光滑脑的MRI表现及其分级

何 丽，孟燕军，孙梦月，任庆云，刘 斋*

(1.河北医科大学第一医院放射科，河北 石家庄 050031；2.河北医科大学医学影像学院，河北 石家庄 050031)

·论著·

光滑脑的MRI表现及其分级

何 丽1，孟燕军2，孙梦月1，任庆云1，刘 斋1*

(1.河北医科大学第一医院放射科，河北 石家庄 050031；2.河北医科大学医学影像学院，河北 石家庄 050031)

目的分析光滑脑的临床表现及MRI表现，为早期诊断和治疗提供参考依据。方法回顾性分析20例光滑脑的临床表现及MRI表现，同时进行MRI分级。结果光滑脑包括无脑回、巨脑回及皮层下带状灰质异位，20例光滑脑临床表现为不同程度的运动障碍、精神发育迟滞，癫痫6例，小头畸形2例。无脑回MRI表现为正常的脑沟脑回消失，脑皮层增厚(>10 mm)，脑白质减少，大脑半球呈“8”字形；巨脑回表现为脑回增宽，脑皮层增厚，脑白质减少，灰白质交界清楚；皮层下灰质异位又称为双皮层，在侧脑室侧脑白质和脑皮质之间出现一层带状异位的灰质，呈双侧对称分布，MRI图像显示从侧脑室到脑皮质表面出现4层结构：①正常脑室周围脑白质；②异位的脑灰质层；③一薄层皮层下脑白质；④正常的皮层灰质。按照Dobyns等的分级，光滑脑1级1例，2级2例，3级1例，4级12例，5级3例，6级1例。MRI分级与临床严重程度存在密切关系。结论光滑脑是一种严重神经元移行障碍，MRI表现及其分级结合临床表现可为早期诊断、治疗及预后判断提供重要参考。

无脑回畸形；体征和症状；磁共振成像

10.3969/j.issn.1007-3205.2017.12.015

光滑脑是指在脑发育过程中成神经细胞从生发基质向大脑表面移行出现异常，导致大脑组织结构形态出现严重畸形，包括完全光滑的无脑回到巨脑回及皮层下灰质异位，并伴有运动障碍、智力低下、脑瘫、癫痫及其他神经系统异常表现的一类疾病，又称为无脑回畸形谱[1]。作为一种严重的大脑皮层发育畸形，其发病率为1～4∶100 000[2]，预后多较差，严重影响儿童身心健康发展。本研究对20例光滑脑患儿的临床表现及头颅磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查结果进行分析，总结归纳光滑脑的临床表现及头颅MRI表现，探讨MRI分级与临床的关系，旨在为光滑脑的临床早期诊断及治疗提供科学依据。

1 资 料 与 方 法

1.1一般资料 选择2008年1月—2016年12月河北医科大学第一医院就诊的经MRI确诊的光滑脑患者20例。男性7例，女性13例；初诊年龄7 d～14岁，中位年龄11个月。

本研究经医院医学伦理委员会批准；所有患儿家长均知情同意并签署知情同意书。

1.2检查方法 应用GE signa 1.5T Twinspeed MR扫描仪进行检查，使用8通道头颈联合线圈。扫描序列包括轴位T1WI、T2WI、FLAIR、DWI序列。年龄≤2岁儿童T1WI序列参数为TR 1 740 ms/TE 22 ms， FOV 20 cm×18 cm，矩阵288×192， 激励次数 2次；T2WI序列参数为TR 4 000 ms/TE 102 ms， FOV 20 cm×18 cm，矩阵320×288， 激励次数 2次； DWI采用平面回波成像，FOV 20 cm×20 cm，TR 4 500 ms，TE 67 ms，b值为0和1 000；T2-FLAIR序列参数为TR 8 800 ms/TE 121 ms， FOV 20 cm×20 cm，矩阵288×192， 激励次数2次，层厚5 mm，层间距1 mm。年龄>2岁儿童及成人扫描T1WI序列参数为TR 1 760 ms/TE 21 ms， FOV 24 cm×18 cm，矩阵320×256， 激励次数 2次；T2WI序列参数为TR 4 000 ms/TE 102 ms， FOV 24 cm×18 cm，矩阵288×192， 激励次数 2次；T2-FLAIR序列参数TR 8 802 ms/TE 123 ms， FOV 24 cm×24 cm，矩阵288×192， 激励次数 2次；DWI采用平面回波成像，FOV 24 cm×24cm，TR 4 500 ms/TE 65 ms，b值为0和1 000 s /mm2，层厚6 mm，层间隔1 mm。

