血管性认知障碍与脑白质病变相关性研究进展
2016-03-07韩鲜艳闫福岭
韩鲜艳,闫福岭
(东南大学附属中大医院 神经内科,江苏 南京 210009)
血管性认知障碍与脑白质病变相关性研究进展
韩鲜艳1,闫福岭2
(东南大学附属中大医院 神经内科,江苏 南京210009)
[摘要]血管性认知障碍(VCI)是近年来神经病学领域的研究热点,越来越多的研究结果显示脑白质病变(WML)可能是导致VCI发生的重要原因。作者就WML引起VCI的潜在机制、WML部位和病变程度对VCI的影响以及两者与脑血流动力学之间的关系等方面进行阐述,为VCI的早期临床诊治提供新的思路。
[关键词]血管性认知障碍; 脑白质病变; 脑血管反应性; 综述
血管性认知障碍(vascular cognitive impairment,VCI)是指由脑血管病及其危险因素引起的从轻度认知障碍到痴呆的一大类综合征,涵盖了VCI从轻到重的发病过程。近年来资料显示,高达64%的脑卒中患者出现了不同程度的卒中后认知障碍,其中约1/3会发展为血管性痴呆[1]。目前认为慢性脑血流灌注不足是其发病机制之一,其中是否与长期脑供血不足导致的脑白质病变(white matter lesion,WML)有关,作者将就此作一综述。
1WML与VCI的相关性
WML这一概念由加拿大神经病学家Hachinski等首先提出,通常是指大脑深部与侧脑室周围白质在影像学上呈现出的点状或斑片状异常信号。随着VCI的提出,WML 对认知功能的影响越来越为研究者所重视。越来越多的证据表明WML 与VCI之间有着较强的相关性,在执行功能、信息处理速度等方面体现得尤为突出。Pantoni对16项研究进行的综述显示,所有研究均认为WML和VCI之间存在关联,肯定了WML在认知功能损害中的作用[2]。Frisoni等对近年来多项关于WML对认知功能影响的研究进行了回顾分析,认为WML早期就会影响认知功能[3]。还有研究对2005~2006年期间发表的有关认知功能与WML的研究进行分析,发现无论是基于人群还是基于医院的研究都显示WML与认知功能下降有关[4]。Yan等结合影像学及认知功能评估结果对60例血管性痴呆患者的临床资料进行分析和调查,发现WML与简明心理状况测验(mini- mental state examination,MMSE)(r=-0.401,P=0.036)及画钟试验(clock drawing test,CDT)(r=-0.482,P=0.028)结果均呈负相关,提示WML是血管性痴呆患者认知障碍的独立影响因素[5]。一项历时19.6年的前瞻性研究给出了更明确的结果,在受试者由正常向轻度认知障碍转化的过程中,WML体积的快速增加发生在临床症状出现前10.6年, 而此后WML体积则以每年3.3%递增,且上述研究对象经病理学证实仅有28.5%是以阿尔兹海默病为单一认知障碍病因,而24%的受试者同时存在明确的缺血性血管病[6],由此可见WML与认知障碍之间的关系。因此,关注WML可能会成为预测VCI行之有效的方法。
2WML引发VCI的可能机制
2.1脑白质纤维结构破坏
皮质下白质是缺血性损伤的常见部位,广泛的白质损害是VCI发生的重要基础[7],主要考虑与长期脑供血不足引起脑白质损伤、轴突运输受损,进而导致信息传递障碍有关。WML可以损伤联合纤维、联络纤维和投射纤维,使得不同脑区间信息传递减缓甚至中断,当损伤与高级精神活动有关的纤维联系时则会出现不同程度的认知障碍。
WML多发生在基底节及半卵圆中心等区域,由于这些部位集中着许多与学习、记忆等认知功能相关的神经元,并且与额叶存在联系,因此会对患者的认知功能造成严重影响。Tuladhar等研究了小血管病变患者脑白质微观结构的完整性与认知功能之间的关系,结果显示对于存在小血管病变的受试者,认知障碍的发生与白质纤维微结构的完整性有关[8]。由于WML导致的认知障碍多表现隐匿或呈阶段性进展,只有严重的WML才会引起临床可见的认知功能障碍,以至许多患者发展至中重度认知障碍甚至痴呆才被发现。
2.2胆碱能系统损伤
除外破坏脑白质结构的完整性,WML还会损伤胆碱能系统,进而引起认知障碍。由Meynert基底核发出的神经元组成大部分通往皮质和杏仁核的胆碱能纤维,是影响认知功能的主要通路,也是最易受小血管病变影响的部位。WML会引起多种重要的神经传导功能缺陷,引起广泛的胆碱能投射纤维联系中断,且这种损害在额叶尤为明显。由于胆碱能系统会对脑血流调节起到一定作用,其功能紊乱后可导致脑血流量降低和颅内低灌注而进一步加重WML,使得认知障碍更严重,形成恶性循环[9]。
3WML严重程度与VCI的相关性
