1190．800．3580．056

尾狀核左右丘腦左右患者組2045．81±22．882040．01±15．732042．37±13．452040．02±10．18對(duì)照組2050．93±17．362043．40±21．792049．56±19．842049．84±32．13P值0．5390．6660．250．217

注：*P<0.01，vs對(duì)照組的左側(cè)黑質(zhì)。#P<0.01，vs對(duì)照組的右側(cè)黑質(zhì)

2.2 深部灰質(zhì)相位值與EDSS、MMSE之間的相關(guān)性分析

除右側(cè)紅核的相位值與EDSS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)、右側(cè)尾狀核與MMSE評(píng)分呈正相關(guān)外，其他核團(tuán)的相位值與EDSS、MMSE評(píng)分均無(wú)明顯相關(guān)性。見(jiàn)表2。

表2 深部灰質(zhì)核團(tuán)相位值與臨床的相關(guān)性

蒼白球左右尾狀核左右丘腦左右EDSSr-0．111-0．400-0．197-0．433-0．192-0．123P0．6420．0810．4040．0560．1470．605MMSEr0．0200．2040．0030．4990．1090．072P0．9340．3870．9920．025?0．6480．763

注：右側(cè)紅核的相位值與EDSS評(píng)分：**P<0.01,右側(cè)尾狀核與MMSE評(píng)分：*P<0.05

3 討論

MS對(duì)大腦灰白質(zhì)均有損傷，MS患者腦內(nèi)鐵過(guò)多可能導(dǎo)致相應(yīng)灰質(zhì)核團(tuán) T2WI信號(hào)的下降[1,3]。核磁SWI序列可以顯示大腦深部灰質(zhì)中的鐵沉積，常見(jiàn)部位即為本研究選取的幾個(gè)區(qū)域，如紅核、黑質(zhì)、殼核、蒼白球、丘腦及尾狀核頭[4]。MS患者腦內(nèi)鐵在深部灰質(zhì)核團(tuán)過(guò)度沉積的原因尚不明確，而且目前尚不完全清楚為什么鐵會(huì)在深部灰質(zhì)穩(wěn)定沉積，甚至出現(xiàn)在正常老化的個(gè)體中。鐵在神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)中發(fā)揮的作用也不完全清楚。本研究顯示患者組深部灰質(zhì)核團(tuán)相位值降低，與對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05)。Drayer等[5]首先發(fā)現(xiàn)MS患者T2WI序列在丘腦和殼核等處呈低信號(hào)，之后研究證明是由鐵沉積引起的。本組中MS患者腦深部灰質(zhì)核團(tuán)的相位值與對(duì)照組相比普遍偏低，與部分文獻(xiàn)報(bào)道一致[3,6]。但只有雙側(cè)黑質(zhì)的相位值降低與對(duì)照組相比存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能是不同測(cè)量方法所致。

在人體中，鐵主要儲(chǔ)存在順磁性的鐵蛋白及含鐵血紅素中，而大腦中的特定區(qū)域會(huì)優(yōu)先聚集非血紅素鐵[4]。在腦內(nèi)，引起磁敏感變化的主要因素就是非血紅素鐵。細(xì)胞內(nèi)鐵蛋白的負(fù)荷可能參與線(xiàn)粒體分解代謝。鐵在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)被認(rèn)為是通過(guò)鐵蛋白來(lái)介導(dǎo)的[7]。鐵在腦組織中聚積的可能解釋是鐵轉(zhuǎn)運(yùn)為一種單向運(yùn)輸。此外正常老化相關(guān)的微結(jié)構(gòu)變化(例如髓鞘脫失、組織變稀薄等)可能釋放出鐵，并需要儲(chǔ)存下來(lái)。有研究顯示深部灰質(zhì)是少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元代謝相關(guān)鐵的儲(chǔ)存地，并隨著皮層的需求而出現(xiàn)量的變化。因此，在生理?xiàng)l件下鐵蛋白可能是用無(wú)毒方式保存鐵的貯存蛋白。然而病理狀態(tài)下當(dāng)有害的鐵復(fù)合物出現(xiàn)時(shí)，鐵蛋白并不能被清除。腦鐵通過(guò)軸索途徑的正常傳輸被中斷可能是鐵過(guò)度沉積的一個(gè)原因[8]。MS鐵沉積的原因是消耗的減少或歸因于死亡神經(jīng)元的釋放。此外，以往的研究觀察到皮層體積和鐵沉積的強(qiáng)相關(guān)性，可能與神經(jīng)元變性繼發(fā)的萎縮有關(guān)[9]。

相關(guān)研究提示：MS患者腦深部灰質(zhì)核團(tuán)的鐵異常沉積與神經(jīng)功能障礙有一定的相關(guān)性，如身體殘疾、認(rèn)知功能障礙、情緒障礙、腦萎縮等有密切關(guān)系,如MS患者灰質(zhì)核團(tuán)T2低信號(hào)可能與腦萎縮有關(guān)，而腦部皮質(zhì)體積減少的患者會(huì)伴有更嚴(yán)重的認(rèn)知功能障礙[2,8]。有研究顯示深部灰質(zhì)(如丘腦、尾狀核、殼核)的T2低信號(hào)改變和MS患者EDSS評(píng)分有明顯相關(guān)性[10]。本研究顯示：右側(cè)紅核的相位值與EDSS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)、右側(cè)尾狀核與MMSE評(píng)分呈正相關(guān)，但我國(guó)有研究顯示MS患者各深部灰質(zhì)核團(tuán)相位值與EDSS評(píng)分無(wú)明顯相關(guān)性[3]。分析原因可能與不同研究患者數(shù)量、年齡、性別及受教育水平差異有關(guān)，期待未來(lái)能有大樣本多中心的研究支持。Neema等早期[11]報(bào)道了MS患者的殘疾程度、認(rèn)知功能障礙的嚴(yán)重程度與深部灰質(zhì)的鐵沉積密切相關(guān)，并推測(cè)可以將深部灰質(zhì)鐵沉積的總量作為判斷MS是否進(jìn)展的一種指標(biāo)。Tjoa等[6]研究顯示MS患者的核磁T2低信號(hào)與臨床殘疾程度的評(píng)分具有相關(guān)性。Brass等[12]的研究也顯示MS患者灰質(zhì)T2低信號(hào)與認(rèn)知功能障礙具有相關(guān)性。Zivadinov等[13]報(bào)道了MS患者腦內(nèi)總鐵含量較正常人明顯增高，并與腦功能障礙、腦萎縮程度有關(guān)。Williams等[14]報(bào)道腦深部灰質(zhì)核團(tuán)的鐵沉積與評(píng)估MS疾病活動(dòng)性的很多檢測(cè)指標(biāo)有明顯的相關(guān)性，說(shuō)明鐵沉積與疾病的進(jìn)展有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)腦深部灰質(zhì)相位值變化的分析，驗(yàn)證MS患者存在深部灰質(zhì)的鐵沉積。利用SWI技術(shù)量化評(píng)估MS患者腦深部灰質(zhì)核團(tuán)鐵含量能夠提高M(jìn)S的診斷率，對(duì)病灶的發(fā)現(xiàn)以及對(duì)病理改變的理解有較大幫助，值得臨床推廣應(yīng)用。

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1007-4287(2017)12-2165-03

吉林省科技廳自然科學(xué)基金及國(guó)際合作項(xiàng)目(20160101023JC)

*通訊作者

2016-12-15)