MRS观察原发性夜间遗尿症患儿丘脑GABA代谢异常

游 弋，黄明珠，张 旭，侯 阳，于 兵

(中国医科大学附属盛京医院放射科，辽宁 沈阳 110004)

原发性夜间遗尿症(primary nocturnal enuresis, PNE)在5岁以上儿童中发病率高达15%[1-2]，严重影响儿童身心发育，给患儿及其家庭带来严重的负担[3]。诱发PNE的病因可能有多种，包括遗传因素、肾脏产生尿液昼夜节律异常、精神心理因素、膀胱功能紊乱以及中枢神经系统发育异常等。研究[4]表明遗传因素在PNE的发病中起着重要作用。近年来，神经影像学研究[5]提示PNE患儿丘脑的结构、功能及功能连接均与正常儿童存在差异，但目前鲜见关于丘脑神经递质的相关研究。本研究采用MEGA-PRESS(Mescher-Garwood-point resolved spectroscopy)序列MRS技术，观察PNE患儿丘脑γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid， GABA)浓度的变化。

表2 PNE组与对照组一般资料及丘脑GABA浓度、AS评分比较(n=35)

图1 MEGA-PRESS MRS扫描 A.扫描范围定位示意图； B.丘脑MRS谱线 (Glx：谷氨酸复合物；data：原始谱线；model：拟合曲线模型；residual：拟合后残差；Weighted：考虑对MRS扫描范围内组织成分加权计算后的结果)

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年6月—12月于我院就诊的35例PNE患儿(PNE组)，男24例，女11例，年龄9～13岁，平均(11.2±1.4)岁；PNE患儿均符合国际儿童排尿节制学会(International Children's Continence Society， ICCS)诊断标准：每周夜尿≥3次，持续6个月以上，日间可以控制排尿，而入睡后不能自主控制排尿，排除泌尿系统器质性疾病[6]。收集同期年龄、性别、受教育程度与PNE患儿相匹配的35名正常儿童作为对照组，男22名，女13名，年龄9～13岁，平均(10.8±1.6)岁。

所有受试者均接受MR扫描，且图像质量符合后处理要求。受试者智商(intelligence quotient， IQ)>85；排除有睡眠呼吸异常病史、神经/精神疾病病史以及服用典型或非典型精神活性药物史的受试者。本研究经我院医学伦理委员会批准(批准号2013PS24K)，所有受检儿童的家属或法定监护人均被告知研究内容并签署知情同意书。

为评估唤醒难度，所有受试者家属或法定监护人均填写唤醒难度(arousal from sleep， AS)评分问卷，评价何种程度的刺激可以唤醒儿童，AS评分由易到难为1～8分，见表1。

1.2 仪器与方法 采用Philips Ingenia 3.0T超导型MR扫描系统，32通道SENSE头线圈，配有霍普金斯大学Richard Edden教授团队开发的MEGA-PRESS MRS系统。首先以高分辨3D TFE T1W序列进行全脑结构像扫描，TR 9.6 ms，TE 4.6 ms，FOV 230 mm×230 mm，矩阵256×256，层厚1 mm，共扫描128层。随后以双侧丘脑为ROI，进行MEGA-PRESS MRS扫描，扫描区域为长方体，大小30 mm×40 mm×24 mm，TR 2 000 ms，TE 68 ms，动态扫描次数320次，带宽2 000 Hz，总扫描时间10 min 56 s。

采用Gannet 3.0软件包(https://github.com/richardedden/Gannet3.0/)对MRS原始数据进行后处理，获得MRS谱线；计算校正脑实质体积(去除脑脊液及白质成分影响)后的丘脑GABA浓度，见图1。

表1 AS评分标准

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。先以Kolmogorov-Smirnov方法对连续变量进行正态性检验，符合正态分布的变量以±s表示，不符合正态分布的变量以中位数(上下四分位数)表示，并分别采用两独立样本t检验或Mann-WhitneyU检验比较2组间差异。以χ2检验比较2组间性别差异。以Spearman相关分析评价PNE患儿丘脑GABA浓度与AS评分的相关性。P<0.05为差异有关统计学意义。

2 结果

PNE组与对照组间年龄、IQ、性别差异均无统计学意义(P均>0.05)，PNE组患儿丘脑GABA浓度及AS评分均高于对照组儿童(P均<0.05)，见表2。PNE组患儿丘脑GABA浓度与AS评分呈正相关 (r=0.886，P=0.001)，见图2。

图2 PNE组患儿丘脑GABA浓度与AS评分相关性散点图

3 讨论

近年来，神经影像学MR研究发现PNE患儿的诸多脑区存在结构及功能异常，且丘脑的微结构及功能与PNE的发病可能具有重要联系。Lei等[7-8]采用DTI技术研究发现PNE患儿丘脑存在各向同性异常。本课题组前期研究[9]结果显示，PNE患儿额叶—丘脑—小脑神经环路的功能连接显著减弱。一项针对多巴胺受体D4(dopamine D4 receptor， DRD4)基因-616位点单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms， SNP)的影像学研究[6]发现，DRD4基因启动子区-616位点SNP对PNE患儿丘脑的灰质厚度、静息态丘脑—后扣带回功能连接以及AS评分均有显著影响。

随着MRI技术的进步，特别是多层快速MR成像技术的推广，MEGA-PRESS波谱扫描技术的应用日趋广泛[10]。MEGA-PRESS将MEGA技术整合到PRESS序列中，因而同时具有二者的优点，近年来已被广泛用于测量脑GABA的含量。采用基于J差分谱编辑技术的MEGA-PRESS MRS，可以将选择谱与非选择重聚谱相减，从而得到目标代谢物GABA的谱线，解决了GABA与其他脑内高浓度代谢物共振谱峰相重叠的技术难题，其定量测量脑实质GABA浓度的精确性已经被多中心研究[11]所证实。

GABA是中枢神经系统的一种重要神经递质，可以抑制神经元兴奋性活动。本研究发现PNE患儿丘脑GABA浓度异常升高。抑制性神经递质GABA浓度异常升高可能主要影响丘脑内部网状核GABA能神经元的功能[12-13]，导致膀胱和尿道外括约肌感受器的传入冲动无法通过丘脑的腹侧核交接后再传至大脑皮质中枢。此外，丘脑GABA浓度异常升高可能也影响觉醒信号通过丘脑向皮层的投射[14-15]。以上效应的协同作用导致PNE患儿难以因为膀胱充盈信号从睡眠中醒来，从而导致夜间遗尿。

本研究存在一定的局限性：①样本量有限；②MRS数据在患儿静息状态下采集，对于静息状态下发现的GABA浓度异常是否在睡眠状态下依然存在这一问题，还需应用同步EEG-PET或EEG-MRI采集技术进行睡眠状态下的影像学研究；③由于MEGA-PRESS序列的信噪比较低，扫描范围需同时覆盖双侧丘脑的较大范围，因而无法对丘脑不同微结构的GABA浓度进行细致分析；④MEGA-PRESS MRS的扫描时间较长，部分患儿无法耐受，入组受试者存在选择性偏倚，也可能在一定程度上影响试验结果。

综上所述，采用MEGA-PRESS序列的MRS技术观察PNE患儿神经递质浓度的改变，可从代谢的层面深入研究PNE发生、发展的机制，对探索PNE的发生机制有重要意义，也为PNE的个体化精准治疗提供了新的思路。