理论上WML严重程度和VCI存在相关性,但两者之间的关系尚有争议。一项纳入329名社区老年志愿者的奥地利卒中预防研究显示,WML进展与认知功能之间的关系错综复杂[10]。Bombois等发现WML越严重,对认知功能的损伤越明显[11]。一项大型的流行病学调查显示,在没有残疾且生活自理的老年人中,年龄相关性WML与整体的认知情况及一些特定认知域(如注意力、执行功能等方面)存在相关性[12];但也有研究认为两者之间没有必然联系。如何解释上述研究结果相互矛盾,目前推测WML和认知功能之间很可能存在某种阈值效应,即当WML累积至一定量才会引起临床症状。Boone等研究显示WML严重程度对认知功能的影响存在阈值效应[13];而Vannorsdall等的研究结果则恰恰相反——WML严重程度对认知功能的影响不存在阈值效应[14],但最终结果如何则需要进一步研究证实。
一项针对出生于1914年人群的丹麦队列研究显示WML的病变体积与语言功能密切相关,病变体积越大,语言功能越差[15]。Duering等对584例MRI显示WML的患者进行信息处理速度测试后发现,WML病变体积越大信息处理速度越慢[16]。一项大样本前瞻性鹿特丹筛查研究发现,随着WML进展患者的认知功能显著下降,尤其在信息加工速度和执行功能方面[17]。多数WML导致的认知障碍进展隐匿,只有极少数WML患者短期内进展迅速,并与快速进展的认知障碍存在相关性。
WML严重程度除了与认知功能受损程度有关外,还可能会影响不同的认知域。一项包含69例痴呆患者的临床研究显示,严重的WML患者主要表现出执行功能/视觉结构的损伤,而轻度的WML患者则表现出更多的记忆/语言障碍[18]。
4WML部位与VCI的相关性
部分研究显示WML部位比病变程度与认知功能的关系更密切,但也有研究结果与之相反。Tullberg等认为认知障碍与WML部位无关,而与病变体积有关[19]。Bowler则认为单纯测量WML体积不如病变部位更能反映认知功能情况[20],且WML部位不同对认知功能的影响也有所差异[21]。
4.1脑室旁及皮质下WML与VCI
白质可分为脑室周围白质与皮质下白质。额叶是记忆形成和信息检索的部位,而皮质下白质为连接额叶的纤维,若出现皮质下WML则会阻碍了记忆的形成及存储。有研究认为,与皮质下WML相比,脑室旁WML与认知功能受损及下降速度之间的关系更为密切[22]。在一项纳入了超过500名老年受试者的治疗性试验中,研究者进行了为期3年的随访,其中包括重复MRI和认知测试,结果发现脑室旁WML进展与精神处理速度下降相关。Soriano- Raya等对100名50~65岁人群的研究显示,与脑室旁WML相比,皮质下WML与执行功能、言语流畅性、精神运动处理速度及视空间能力的相关性更强[23]。而Silbert等对100名65岁以上的老年人进行的前瞻性研究显示,与脑室旁WML相比,皮质下WML与记忆障碍的相关性更强[24]。
4.2额叶WML与VCI
额叶包含有语言、抽象思维等与认知活动有关的重要功能区,其不同的功能区通过短的弓形纤维联系。Bolandzadeh等研究发现,额叶下WML会对记忆和执行功能/处理速度产生不同程度的影响[25]。Smith等对145名65岁以上老年人的前瞻性研究显示,前额叶WML与执行功能关系密切[26]。Kaplan等对95名75~90 岁老年人的研究显示,额叶WML与记忆、执行功能和精神运动处理速度关系密切[27]。
4.3胼胝体WML与VCI
胼胝体是连接双侧大脑半球的白质纤维束,该部位血供丰富,一般很少发生WML。而高血压病引起的WML可能会导致胼胝体萎缩,其萎缩的程度可作为认知功能下降的预测指标,同时胼胝体压部WML的体积与执行功能以及精神运动处理速度密切相关。
4.4内囊WML与VCI
丘脑前辐射经过内囊前肢,与额叶功能密切相关。有研究发现,内囊WML与认知功能之间无明显相关性[25]。而也有研究结果与之相反,提示内囊WML与额叶功能相关。
5WML、VCI与脑血流动力学
近年来,关于WML与认知障碍的研究大多集中在认知障碍与WML严重程度、发生部位的相关性等方面,但关于WML患者认知功能与脑血流动力学方面的研究国内外均很少有相关报道。
5.1WML与脑血流动力学
血管搏动指数是描述颅内血管经颅多普勒超声(transcranial doppler,TCD)频谱形态的一个血流动力学指标。血管搏动指数增加代表远端血管阻力大,通过供血区域的脑血流量就会相应下降。国内有研究发现血管搏动指数的大小能够反映WML的严重程度,其值越高WML就越严重[28]。国外也有研究结果提示WML患者大脑中动脉的血管搏动指数增高[29],提示了WML与脑血流动力学之间的关联。
5.2VCI与脑血流动力学
脑血管反应性因发现与多种疾病的发生发展相关而日益受到关注,它是指脑血管在各种影响血管运动因素的作用下通过收缩和舒张来调节脑血流量的能力。屏气指数是反映脑血管反应性的指标之一。Zavoreo等发现屏气指数下降是认知功能受损的预测指标,提示脑血管反应性降低可能参与了认知障碍的发生、发展[30]。Tsivgoulis等研究显示,与正常人和阿尔兹海默病患者相比,血管性痴呆患者平均血流更低,搏动指数更高,脑血管反应性损伤更严重,更加肯定了脑血流动力学在VCI发生发展方面的价值[31]。
6总结与展望
