进行性核上性麻痹患者正压性脑积水的相关性研究

张晓宇 刘亚玲 刘爱华 焦淑洁

郑州大学第一附属医院，河南 郑州 450052

进行性核上性麻痹（progressive supranuclear palsy，PSP）是一种临床表型异质性较强的神经退行性疾病。作为帕金森叠加综合征的一种，其患病率为（5.8～6.5）/10 万例［1］。自1963 年RICHARDSON 等［2］学者第一次定义进行性核上性麻痹以来，姿势步态不稳引起的早期跌倒、核上性眼肌麻痹（垂直凝视）、假性延髓性麻痹、中轴肌张力增高、轻度认知功能障碍一直是其典型的临床特征。但由于进行性核上性麻痹与帕金森病（Parkinson’s disease，PD）在临床早期存在诸多相似，跌倒和垂直性凝视性麻痹等典型表现可能并不显著［3］。临床病理学研究显示，过度磷酸化的4重复tau蛋白（4R tau）及神经纤维缠结在皮层、基底、中脑、脑干和小脑的小胶质细胞内异常分布与PSP不同表型间存在明显相关性，可最终导致神经元死亡，数据分析显示过度磷酸化的tau蛋白累及苍白球，丘脑底部和黑质区域时病程进展更快［4-6］。同时，小胶质细胞是中枢神经系统中的一种免疫防御组成，可通过活化释放多种炎症因子，包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、一氧化氮（NO）、一氧化氮与细胞因子肿瘤坏死因子-α、白介素1β（IL-1β）等可引起神经炎症，参与帕金森叠加综合征（多系统萎缩、进行性核上性麻痹）的病情进展［7-8］。据报道进行性核上性麻痹患者可出现逐渐加重的正压性脑积水（normal pressure hydrocephalus，NPH）［9］，但目前尚缺乏临床对照及特异的影像学研究。本研究旨在探讨不同阶段进行性核上性麻痹患者脑积水程度及其与病情进展、认知功能、血清炎症指标之间的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料本研究为横断面研究，收集2017-12—2019-08 在郑州大学第一附属医院门诊及住院共93 例受试者，包括PSP 患者33 例，PD 患者33例，正常对照31例。PSP患者均符合2017年国际进行性核上性麻痹NINDS-SPSP 的诊断标准［10］，PD患者符合国际帕金森病和运动障碍协会（MDS）2017年对帕金森病的临床诊断标准［11］，所有PSP 患者及PD 患者均由2 位经验丰富的神经内科专家临床诊断，其中PSP患者病程≤2 a者被定义为早期，病程＞2 a者被定义为中晚期［12］。研究组纳入标准：（1）同意配合进行认知功能评分、抽血检测及MRI检查，并签署知情同意书；（2）1 个月内无抗感染治疗；（3）可使用普通话沟通。对照组纳入标准：无任何神经退行性疾病、脑血管疾病或感染性疾病，无运动或认知障碍，1个月内未服用或注射抗感染药物。所有受试者均自愿配合MMSE评分、MoCA评分并愿意接受3.0T磁共振平扫检查，同意留取血液样本，签署书面知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 调查方法：收集各组姓名、性别、年龄等一般资料。收集PSP 和PD 受试者病程，调查服药情况，进行适当的临床评估，并进行临床金标准评分（PSP患者接受PSPRS评分，PD患者接受帕金森综合评分量表（UPDRS Ⅰ～Ⅳ评分）。所有受试者接受简易智能状态检查量表（mini mental state examination，MMSE）、蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assess⁃ment，MoCA）评估其认知功能。

1.2.2 磁共振扫描：所有受试者接受郑州大学第一附属医院Simens 3.0T磁共振扫描系统的图像采集，并选用20-通道头颈相控阵线圈和常规序列获取头部T1加权 图 像（T1-weighted images，T1WI），T2加 权 图 像（T2-weighted images，T2WI）和弥散加权成像（diffu⁃sion-weighted imaging，DWI）图像，排除MRI 扫描检查发现颅内异常病灶者。具体扫描参数：T1WI：TR=2 000 ms，TE=10 ms，层厚度6 mm，层间距1.2 mm，T2WI：TR=5 100 ms，TE=118 ms，层厚度6 mm，层间距1.2 mm，DWI：TR=5 400 ms，TE=82 ms，层厚度6 mm，层间距1.2 mm，FOV=240 mm×240 mm，矩阵320 mm×320 mm。

1.2.3 图像处理及脑积水评估：所有MRI 图像资料均由2 位经验丰富且互不知情的影像科医生独立阅片。在T1WI或T2WI水平位图像上选择感兴趣区（双侧侧脑室额角最大宽度水平面），由2 位医师各自分辨及测量双侧侧脑室额角的最大宽度及该水平面内颅脑内径的最大宽度（图1），每位医师对磁共振图像感兴趣区测量3 次，取3 次平均值作为最终测量值，计算Evans 指数（即侧脑室双额角径与颅内径的比值）作为评估脑积水程度的客观指标，通常认为Evans指数＞0.3为脑积水的诊断标志之一［13］。

