多发性硬化核磁共振深部灰质铁沉积的研究及与临床相关性探讨

韩雪梅，郑昭时，刘 颖，谷洁冰，唐 栋，刘松岩，张 旭

(吉林大学中日联谊医院 神经内一科，吉林 长春130033)

多发性硬化核磁共振深部灰质铁沉积的研究及与临床相关性探讨

韩雪梅，郑昭时，刘 颖，谷洁冰，唐 栋，刘松岩，张 旭*

(吉林大学中日联谊医院 神经内一科，吉林 长春130033)

多发性硬化(MS)是一种中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，MS病变不仅累及脑白质，同时也可累及脑灰质(包括皮层灰质及深部灰质)，异常的铁沉积可出现于此[1,2]，但其形成机制尚无定论。本研究通过核磁SWI成像来定量研究大脑深部灰质的铁沉积，观察不同测量方法及不同部位铁含量是否存在差异，并探讨深部灰质信号改变及异常铁沉积与临床是否相关。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集2013年9月至2014年12月就诊于我科门诊及住院的MS患者共20例设为患者组，均确诊为多发性硬化复发缓解型(RRMS)，其中男性4例，女性16例，年龄在19-71岁之间；采用2010年McDonald关于多发性硬化的诊断标准。另将健康体检者或志愿者共20例设为对照组，性别年龄与患者组匹配。

1.2 方法

所有研究对象均在行核磁共振检查前30分钟，在安静环境下，由经验丰富的临床医师与其共同完成MMSE量表(总分30分)测试，评分低于27为认知功能障碍评价标准。同时于核磁共振检查前30分钟由经验丰富的临床医师评估临床扩展的功能状态量表EDSS评分。采用德国西门子公司生产的具有12通道相控阵头颅线圈的超导型Trio Tim 3.0TMR成像仪，梯度场强45mT/m。扫描序列为MRI常规扫描(T1FLAIR、T2FLAIR、T2WI序列)及SWI扫描。

SWI原始数据包括幅度图和相位图，将相位图以DI-COM格式保存并复制于电脑上，利用神经放射学信号处理(SPIN)软件在相位图像上分别选取大脑深部核团的清晰层面，如红核、黑质、壳核、苍白球、丘脑及尾状核头，勾画出每个核团的感兴趣区(ROI) 。应用SPIN软件计算ROI内的平均相位值(MPV)。ROI的选取由经验丰富的医师一次选取并多次测量以降低人为误差。

1.3 统计学处理

统计软件采用SPSS17.0。患者组与对照组的相位值差异以及患者组之间不同核团的相位值先经过单样本Kolmogorov-Smirnov检验，数据呈正态分布后采用两个独立样本t检验比较均值是否存在差异；患者组中各个核团间的相位值与MMSE及EDSS评分采用Person相关性分析进行评价；检验水准为0.05。

2 结果

2.1 患者组与对照组各个核团之间的相位值比较

MS患者组的各个深部灰质核团的相位值与对照组相比普遍降低，但只有双侧黑质(SN)的相位值降低与对照组相比存在统计学差异(P<0.05)，其他核团的相位值与对照组相比无统计学差异(P>0.05)，见表1。

表1 患者组与对照组各个核团之间的相位值比较

壳核左右苍白球左右患者组2021．12±25．002035．17±44．612024．88±21．222019．35±17．37对照组2036．55±24．362038．99±24．552032．36±18．582032．79±17．46P值0．1190．800．3580．056

尾状核左右丘脑左右患者组2045．81±22．882040．01±15．732042．37±13．452040．02±10．18对照组2050．93±17．362043．40±21．792049．56±19．842049．84±32．13P值0．5390．6660．250．217

注：*P<0.01，vs对照组的左侧黑质。#P<0.01，vs对照组的右侧黑质

2.2 深部灰质相位值与EDSS、MMSE之间的相关性分析

除右侧红核的相位值与EDSS评分呈负相关、右侧尾状核与MMSE评分呈正相关外，其他核团的相位值与EDSS、MMSE评分均无明显相关性。见表2。

表2 深部灰质核团相位值与临床的相关性

苍白球左右尾状核左右丘脑左右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：右侧红核的相位值与EDSS评分：**P<0.01,右侧尾状核与MMSE评分：*P<0.05

