学术报告：关于Moyamoya病中胶淋巴系统功能改变及其与脑结构和认知功能的关系研究

研究作者与机构

该研究的主要作者为Huan Zhu、Chenyu Zhu、Tong Liu、Peijiong Wang、Wenjie Li等，隶属于北京神经外科研究所和首都医科大学北京天坛医院神经外科、中国国家神经疾病临床研究中心、北京脑疾病研究所卒中中心等多个机构。该研究发表于Translational Stroke Research期刊，DOI为10.1007/s12975-024-01296-z。文章接收日期为2024年6月23日，修订日期为8月9日，最终接受日期为2024年9月2日。

研究背景

科学领域与研究动机：
这项研究聚焦于神经科学、脑血管病学和认知功能领域，特别是关于胶淋巴系统（glymphatic system）的功能及其在Moyamoya病（Moyamoya disease, MMD）中的表现。Moyamoya病是一种慢性进行性的脑血管疾病，其特征是大脑主要颅内动脉的狭窄或闭塞，血管造影显示为“烟霞”状的异常侧枝血管。该病可导致缺血性或出血性卒中，并伴随显著的认知功能损伤，如执行功能、记忆力及注意力的缺陷。

研究背景知识：
胶淋巴系统是大脑代谢废物清除的核心机制，与脑健康和认知功能息息相关。其功能障碍被认为会导致代谢废物积累，并引发神经损伤和认知衰退。已有研究显示，Moyamoya病中脑白质和灰质的结构性损伤是认知功能下降的重要因素，而白质受损可能尤为关键。然而，胶淋巴功能在Moyamoya病中的具体角色，以及其如何与大脑结构损伤和认知功能障碍相关联，尚未被深入阐明。

研究目的：
本研究旨在通过分析Moyamoya病患者的胶淋巴系统功能改变，探索其与大脑结构损伤的关系及对认知功能的影响，并借助新型影像学参数如DTI-ALPS（基于扩散张量影像分析的沿血管周围空间指数）和GBOLD-CSF（脑皮层灰质BOLD信号与脑脊液流动的全脑耦合）的结合，为这一病理机制提供新的见解。

研究流程与方法

研究分为以下主要步骤，每步操作详细如下：

1. 参与者选择与分组：

   • 总体纳入了54名参与者，其中包括33名Moyamoya病患者和21名年龄、性别及教育水平匹配的健康对照组（HC）。
   • 入选标准包括明确的Moyamoya病诊断、无严重脑实质病损及MRI禁忌症等。健康对照组确保无相关神经/认知障碍及药物影响历史。

2. 临床与认知评估：

   • 收集患者的基本信息和病史，评估动脉血管受累情况（MRA分级）及脑血流灌注状态（CTP灌注分级）。
   • 使用Montreal认知评估（MoCA）与Hopkins言语学习测试（HVLT）评估参与者的认知功能，重点记录即时回忆分数与延迟回忆分数。

3. 影像学数据采集与处理：

   • MRI数据获取：包括3D T1加权、扩散张量成像（DTI）及流体衰减反转恢复（FLAIR），采用高分辨率3.0T MR系统完成。
   • CTP成像：通过动态增强扫描提取局部脑血流量（rCBF）、平均通过时间（MTT）等灌注指标。定义脑缺血前的状态并分级。
   • 数据处理使用专用软件（如FSL、SPM12）完成，计算脑灰质、白质及脑脊液（CSF）体积，基于标准空间生成伪影修正后的扩散参数图。

4. 新型参数量化与计算：

   • DTI-ALPS指数：通过提取沿血管周围区域的张量扩散计算比值，用以间接反映胶淋巴系统的通畅性。
   • PSMD（骨架化平均扩散峰宽）：通过FA图骨架投影，结合直方图分析计算白质微结构完整性指标。
   • GBOLD-CSF耦合：通过提取整体灰质血氧水平依赖信号（GBOLD）与CSF信号的动态耦合关系，分析其在不同时间延迟下的相关性，特别捕捉神经活动驱动下的CSF流动变化。

5. 统计分析：

   • 使用SPSS软件进行组间比较、偏相关分析及中介效应分析，控制年龄、性别及教育水平等混杂因素。

主要结果

1. 临床特征与认知测试：

   • 与健康对照组相比，MMD患者的MoCA评分显著降低（p<0.001），HVLT即时回忆和延迟回忆分数也显著减少（分别p<0.001和p=0.008）。
   • 灌注分级显示大多数患者处于III级（60.61%）或IV级。

2. 胶淋巴功能参数的主观对比：

   • MMD患者的DTI-ALPS指数低于健康对照组（p<0.001），表明胶淋巴功能受损。
   • GBOLD-CSF耦合指数较高（p=0.002），指示CSF驱动功能异常。

3. 脑结构指标：

   • MMD患者的CSF体积较对照组显著增加（p=0.009），PSMD显著上升（p=0.006）。
   • WML（白质高信号病灶）在患者中的数量和总体积显著高于健康人群，并且主要聚集于脑室周围区域。

4. 相关性与中介模型：

   • DTI-ALPS指数与白质体积、MoCA得分呈正相关；与PSMD及脑室周围WML数量呈负相关（p<0.05）。
   • 局部中介分析显示，脑室周围WML的数量显著中介胶淋巴系统功能障碍与认知损伤之间的关系。

研究结论与意义

本研究首次系统说明了Moyamoya病患者中的胶淋巴功能显著受损，其主要表现为DTI-ALPS指数的下降以及GBOLD-CSF耦合参数的变化。这些变化与脑血流灌注不良高度相关，并与白质结构性损伤及认知功能障碍呈显著关联。特别地，脑室周围WML在胶淋巴功能与认知损伤之间具有关键的中介作用，从而揭示了此类损伤的重要病理学意义。

研究的科学意义在于揭示了胶淋巴功能机制在脑血管疾病中可能的作用路径，而应用价值则体现在可以通过影像学标志物（如ALPS和PSMD）提供新的疾病评估方法，并为干预策略制定提供依据。

研究亮点

1. 创新性影像学参数： 首次将DTI-ALPS与GBOLD-CSF耦合结合用于系统研究Moyamoya病中的胶淋巴功能。
2. 重要发现： 阐明了胶淋巴功能障碍与脑结构和认知功能下降之间的直接关联，其中脑室周围WML的中介性作用至关重要。
3. 跨领域价值： 强化了病理性胶淋巴系统受损对认知功能的解释能力，并间接支持其在其他脑血管与神经退行性疾病中的潜在作用。

局限性与展望

尽管本研究通过多维度的数据分析揭示了许多新机制，但由于其为横断面研究，因果关系尚未明确。未来研究应整合更大样本量的纵向观测与更精确的灌注评估方法。同时，还需引入显微水平的实验验证以支持影像学发现的生物学机制解释。