图1 脑积水Evans指数在磁共振检查中的测量与计算 a，b为PSP患者，男，71岁，病史1 a，MRI显示侧脑室双额角径为44.82 mm，颅内径为127.4 mm，Evans指数为0.351 8；c，d为PSP患者，男，79岁，病史4 a，MRI显示侧脑室双额角径为47.18 mm，颅内径为135.7 mm，Evans指数为0.347 7Figure 1 Measurement and calculation of Evans index of hydrocephalus in magnetic resonance imaging. a，b：PSP pa⁃tient，male，71 years old，with a medical history of 1 year. MRI shows that the maximal width of the frontal horns is 44.82mm，the largest internal diameter of the cranium is 127.4mm，and Evans index is 0.351 8. c，d：PSP patient，male，79 years old，with a medical history of 4 years. MRI shows that the maximal width of the frontal horns is 47.18mm，the largest internal diameter of the cranium is 135.7mm，and Evans index is 0.347 7

1.2.4 血清炎症指标检测：取得受试者同意后，所有受试者均于空腹状态下被采集血液样本，取3～4 mL血液标本于4 ℃条件下送检郑州大学第一附属医院生化室，4 ℃条件下静置30 min，并以3 500 r/min 离心5 min以分离血清，检测C反应蛋白（CRP）水平，另取3～5 mL 血液样本于4 ℃条件下送至郑州大学第一附属医院神经内科实验室，使用ELISA 试剂盒（Elabscience公司）检测稀释的血液样本中促炎细胞因子白介素-6（IL-6）水平。

1.3 统计学分析采用SPSS 21.0 和GraphPad Prism 6 统计软件分析研究数据。连续变量（满足正态分布）采用均数±标准差（±s）表示，多组间连续变量比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），对于组间比较采用LSD-t 检验，计数资料采用频数表示，运用χ2检验进行组间比较，使用线性回归分析（Pearson 相关）对PSPRS 评分、血清炎症因子、认知功能评分与Evans 指数的相关性进行评估，以P＜0.05 为存在显著差异，本研究为双侧检验，检验水平α=0.05。

2 结果

2.1 受试者临床基线、血清炎症水平及脑积水程度比较进行性核上性麻痹患者、帕金森病患者及健康对照组的人口和临床特征见表1。33 例PSP 患者中17 例为早期，16 例为中晚期，其中3 例早期PSP患者及12 例中晚期患者出现脑积水情况（Evans 指数＞0.3）。与对照组相比，进行性核上性麻痹患者认知功能（MMSE 评分、MoCA 评分）显著降低（t=6.187，P＜0.001；t=6.960，P＜0.001），血清炎症指标CRP、IL-6 均显著升高（t=2.081，P=0.042；t=5.327，P＜0.001），Evans 指数显著升高（t=5.519，P＜0.001）。帕金森病患者MMSE 评分、MoCA 评分均低于健康对照组（t=4.511，P＜0.001；t=3.477，P=0.001），血清IL-6 水平升高（t=2.054，P=0.044）。亚组分析中，中晚期PSP 患者较早期PSP 患者认知功能明显下降（MMSE：t=2.504，P=0.019；MoCA：t=2.918，P=0.006），Evans 指数显著升高（t=3.025，P=0.005）。

表1 各组受试者临床基线、血清炎症指标及Evans指数比较Table 1 Comparison of clinical baseline, serum inflammation factors and Evans index in each group

2.2 进行性核上性麻痹患者脑积水程度的相关性分析通过Pearson 相关性评估进行性核上性麻痹患者Evans指数与PSPRS评分、血清炎症指标及认知功能评分的相关性，进行性核上性麻痹患者脑积水程度（Evans指数）与病程进展（PSPRS评分）、炎症因子IL-6 水平、认知功能（MMSE、MoCA 评分）均显著相关（P＜0.05）。见表2。

表2 进行性核上性麻痹患者脑积水程度（Evans指数）与PSPRS评分、血清炎症指标及认知功能的相关性分析Table 2 Correlation analysis of hydrocephalus（Evans index）with PSPRS score, serum inflammation factors and cognitive function in patients with progressive supranuclear palsy

3 讨论

进行性核上性麻痹为帕金森叠加综合征的最常见形式，是一种以进行性加重的姿势不稳、假性延髓性麻痹、垂直核上凝视麻痹、轻度认知障碍为主要临床表现的神经退行性疾病，在病程发展中常伴有帕金森病样症状，与帕金森病难以鉴别。一项大型前瞻性研究表明，40%～62%的PSP患者会发生认知功能障碍［14］，已证实脑脊液循环损伤参与了β淀粉样蛋白的清除及神经炎症反应过程［15］，但其潜在的病理学改变尚不清楚。