1.3光滑脑严重程度的MRI分级 参考Dobyns等[3]的分级标准，将平滑脑的严重程度分为6级，严重程度依次递减，其中1级最重，6级最轻。1级，完全无脑回；2级，无脑回，前部脑皮质有少量浅沟；3级，后部无脑回而前部为巨脑回；4级，后部重于前部的弥漫性巨脑回；5级，巨脑回与皮层下带状灰质异位混合出现；6级，单纯性皮层下带状灰质异位。

2 结 果

2.1临床表现 所有患者均有不同程度的运动发育迟缓及智力发育迟滞，癫痫6例，伴有小头畸形2例。

2.2光滑脑的MRI表现及分级 无脑回、巨脑回及皮层下带状灰质异位均属于不同程度的光滑脑。无脑回MRI表现为正常的脑回脑沟消失，或脑沟间隔>3 cm，脑皮层增厚(>10 mm)，脑白质减少，大脑半球呈“8”字形；巨脑回表现为脑皮层增厚，脑回增宽，脑沟间隔1.5～3 cm，脑白质减少，灰白质交界清楚，脑室扩大；皮层下带状灰质异位又称为双皮层，在侧脑室侧脑白质和脑皮质之间出现一层带状异位的灰质，呈双侧对称分布，MRI图像显示从侧脑室到脑皮质表面出现4层结构：①正常脑室周围脑白质；②异位的脑灰质层；③一薄层皮层下脑白质；④正常的皮层灰质。20例光滑脑患者中，1级1例(初诊年龄13 d)，2级2例(初诊年龄平均22 d)，3级1例(初诊年龄5个月)，4级12例(初诊年龄平均2.76岁)，5级3例(初诊年龄平均7.67岁)，6级1例(初诊年龄10岁)；1～3级患者初诊年龄平均为51 d，4～6级患者初诊年龄平均为33个月(图1～6)。

图1 光滑脑1级,无脑回,大脑半球呈“8”字形Figure1 Lissencephalygrade1,completeagyria,thebrainshowsa8shapedappearance图2 光滑脑2级,无脑回,双侧大脑半球前部有浅沟Figure2 Lissencephalygrade2,agyriawithfewshallowanteriorsulci图3 光滑脑3级,大脑半球前部巨脑回,后部无脑回Figure3 Lissencephalygrade3,posterioragyriaandanteriorpachygyria

图4光滑脑4级，弥漫性巨脑回

Figure4Lissencephalygrade4,diffusepachygyria

图5光滑脑5级，大脑半球前部巨脑回，后部皮层下灰质异位

Figure5Lissencephalygrade5,anteriorpachygyriaandposteriorsubcorticalbandheterotopias

图6光滑脑6级，皮层下带状灰质异位

Figure6Lissencephalygrade6,subcorticalbandheterotopia

3 讨 论

光滑脑是由于神经元移行异常所造成的异质性明显的大脑发育畸形[4]。近来研究发现特定的遗传基因突变是此病的重要原因，许多相关的遗传基因如LIS1、DCX、ARX、RELN、YWHAE、TUBA1A等与此病有关[5-7]。位于17p13.3染色体上的LIS1基因的突变是导致人类光滑脑最常见的原因，LIS1 基因编码血小板活化因子乙酰水解酶的 β 亚基,其突变可引起神经元移行过程中细胞质微管蛋白功能障碍[8-11],进而导致典型的光滑脑畸形。有研究发现，LIS1基因突变引起正确卷曲的LIS蛋白的含量减少，而异常的LIS1基因的产物破坏了在脑发育过程中正常神经元的产生及移行[12]。此外，DCX基因定位于Xq22.3～q23染色体上，该基因编码双皮层蛋白，其突变引起男性患者光滑脑及女性患者皮层下带状灰质异位。双皮层蛋白也是一种微管相关蛋白，其微管细胞骨架的动力学调节对于神经元的移行起着重要作用[13]。TUBA1A基因突变引起无脑回伴小脑发育不良[14]。本研究由于条件限制未进行基因检测分析，诊断仅为MRI及临床诊断。

