伴快速眼动睡眠期行为障碍的帕金森患者认知与脑功能连接研究☆

白莹莹 张红菊 李中林 王升辉 李永丽 尤阳 秦玉龙 张杰文○☆

目前帕金森病（Parkinson disease，PD）非运动症状亚型的研究备受瞩目，其中睡眠障碍亚型表现为白日嗜睡或快速眼动睡眠期行为障碍（REM sleep behavior disorder，RBD）。Braak 分级认为脑干睡眠调控核团尤其是蓝斑下核（sublaterodorsal nucleus，SLD）是该亚型病理变化的发生部位[1]。既往研究显示PD-RBD患者PD-nRBD患者更易出现认知障碍及快速进展的运动迟缓[2-3]，但两者结构影像学常无异常发现。近年来功能磁共振技术快速发展，可通过检测脑部血流动力学变化反映局部脑活动的变化，弥补了结构影像的不足。本研究拟对PD-RBD及PD-nRBD患者的认知功能进行评估，并采用静息态功能磁共振观察左、右侧蓝斑下核与各脑区的功能连接，以期找到影响PDRBD患者认知功能障碍的功能影像学证据，为伴RBD的PD亚型的发病及临床表现等神经病理生理机制提供新的思路及影像证据。

1 对象与方法

1.1 研究对象所有病例均来自2014年至2017年河南省人民医院神经内科就诊患者。纳入标准：①PD临床诊断符合英国脑库原发性帕金森病的诊断标准[4]；②RBD临床诊断符合睡眠障碍国际分类第3版RBD诊断标准[5]；③进行多导睡眠监测进一步明确RBD诊断；④所有受试者均为右利手，母语为汉语。排除标准：①排除结构磁共振异常患者；②排除帕金森综合征、帕金森叠加综合征、特发性震颤；③排除严重心肺肝肾恶性肿瘤等全身疾病患者；④排除药物、酒精依赖者；⑤排除癫痫、焦虑、抑郁等神经精神疾病患者；⑥排除严重痴呆不能配合的患者；⑦排除其他伴有RBD的疾病；⑧PSG检查排除伴其他睡眠障碍患者。符合标准的患者被分为两个亚组：PD-nRBD组23例；PD-RBD组20例

选择21名门诊体检健康者作为NC组。纳入标准：①与疾病组年龄、性别、受教育程度相匹配；②所有受试者均为右利手，母语为汉语。排除标准：①具有明确的身心疾病病史及既往史人群；②不合作者，包括不签署知情同意是及影响资料收集和检查者；③孕妇等特殊人群；④排除结构磁共振异常患者；⑤排除PSG检查异常患者。

本研究已经获得河南省人民医院医学伦理委员会批准[批号：（2017）伦审第（05）号]。

1.2 研究方法

1.2.1 认知功能评价 对所有受试者进行规范化流程的认知功能评估。量表包含了四个认知亚区域，数字排序测验之注意力部分 （digit ordering testattention，DOT-A）和符号数字模式测验（symbol digital modalities test，SDMT），Stroop 色 词 测 验（stroop word color test，SCWT，包括 A、B、C 共三部分）评价注意力/执行功能；Rey-Osterrieth复杂图形测验临摹部分 （Rey-Osterrieth complex figure test-copy，ROCFT-copy）评价视空间能力；听觉词语学习测验 （Rey auditory verbal learning test，AVLT，瞬时回忆N1-N3,短时回忆N4,延迟回忆N5和再认N6）评价词语记忆力；Rey-Osterrieth复杂图形测验回忆部分 （rey-osterrieth complex figure test-recall，ROCFT-recall）评估非词语记忆力。

1.2.2 多导睡眠监测(polysomnography，PSG)所有受试者均进行多导睡眠监测检查。

1.2.3 MRI检查 应用美国GE Discovery MR 750扫描仪对所有受试者进行头颅磁共振结构扫描后再进行功能磁共振 （functional magnetic resonance imaging，fMRI）扫描，扫描要求受试者安静清醒闭目、不做任何思考，使用8通道颅脑线圈。常规MRI扫描序列采用3D T1快速梯度自旋回波序列。静息态扫描采用梯度回波-平面回波序列。