正压性脑积水以其特征性的步态异常、认知功能下降、泌尿功能障碍（尿急、尿频等）被熟知，与进行性核上性麻痹的临床症状存在诸多相似［16-17］。为了探究PSP与正压性脑积水之间的联系，近年来提出了各种神经影像学技术，其中胼胝体角（callosal angle）、Evans指数、MPRI 指数（magnetic resonance parkinsonism index，MPRI）等都是较为常用的检测方式［18-20］。本研究基于Morelli团队的最新研究［21］，认为Evans指数（双侧侧脑室额角最大宽度与同一层面颅内径宽度的比值）＞0.3 可作为颅内脑积水的重要指标，对进行性核上性麻痹患者、帕金森病及健康对照者的Evans指数进行统计分析，探究正压性脑积水在进行性核上性麻痹患者中的特异性。与健康对照者相比，进行性核上性麻痹患者Evans指数显著升高，而帕金森病患者Evans 指数与健康对照者无明显差异，另外在PSP 患者亚组分析中发现，中晚期PSP 患者Evans 指数明显升高，且出现脑积水的比例升高，说明随着PSP 患者病程进展，脑积水程度逐渐加重，目前研究认为，PSP 患者在病程发展中出现病理样tau 蛋白的异常沉积，进一步导致神经胶质细胞损伤［22］。神经胶质细胞损伤可导致血管周围间隙水通道蛋白-4（AQP-4）定位发生改变，从而导致血管周围间隙类淋巴系统交换速率减慢［23］。因此认为，血管周围清除途径受损可能与正压性脑积水的形成有潜在相关性。

作为tau 蛋白病的一种，4 重复tau 蛋白会在症状前期在纹状体、苍白球、脑干区域的星形胶质细胞、少突胶质细胞等胶质细胞内形成神经纤维缠结沉积［24］。近年来，tau蛋白病与神经炎症之间的相关性一直未得到充分研究，多数认为神经炎症可能是tau蛋白病发病机制中起重要因素，一项在体研究表明，P301S 突变小鼠模型在病程进展过程中，随着磷酸化的tau 蛋白积累，小胶质细胞活化水平显著增加［25］，认为小胶质细胞活化与tau 蛋白病理改变之间存在一定联系，可能由于小胶质细胞分泌的炎症因子、细胞因子等导致tau 蛋白的分解、中和以及磷酸化tau 蛋白的增加［26-28］。尽管磷酸化tau 蛋白沉积与神经炎症之间的联系尚不明确，但其与小胶质细胞活化的相关性可为神经炎症在进行性核上性麻痹病程进展中的作用提供思路。因此，为了探究进行性核上性麻痹患者病程进展中炎症反应的参与情况以及特异性，选取能反映血浆炎症反应的C 反应蛋白（CRP）、白介素-6（IL-6）对进行性核上性麻痹患者、帕金森病患者及健康对照者进行检测分析，结果显示进行性核上性麻痹、帕金森病患者的炎症指标均出现不同程度的升高，与健康对照者相比，进行性核上性麻痹患者血清炎症指标CRP、IL-6水平均显著升高，帕金森病患者血清炎症因子IL-6显著升高，表明进行性核上性麻痹及帕金森病患者体内炎症反应显著增强，小胶质细胞活化程度升高，为神经退行性病变与机体炎症反应存在相关性观点提供了支持证据。

为进一步探究PSP 患者脑积水程度与病情进展、神经炎症及认知功能的相关性，通过Pearson 相关分析发现，进行性核上性麻痹患者脑积水程度与病程进展、炎症因子IL-6 水平、认知功能均显著相关。生理条件下蛛网膜下腔的脑脊液可穿过星形胶质细胞将β淀粉样蛋白清除［28］，但衰老或神经退行性疾病患者大脑中，脉络丛产生的脑脊液量明显减少，β淀粉样蛋白清除途径明显减慢，导致β淀粉样蛋白在动脉血管壁内沉积进而引起神经炎症反应［27，29-31］。近年来随着脑膜淋巴管系统的发现［32-34］，神经退行性疾病患者及老年大脑中淋巴清除功能减退为β淀粉样蛋白清除途径损伤及颅内炎症反应的发生提供了新的理论基础［35］。本研究证实PSP患者脑积水程度与认知功能、机体炎症反应相关，间接为脑脊液、淋巴循环参与β淀粉样蛋白清除提供证据支持，为今后神经免疫治疗进行性核上性麻痹的研究提供理论依据。

进行性核上性麻痹患者与对照组相比，在病程发展中逐渐出现正压性脑积水情况，且与血清炎症指标IL-6、认知功能障碍存在显著相关性。但由于研究条件限制，本研究尚存在病例数较少、缺乏双盲对照等诸多不足，且未对PSP、PD组受试者进行随访调查，无法对脑积水导致的病情改变进行动态评估。今后会进一步深入研究，为PSP 研究提供更多的临床证据。