无脑回及巨脑回在组织结构上显示为典型的4层皮质结构，即分子层、外细胞层、细胞疏松层和内细胞层，以枕叶皮质最为明显，取代了正常脑皮质的6层结构，显微镜下可见神经胶质细胞的变性增生和异常神经细胞聚集，有时在灰白质交界处出现垂直排列的神经元聚集，一些患者可见脑白质内灰质异位，因而形成异常的突触连接和网络结构。这种病理改变可能是引起各种异常临床表现如发育迟缓、癫痫、特征性头面畸形的重要原因[15-16]。

光滑脑为一个主要由LIS1或DCX等基因突变引起的从无脑回畸形、巨脑回畸形到皮层下带状灰质异位的一个连续的疾病谱[7]。临床上早期常表现为肌张力低下，后逐渐发展为肢体痉挛、癫痫、精神发育迟滞[17]。癫痫常出现在6个月内，多以婴儿痉挛或Lellnox-Gastaut综合征形式出现，并伴有脑电图异常，之后发展成不典型的复杂癫痫[2]，本研究20例患者均有不同程度的运动发育迟缓及智力发育迟滞，与前者报道基本一致，但与前者不同的是本研究6例患儿出现癫痫发作的年龄均在3岁以上,出现癫痫的时间与前者不同的原因可能与本研究病例较少有关。光滑脑与癫痫发作关系密切，其致痫机制目前仍在研究中，与大脑皮层结构异常密切相关。多数学者认为由于大脑皮层成熟不完全、有过多的未成熟神经元出现所引起的突触环路和网络结构的异常，使大脑皮层局部或广泛性兴奋增高，而中间抑制神经元减弱或缺失，导致兴奋与抑制不平衡，形成致痫灶，也是药物难治性癫痫的主要原因[15,18]。

本研究无脑回畸形患者中从最严重的完全性无脑回(1级)到病情不太严重的皮层下带状灰质异位(6级)均可见到，其中以4级无脑回畸形最多，占60%(12/20例)。Moon等[19]对LIS1基因研究解释了出现不同程度的无脑回畸形的原因,LIS1基因编码一种高度保守的蛋白，包括3个结构域：N端同源二聚体结构、卷曲螺旋结及C-终端的WD40重复序列。这3个结构域在与其他蛋白的相互作用中起着重要作用，卷曲螺旋结构域作为一个蛋白结合部位，而WD重复域能够确保正确的蛋白折曲。完全性无脑回的患儿或者是LIS1基因的完全缺失，或者是编码卷曲螺旋结构域的基因内突变及基因内缺失；后部无脑回伴有前部巨脑回或者是弥漫性巨脑回的儿童则多数是WD重复域的基因内突变。因此，可以通过检查LIS1基因内的突变位置预测典型的无脑回患者的严重程度。MRI影像分级中的严重程度与运动发育迟缓、智力发育迟滞及癫痫的严重程度存在密切关系[20-21]。本研究中4例1～3级患者的平均初诊年龄为51 d，而16例4～6级患者的平均初诊年龄为33个月，提示MRI分级严重的患者出现临床表现早、病情严重，与文献报道基本一致，但由于本研究病例较少，是否存在病例选择偏倚，还需要后续相关研究的进一步明确。