1.2.4 图像数据处理 ①fMRI数据预处理：使用Matlab R2014a软件上的REST 1.8软件进行数据预处理。②功能连接分析：分别选择双侧蓝斑下核作为种子点，种子点选定参考既往研究[6]，使用REST软件进行功能连接分析，得到每个受试者2个感兴趣区的全脑功能连接图。

1.3 统计学方法使用SPSS 19.0软件进行统计学分析。对数据进行Shapiro-Wilk正态性检验，正态分布计量资料用（±s）表示，非正态分布计量资料以中位数（四分位数）[M(Q25,Q75)]表示。符合正态分布计量资料的比较采用单因素方差分析（ANOVA）检验，其中组间成对比较采用LSD多重比较实现；非正态分布计量资料的比较采用Kruskal-Wallis检验进行多组数据比较及组间成对比较。计数资料以例表示，组间比较采用卡方检验。检验水准α=0.05。对脑功能连接数据使用REST软件进行每组单样本T检验，对不同组别之间进行双样本T检验，比较不同组间的差异，结果均使用GRF 校正 （Voxel-levelP＜0.01，Cluster-levelP＜0.05）,使用Depabi软件自动识别异常脑区并生成图像。

选取PD-RBD和NC组对比中功能连接异常的脑区，应用REST 1.8软件提取各区域代表功能连接强度的Z值。使用SPSS 19.0对各ROI相应的Z值与各认知量表评分进行Pearson偏相关分析（去除协变量性别、年龄、受教育程度）。检验水准 α=0.05。

2 结果

2.1 一般情况与认知量表结果PD-nRBD组、PDRBD组及NC组一般情况和认知量表结果见表1、2，三 组 在 年 龄 （F=1.565，P=0.217）、性 别 （F=0.236，P=0.889）及受教育程度方面 （KW=0.131，P=0.877）差异无统计学意义。进行三组间认知量表比较发现三组量表评分具有统计学差异性（P＜0.05）。进而进行组间比较，发现PD-RBD组DOT-A（χ2=16.274，P=0.004)、 SDMT（t=4.498，P＜0.001）、SWT StroopB （χ2=18.307,P=0.001）、SWT StroopC（χ2=13.913，P=0.013）、AVLT N1-6（χ2N1=25.517，PN1＜0.001；χ2N2=23.424，PN2＜0.001；χ2N3=20.574，PN3＜0.001；χ2N4=20.563，PN4＜0.001；χ2N5=16.617，PN5=0.003；χ2N6=16.294，PN6=0.004） 评分低于NC组且有统计学差异；PD-nRBD组评分DOT-A （χ2=13.910，P=0.011）、SDMT（t=3.950，P＜0.001)）、SWT StroopB （χ2=14.619，P=0.007）、SWT StroopC（χ2=14.024，P=0.011）、AVLT N1-6 （χ2N1=21.667，PN1＜0.001；χ2N2=20.298，PN2＜0.001；χ2N3=14.297，PN3＜0.001；χ2N4=16.352，PN4=0.003；χ2N5=14.008，PN5=0.011；χ2N6=17.028，PN6=0.002）评分低于NC组且有统计学差异。而PD-RBD组与PD-nRBD组两组间量表评分相比无统计学差异（P＞0.05）。

2.2 rfMRI结果与正常对照组比较，PD-RBD组左、右侧蓝斑下核与双侧楔前叶、双侧小脑功能连接均减弱；PD-nRBD组右侧蓝斑下核与双侧小脑连接增强。结果均经GRF校正 （Voxel-levelP＜0.01，Cluster-levelP＜0.05；表 3，图 1）。

表1一般情况

表2 认知量表评分[M(Q25,Q75)]

表3左、右蓝斑下核的异常功能连接脑区

2.3 功能连接与认知量表相关性偏相关分析后发现PD-RBD组左侧SLD与左侧楔前叶功能连接强度与ROCFT临摹呈正相关（r=0.507，P=0.038）；右侧SLD与右侧楔前叶的功能连接强度与SCWT C 呈正相关（r=0.501，P=0.041），与 ROCFT 临摹呈显著正相关（r=0.628，P=0.007）。 而 PD-RBD 组其他功能连接异常区域及PD-nRBD组功能连接异常脑区与认知量表的相关性没有统计学差异（P＞0.05）。

