轻度认知功能障碍磁共振波谱与神经心理评分的相关性

邵西仓 李晓裔 陈戈雨 桂湘芗 (贵州省人民医院，贵州 贵阳 550002)

阿尔茨海默病(AD)是老年期痴呆中最常见的一种，常以记忆障碍开始逐渐发展至出现全面认知功能衰退，严重影响了老年人的生活质量。而AD的中晚期治疗效果较差，因此，研究注意力已转到了早期诊断和干预，轻度认知障碍(MCI)是转化为AD的高危人群，已成了近年来关注的焦点。MCI是介于正常人与AD病人之间的发展阶段，与AD有相似的神经病理改变形式。MCI病人与正常老化过程的老人之间是否存在脑结构、功能和代谢等的差异。氢质子磁共振波谱(1H-MRS)是一种非侵入性的活体测量脑生化成分的方法，本文用这种方法观察MCI这一过渡状态的脑生化变化特征。

1 对象与方法

1.1对象 2007年11月至2009年3月的住院及门诊病人52例。其中MCI组34例，男23例，女11例，平均年龄(72.5±5.4)岁，教育年限(7.8±1.2)年。AD组18例，男11例，女7例，平均年龄(73.4 ±5.6)岁，教育年限(7.1±1.4)年。老年正常对照(NC)组34例来自我院健康体检中心，男21例，女13例，平均年龄(71.6±5.7)岁，教育年限(7.6±2.5)年。3组性别、平均年龄、受教育年限差异无统计学意义。MCI组诊断标准:根据根据美国精神疾病诊断与统计手册第4版(DSM-Ⅳ)标准和Petersen等制定的标准:①有记忆减退主诉，记忆减退持续3个月以上，有家属或知情者证实。②有记忆减退的客观证据，听觉词语记忆测验得分和韦氏记忆量表逻辑记忆亚测验得分≤正常老人的“均数－1.5个标准差”。③简易智能精神状态量表(MMSE)≥24分，哈金斯基缺血量表(HIS)评分＜4分，临床痴呆评定量表(CDR)评分0.5分，ADL评分正常范围。④不符合痴呆的诊断标准。⑤排除其他原因引起的认知功能减退。AD诊断标准:诊断符合美国神经病语言障碍和卒中研究所与老年性痴呆和相关疾病学会(NINCDS－ADRDA)诊断标准中“很可能AD”标准。①MMSE为14～23分，HIS评分≤4分，CDR评分=1。②有两种或两种以上的认知功能障碍。③记忆和其他认知功能障碍进行性加重。④无意识障碍，可伴有精神和行为异常。⑤发病年龄≥65岁。⑥全部病例均行头颅磁共振成像(MRI)检查以及有关的实验室检查以排除其他原因引起的痴呆。

1.2方法

1.2.1神经心理测量 采用成套神经心理检工具，记忆功能评分用中文版韦氏逻辑记忆亚测验和听觉词语记忆测验。语言测量包括30项版本的Boston命名中文版和词语流畅试验。执行功能用中文版连线试验A和B。视觉空间技能用韦氏成人智力量表中文修订版的积木试验和画钟试验评定。简易智力状态检查量表用来作为总体认知功能评价。

1.2.2磁共振波谱检测 完成神经心理学测验后3 d内进行MRS检测，用德国Siemens Symphony磁共振仪，应用二维化学位移成像(2D-CSI)自动MR波谱检测技术和PRESS序列采集波谱，自动匀场压水，选择 TR/TE为1 500/30 ms，采集时间420 s。采样于左额叶、左颞叶和右顶叶皮层，选择一侧检测是基于正常人脑两侧的N-乙酰天门冬氨酸(NAA)和肌酸 (Cr)无显著差异等〔1〕，体素大小10×10×15(cm)，采集范围包括病灶周边脑组织，尽量避开周围的脑沟和颅底骨质。通过对NAA、Cr、胆碱(Cho)等代谢产物浓度的测定，分别计算双侧NAA/Cr和NAA/Cho的比值。