随着我国步入老龄化社会,WML和VCI在临床上越来越常见。至今为止,尚缺乏针对VCI有效的治疗方法。目前,WML的诊断主要依赖影像学,尚无较为简捷的方法能长期随访。而关于VCI的研究也存在诸多问题,如诊断标准不统一、临床影像学研究结果不完全一致以及影像学表现在VCI评估中的确切意义不明等。如能结合脑血流动力学相关指标早期识别VCI,并对WML和VCI相关危险因素予以及时有效的干预,则有可能预防和延缓痴呆的发生,从而很大程度上提高患者的生活质量,减轻家庭和社会的负担,具有重要的社会意义。
[参考文献]
[1] HACHINSKI V,IADECOLA C,PETERSEN R C,et al.National institute of neurological disorders and stroke-Canadian stroke network vascular cognitive impairment harmonization standards[J].Stroke,2006,37(9):2220- 2241.
[2] PANTONI L.Cerebral small vessel disease:from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges[J].Lancet Neurol,2010,9(7):689- 701.
[3] FRISONI G B,GALLUZZI S,PANTONI L,et al.The effect of white matter lesions on cognition in the elderly- - small but detectable[J].Nat Clin Pract Neurol,2007,3(11):620- 627.
[4] MORTAMAIS M,ARTERO S,RITCHIE K.Cerebral white matter hyperintensities in the prediction of cognitive decline and incident dementia[J].Int Rev Psychiatry,2013,25(6):686- 698.
[5] YAN T,YU J R,ZHANG Y P,et al.Analysis on correlation of white matter lesion and lacunar infarction with vascular cognitive impairment[J].Int J Clin Exp Med,2015,8(8):14119- 14122.
[6] SILBERT L C,DODGE H H,PERKINS L G,et al.Trajectory of white matter hyperintensity burden preceding mild cognitive impairment[J].Neurology,2012,79(8):741- 747.
[7] HATTORI Y,ENMI J,KITAMURA A,et al.A novel mouse model of subcortical infarcts with dementia[J].J Neurosci,2015,35(9):3915- 3928.
[8] TULADHAR A M,van NORDEN A G,de LAAT K F,et al.White matter integrity in small vessel disease is related to cognition[J].Neuroimage Clin,2015,7:518- 524.
[9] JUNG S,ZAROW C,MACK W J,et al.Preservation of neurons of the nucleus basalis in subcortical ischemic vascular disease[J].Arch Neurol,2012,69(7):879- 886.
[10] SCHMIDT R,ROPELE S,ENZINGER C,et al.White matter lesion progression,brain atrophy,and cognitive decline:the Austrian stroke prevention study[J].Ann Neurol,2005,58(4):610- 616.
[11] BOMBOIS S,DEBETTE S,DELBEUCK X,et al.Prevalence of subcortical vascular lesions and association with executive function in mild cognitive impairment subtypes[J].Stroke,2007,38(9):2595- 2597.