3 讨论

MS对大脑灰白质均有损伤，MS患者脑内铁过多可能导致相应灰质核团 T2WI信号的下降[1,3]。核磁SWI序列可以显示大脑深部灰质中的铁沉积，常见部位即为本研究选取的几个区域，如红核、黑质、壳核、苍白球、丘脑及尾状核头[4]。MS患者脑内铁在深部灰质核团过度沉积的原因尚不明确，而且目前尚不完全清楚为什么铁会在深部灰质稳定沉积，甚至出现在正常老化的个体中。铁在神经元和神经胶质中发挥的作用也不完全清楚。本研究显示患者组深部灰质核团相位值降低，与对照组相比差异显著(P<0.05)。Drayer等[5]首先发现MS患者T2WI序列在丘脑和壳核等处呈低信号，之后研究证明是由铁沉积引起的。本组中MS患者脑深部灰质核团的相位值与对照组相比普遍偏低，与部分文献报道一致[3,6]。但只有双侧黑质的相位值降低与对照组相比存在统计学差异，可能是不同测量方法所致。

在人体中，铁主要储存在顺磁性的铁蛋白及含铁血红素中，而大脑中的特定区域会优先聚集非血红素铁[4]。在脑内，引起磁敏感变化的主要因素就是非血红素铁。细胞内铁蛋白的负荷可能参与线粒体分解代谢。铁在中枢神经系统的转运被认为是通过铁蛋白来介导的[7]。铁在脑组织中聚积的可能解释是铁转运为一种单向运输。此外正常老化相关的微结构变化(例如髓鞘脱失、组织变稀薄等)可能释放出铁，并需要储存下来。有研究显示深部灰质是少突胶质细胞和神经元代谢相关铁的储存地，并随着皮层的需求而出现量的变化。因此，在生理条件下铁蛋白可能是用无毒方式保存铁的贮存蛋白。然而病理状态下当有害的铁复合物出现时，铁蛋白并不能被清除。脑铁通过轴索途径的正常传输被中断可能是铁过度沉积的一个原因[8]。MS铁沉积的原因是消耗的减少或归因于死亡神经元的释放。此外，以往的研究观察到皮层体积和铁沉积的强相关性，可能与神经元变性继发的萎缩有关[9]。

相关研究提示：MS患者脑深部灰质核团的铁异常沉积与神经功能障碍有一定的相关性，如身体残疾、认知功能障碍、情绪障碍、脑萎缩等有密切关系,如MS患者灰质核团T2低信号可能与脑萎缩有关，而脑部皮质体积减少的患者会伴有更严重的认知功能障碍[2,8]。有研究显示深部灰质(如丘脑、尾状核、壳核)的T2低信号改变和MS患者EDSS评分有明显相关性[10]。本研究显示：右侧红核的相位值与EDSS评分呈负相关、右侧尾状核与MMSE评分呈正相关，但我国有研究显示MS患者各深部灰质核团相位值与EDSS评分无明显相关性[3]。分析原因可能与不同研究患者数量、年龄、性别及受教育水平差异有关，期待未来能有大样本多中心的研究支持。Neema等早期[11]报道了MS患者的残疾程度、认知功能障碍的严重程度与深部灰质的铁沉积密切相关，并推测可以将深部灰质铁沉积的总量作为判断MS是否进展的一种指标。Tjoa等[6]研究显示MS患者的核磁T2低信号与临床残疾程度的评分具有相关性。Brass等[12]的研究也显示MS患者灰质T2低信号与认知功能障碍具有相关性。Zivadinov等[13]报道了MS患者脑内总铁含量较正常人明显增高，并与脑功能障碍、脑萎缩程度有关。Williams等[14]报道脑深部灰质核团的铁沉积与评估MS疾病活动性的很多检测指标有明显的相关性，说明铁沉积与疾病的进展有关。

本实验通过对脑深部灰质相位值变化的分析，验证MS患者存在深部灰质的铁沉积。利用SWI技术量化评估MS患者脑深部灰质核团铁含量能够提高MS的诊断率，对病灶的发现以及对病理改变的理解有较大帮助，值得临床推广应用。

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1007-4287(2017)12-2165-03

吉林省科技厅自然科学基金及国际合作项目(20160101023JC)

*通讯作者

2016-12-15)