1.3统计学分析 使用SPSS16.0软件行单因素方差分析及LSD法相关性分析用Pearson相关分析。

2结果

2.1各组磁共振波谱变化特征比较 与NC组比较，MCI组左额叶皮层NAA水平和NAA/Cr均降低(均P＜0.01);左颞叶皮层NAA和NAA/Cr降低(均P＜0.05);右顶叶皮层NAA和NAA/Cr均差异不显著(P＞0.05);三个脑区的Cr、Cho水平和Cho/Cr均差异不显著(均P＞0.05)。AD组与MCI组比较，左额叶、左颞叶和右顶叶皮层NAA和NAA/Cr均降低(P＜0.05-0.000 1);3个脑区的 Cho水平和 Cho/Cr均差异不显著(均 P ＞0.05)。见表1。

2.2MCI的磁共振波谱与神经心理学评分的相关性 将MCI3个脑区的NAA/Cr与神经心理学评分作相关性分析，结果显示左额叶NAA/Cr与各项记忆功能评分均呈负相关关系，左颞叶NAA/Cr与各项记忆功能评分均呈负相关关系，右顶叶NAA/Cr与各项记忆功能评分均无相关关系。3个脑区的NAA/Cr与语言、执行和视觉空间功能评分均无相关关系。见表2。

表1 三组各脑区NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr比较(s)

表1 三组各脑区NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr比较(s)

与NC组比较:1)P＜ 0.05，2)P＜ 0.01;与AD组比较:3)P＜ 0.05，4)P＜ 0.01，5)P＜ 0.0001

NAA/Cr Cho(ppm)组别 n NAA(ppm)Cho/Cr 13 MCI组 34 50.23±12.952)3)51.72±10.411)4)64.07±11.675)1.32±0.292)3)1.40±0.341)2)1.43±0.445)26.24±5.08 23.57±4.96 25.29±4.98 0.68±0.13 0.64±0.14 0.63±0.12 AD组 18 43.21±7.17 43.26±5.73 42.04±10.27 1.14±0.34 1.17±0.33 1.00±0.14 25.48±5.41 23.42±5.右顶叶NC组 34 58.59±12.46 57.18±12.00 60.57±15.77 1.50±0.22 1.56±0.21 1.40±0.28 24.37±4.67 22.60±3.51 25.19±4.06 0.65±0.11 0.62±0.12 0.61±0.左额叶 左颞叶 右顶叶 左额叶 左颞叶 右顶叶 左额叶 左颞叶 右顶叶 左额叶 左颞叶04 26.13±4.65 0.64±0.16 0.62±0.15 0.64±0.14

表2 三组各脑区NAA/Cr与神经心理学评分的相关性

3讨论

1H-MRS有3个主要的波峰:NAA在2.01 ppm;Cho在3.22 ppm;Cr在3.04 ppm，由于MRS在脑的结构改变出现之前即可显示出脑代谢的变化，对MCI和AD认知功能相关脑区的代谢可进行早期评估，本研究通过1H-MRS测量获得NC、MCI和AD在3个脑区的代谢物NAA、Cho和Cr水平及NAA/Cr、Cho/Cr，探索MCI的变化特征。

Cr是一个参与能量储存普遍存在的代谢物，是表达神经细胞能量利用完整性的标记物，Cr峰在个体之间或多个脑区之间也是相对恒定的〔2〕，因此常以Cr作为一种参照物和其他代谢物水平相比，在临床上用来计算代谢物，如 Cho/Cr、NAA/Cr。本实验中，MCI组左额叶、左颞叶和右顶叶皮层Cr与NC组比较均无显著性差异。AD组与MCI组Cr比较也无显著性差异，表明Cr在MCI、AD疾病的发展过程中维持一定的稳定性。

Cho是一个膜密度和完整性的标记，Cho增加与细胞膜破裂、周转，髓鞘损害或炎症有关。本研究发现NC组、MCI组和AD组间的Cho和Cho/Cr均无明显差异，丁萍等〔3〕也得出了相同的结果。可能因为痴呆是慢性进展性神经变性疾病，研究纳入的MCI和AD均处于疾病的早期阶段，不出现大量细胞膜的崩解及过量的神经胶质增生，所以Cho/Cr无明显变化。