[12] VERDELHO A,MADUREIRA S,FERRO J M,et al.Differential impact of cerebral white matter changes,diabetes,hypertension and stroke on cognitive performance among non- disabled elderly.The LADIS study[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2007,78(12):1325- 1330.
[13] BOONE K B,MILLER B L,LESSER I M,et al.Neuropsychological correlates of white- matter lesions in healthy elderly subjects.A threshold effect[J].Arch Neurol,1992,49(5):549- 554.
[14] VANNORSDALL T D,WALDSTEIN S R,KRAUT M,et al.White matter abnormalities and cognition in a community sample[J].Arch Clin Neuropsychol,2009,24(3):209- 217.
[15] SCHMIDT R,PETROVIC K,ROPELE S,et al.Progression of leukoaraiosis and cognition[J].Stroke,2007,38(9):2619- 2625.
[16] DUERING M,GESIERICH B,SEILER S,et al.Strategic white matter tracts for processing speed deficits in age- related small vessel disease[J].Neurology,2014,82(22):1946- 1950.[17] Van DIJK E J,PRINS N D,VROOMAN H A,et al.Progression of cerebral small vessel disease in relation to risk factors and cognitive consequences:Rotterdam Scan study[J].Stroke,2008,39(10):2712- 2719.
[18] PRICE C C,JEFFERSON A L,MERINO J G,et al.Subcortical vascular dementia:integrating neuropsychological and neuroradiologic data[J].Neurology,2005,65(3):376- 382.
[19] TULLBERG M,FLETCHER E,DECARLI C,et al.White matter lesions impair frontal lobe function regardless of their location[J].Neurology,2004,63(2):246- 253.
[20] BOWLER J V.Vascular cognitive impairment[J].Stroke,2004,35(2):386- 388.
[21] 田一锋,刘纯钢,袁艳梅.脑白质病变部位及程度对老年患者认知功能的影响[J].现代医学,2015,43(2):247- 249.[22] OGAMA N,SAKURAI T,SHIMIZU A,et al.Regional white matter lesions predict falls in patients with amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease[J].J Am Med Dir Assoc,2014,15(1):36- 41.
[23] SORIANO- RAYA J J,MIRALBELL J,LOPEZ- CANCIO E,et al.Deep versus periventricular white matter lesions and cognitive function in a community sample of middle- aged participants[J].J Int Neuropsychol Soc,2012,18(5):874- 885.
[24] SILBERT L C,NELSON C,HOWIESON D B,et al.Impact of white matter hyperintensity volume progression on rate of cognitive and motor decline[J].Neurology,2008,71(2):108- 113.
[25] BOLANDZADEH N,DAVIS J C,TAM R,et al.The association between cognitive function and white matter lesion location in older adults:a systematic review[J].BMC Neurol,2012,12:126.
[26] SMITH E E,SALAT D H,JENG J,et al.Correlations between MRI white matter lesion location and executive function and episodic memory[J].Neurology,2011,76(17):1492- 1499.
[27] KAPLAN R F,COHEN R A,MOSCUFO N,et al.Demographic and biological influences on cognitive reserve[J].J Clin Exp Neuropsychol,2009,31(7):868- 876.
[28] 焦劲松,邵静松,董明睿,等.经颅多普勒脉动指数与头颅磁共振白质疏松的相关性[J].中国医刊,2009(6):44- 46.[29] SANCHEZ- PEREZ R M,HERNANDEZ- LORIDO R,CASTANO- PEREZ M D,et al.Evaluation of hemodynamic parameters by transcranial Doppler in patients with leukoaraiosis[J].Rev Neurol,2003,37(4):301- 311.
[30] ZAVOREO I,KES V B,MOROVIC S,et al.Breath holding index in detection of early cognitive decline[J].J Neurol Sci,2010,299(1- 2):116- 119.
[31] TSIVGOULIS G,KATSANOS A H,PAPAGEORGIOU S G,et al.The role of neurosonology in the diagnosis of vascular dementia[J].J Alzheimers Dis,2014,42(3):251- 257.
[收稿日期]2015- 11- 07[修回日期] 2016- 03- 13
[作者简介]韩鲜艳(1991-),女,江苏如东人,在读硕士研究生。E- mail:13770515412@163.com
[通信作者]闫福岭E- mail:yanfuling218@163.com
[中图分类号]R743
[文献标识码]A
[文章编号]1671- 6264(2016)03- 0436- 04
doi:10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.03.032
[引文格式] 韩鲜艳,闫福岭.血管性认知障碍与脑白质病变相关性研究进展[J].东南大学学报:医学版,2016,35(3):436- 439.
·综述·