3 讨论

病理研究认为帕金森病的病理开始在脑干，破坏导致REM睡眠弛缓的环路而导致RBD症状，然后通过细胞与细胞之间的传递模式最终导致前脑控制正常的认知和运动环路退化，从而导致经典的帕金森病相关的认知和运动的症状[7]。而SLD作为REM睡眠脑干调控的核心启动快速眼动期睡眠，其病变在RBD的发生中起到了非常重要的作用[8]。我们的研究着重与评估PD-RBD患者的认知功能损害情况，并选择蓝斑下核SLD作为切入点，研究PD-RBD患者SLD与全脑功能的连接变化，以期可以对PD-RBD的病理生理过程有更进一步的探讨，并解释所出现的临床症状。

图1PD-RBD组和PD-nRBD组功能连接异常脑区静息态功能磁共振图像。A：PD-RBD组左侧蓝斑下核与左侧楔前叶功能连接减弱（蓝色）；B:PD-RBD组左侧蓝斑下核与右侧楔前叶功能连接减弱 （蓝色）；C：PD-RBD组左侧蓝斑下核与双侧小脑功能连接减弱 （蓝色）；D:PD-RBD组右侧蓝斑下核与左侧楔前叶功能连接减弱 （蓝色）；E：PD-RBD组右侧蓝斑下核与右侧楔前叶功能连接减弱 （蓝色）；F：PDRBD组右侧蓝斑下核与双侧小脑功能连接减弱（蓝色）；G：PD-nRBD组右侧蓝斑下核与双侧小脑功能连接增强（黄红色）

本研究结果显示，PD-RBD组和PD-nRBD组反映注意力/执行力的量表 DOT-A、SDMT、SCWTB、SCWTC和反映记忆力的AVLT1-6均较NC组更差且有统计学差异，提示PD-RBD和PD-nRBD组患者的执行力、注意力、记忆力均存在损害，既往meta分析发现，与正常对照及不伴RBD的PD患者相比，PD-RBD患者记忆力、执行力及视空间能力更差[9]；我们的研究发现PD-RBD患者与执行力损害，同既往研究相符；但本研究中患者的视空间能力相对保留但已出现下降趋势，且未发现PD-RBD和PD-nRBD组患者认知损害存在差异，推测原因可能与本研究选择患者病程时间尚短(平均3年)有关；因此进一步的随访研究是非常有必要的。

本研究中发现PD-RBD患者左、右侧蓝斑下核与双侧楔前叶功能连接均减弱，而这一变化在PD-nRBD组患者中并未出现，且左侧SLD与左侧楔前叶功能连接强度与ROCFT临摹，右侧SLD与右侧楔前叶的功能连接强度与SCWT C、ROCFT临摹均呈正相关，此结果说明PD-RBD患者SLD与同侧楔前叶功能连接下降可参与PD-RBD患者注意力和视空间能力损伤。楔前叶作为默认网络的重要节点，与各种强协调试验如视空间成像，记忆再认，注意力、程序记忆和睡眠有关[10-11]。既往研究发现楔前叶的低代谢、皮质萎缩和异常功能连接可引起记忆力、注意力和视空间能力的下降[12]，这与我们的研究结果相一致。PD-RBD患者左楔前叶的灰质减少[13]，且RBD患者在REM睡眠中楔前叶活动度下降[14-15]，提示PD-RBD患者的楔前叶存在结构和功能的改变，间接支持本研究结果。我们的研究还发现在PD-RBD患者临床表现出明显视空间能力下降之前，即出现SLD与楔前叶的功能连接下降，提示静息态功能磁共振成像可以在认知障碍尚不明显时即可表现出明显的反应性变化，这一功能连接的变化也为此后出现更明显认知障碍提供了影像解剖证据。

本研究还发现PD-RBD和PD-nRBD组SLD与小脑的异常连接，但与认知功能障碍未发现存在相关性，在我们的另一项研究中发现其与PDRBD患者的运动障碍相关。

综上所述，本研究发现PD-RBD患者存在记忆力、注意力、执行力等多项认知功能障碍，且在临床上表现出更严重的认知障碍如视空间能力障碍等症状之前，其脑内神经功能已出现异常，表现为SLD与同侧楔前叶的功能连接减弱，提示未来将发展为更明显的认知障碍。我们的研究尚存在不足之处，样本量较小，患者病程时间尚短，未同步进行受累脑区体积测定，在后续研究中需进一步扩大样本量、随访研究和更完善的试验设计动态观察PD-RBD患者认知障碍发展及这些异常功能连接的变化来对我们的结论加以验证。