NAA是一个表达神经元完整性、神经元密度和活性的标志性物质〔4〕，其含量的多少可反映神经元的功能状态。本研究中MCI组与 NC组比较，MCI组左额叶和左颞叶皮层 NAA和NAA/Cr都降低，与以往的文献报道一致〔5〕。说明MCI额叶和颞叶有神经元损伤或神经元丢失。AD左额叶、左颞叶和右顶叶皮层NAA和NAA/Cr明都显降低，较MCI的NAA/Cr下降脑区增多。Moffett等〔6〕也发现 AD患者NAA和NAA/Cr下降发生在多个脑区，表明AD患者有较MCI更广泛的神经元损伤或神经元丢失。NAA/Cr降低在MCI已出现，AD的降低程度进一步加重，说明MCI的NAA/Cr降低程度介于NC和AD之间，NAA/Cr可作为鉴别 MCI与 NC和AD的指标，Watanabe等〔7〕的研究也得出了相似的结论。有人认为NAA是MCI脑功能障碍最可靠的代谢指标〔8〕，这种在MCI和AD患者脑区中NAA和NAA/Cr的相似变化提示NAA/Cr可能是AD病理进程中敏感的生化改变〔9〕。

本研究还提示左额叶、左颞叶的NAA/Cr减低越明显，各项记忆功能评分越低，而记忆障碍是本组MCI患者核心的临床症状，说明额颞叶的物质代谢在记忆衰退中起着重要的作用。其他学者也得出了与本文相似的结论〔10，11〕。NAA/Cr与神经心理测量记忆评分的关系提示区域性代谢异常可能导致参与记忆认知过程的神经网络成分异常。

1 McLean MA，Woermann FG，Simister RJ，et al.In vivo short echo time1H-magnetic resonance spectroscopic imaging(MRSI)of the temporal lobes〔J〕.Neuroimage，2001;14(2):501-9.

2 张筱双.不同时期老年脑梗死患者脑组织磁共振波谱的特点〔J〕.中国老年学杂志，2013;33(13):3087-9.

3 丁 萍，魏文石，嵇 鸣，等.轻度认知障碍和轻度Alzheimer病海马体积和1H-MRS对比研究〔J〕.实用放射学杂志，2008;24(10):1313-6，1323.

4 刘艳艳，杨忠现，陈 薇，等.二维多体素波谱定量分析遗忘型轻度认知功能障碍患者颅内代谢物〔J〕.中国医学影像技术，2012;(3):426-30.

5 Kantarci K.1H magnetic resonance spectroscopy in dementia〔J〕.Br J Radiol，2007;80(2):S146-52.

6 Moffett JR，Ross B，Arun P，et al.N-Acetylaspartate in the CNS:from neu-rodiagnostics to neurobiology〔J〕.Prog Neurobiol，2007;81(2):89-131.

7 Watanabe T，Shiino A，Akiguchi I.Absolute quantification in proton magnetic resonance spectroscopy is useful to differentiate amnesic mild cognitive impairment from Alzheimer＇s disease and healthy aging〔J〕.Dement Geriatr Cogn Disord，2010;30(1):71-7.

8 Tumati S，Martens S，Aleman A.Magnetic resonance spectroscopy in mild cognitive impairment:systematic review and meta-analysis〔J〕.Neurosci Biobehav Rev，2013;37(10):2571-86.

9 Kantarci K.Magnetic resonance spectroscopy in common dementias〔J〕.Neuroimaging Clin N Am，2013;23(3):393-406.

10 张立苹，张 媛，宋连英，等.认知功能与1H-MRS波谱功能成像的关系〔J〕.中国老年学杂志，2011;31(21):4116-9.

11 Watanabe T，Shiino A，Akiguchi I.Hippocampal metabolites and memory performances in patients with amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer＇s disease〔J〕.Neurobiol Learn Mem，2012;97(3):289-93.