MRI技术的发展和应用提高了光滑脑的检出率和诊断水平。高分辨率头颅MRI可以准确评估脑沟的分布和深度、皮质的厚度、灰白质界限。根据典型的MRI表现结合基因检测及临床表现能够对无脑回畸形谱作出正确诊断。典型的无脑回MRI表现为脑皮质增厚，脑沟消失或脑沟间隔>3 cm；巨脑回表现为脑皮质增厚，脑回增宽，脑沟间隔1.5～3 cm；双皮层表现为脑白质内对称分布的线状脑皮质信号[17]。1～3级无脑回畸形病情较重，而4～6级病情较轻。1～3级无脑回畸形患者基因检测多数为LIS1基因突变，临床上多数有严重的神经运动功能障碍，早期癫痫发生率明显增高[22]。4级无脑回畸形患者无LIS1基因突变，仅表现为小部分的LIS1基因缺失，临床表现以癫痫发作为主。皮层下带状灰质异位患者基因检测多数为DCX基因突变，少数患者为LIS1基因突变，女性患者临床表现为癫痫发作(占90%以上)及轻中度精神发育迟缓，而男性患者表现为认知功能正常或严重的精神发育迟缓[20]。

4级无脑回畸形与多微脑回畸形的MRI均表现为脑皮质增厚，且二者均有癫痫、精神运动发育迟缓等临床表现，需要进行鉴别诊断：前者脑皮质平均厚度>8 mm，而后者为5～7 mm[23]；前者脑白质减少、信号正常，灰白质交界处平滑，而后者皮层下脑白质可出现T2WI高信号，灰白质交界不规则[24-25]；前者表现为两侧各脑叶对称性受累，而后者病变以单侧或双侧外侧裂处脑皮质受累最为常见。二者发生突变的基因有明显不同：无脑回患者是主要由于LIS1基因突变[26]，少数情况下是由于DCX、RELEEN、TUBA1A等基因突变；而多微脑回畸形与SRPX2、RAB3GAP1、EOMES、TUBB2B、KIAA1279及GPR56[27-28]基因突变相关。

综上所述，光滑脑的临床及MRI表现具有一定的特征性。结合病史、临床表现、实验室检查及MRI特点可以对光滑脑进行临床诊断及分级判断，如条件允许可进行基因分析，其诊断的准确性更高。

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MRIappearancesandgradesoflissencephaly

HE Li1, MENG Yan-jun2, SUN Meng-yue1, REN Qing-yun1, LIU Zhai1*

(1.DepartmentofRadiology,theFirstHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050031,China; 2.SchoolofMedicalImaging,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050031,China)

ObjectiveTo analyze the clinical features and MRI characteristics of lissencephaly for its early diagnosis，treatment and prognosis judgment in clinical practice.MethodsThe clinical symptoms and signs and the findings in magnetic resonance imaging(MRI)of 20 cases of lissencephaly were investigated retrospectively. Its severity in MRI finding was graded.ResultsThe spectrum of lissencephaly ranges from absent(agyria) or decreased(pachygyria) convolutions to less severe malformation known as subcortical band heterotopia. Of twenty patients, The clinical features were mainly manifested as mental retardation(twenty patients)，and motor retardation(twenty patients)，and epilepsy(six patients)． In terms of MRI features, agyria displayed cerebral surface smooth, hourglass of cerebral contour , increased cortical gray and relatively small amount of white matter, while pachygyria displayed broad ，flat gyri with thickened cortex，and reduced white matter，smooth border between the gray and white matter. subcortical band heterotopias displayed the characteristic isointensity of the heterotopic band with the cortex in all imaging sequences between the normal white matter and cortex gray. According to the Dobyns′ graded, 1 case in grade 1, 2 cases in grade 2, 1 case in grade 3, 12 cases in grade 4, 3 cases in grade 5, 1 case in grade 6. Severity of clinical finding correlates well with the degree of lissencephaly.ConclusionLissencephaly is a brain malformation caused by neuronal migration abnormality. The characteristics of MRI along with clinical findings could provide important evidence for early diagnosis，timely treatment and prognosis judgment of lissencephaly.

lissencephaly； signs and symptoms； magnetic resonance imaging

2017-11-03；

2017-11-23

何丽(1980-)，女，河北藁城人，河北医科大学第一医院副主任医师，医学硕士，从事医学影像学诊断研究。

*通讯作者。E-mail：tuliphappy@yeah.net

R741

A

1007-3205(2017)12-1422-05

赵丽洁)