这篇文档属于类型a,即原始研究报告。以下为总结报告:
本文主要作者包括Na Wang、Jing Li、Xinyue Zhang、Yian Gao、Chaofan Sui、Nan Zhang、Yena Che、Changhu Liang、Lingfei Guo和Meng Li,研究机构涉及中国山东第一医科大学附属山东省立医院、清华大学北京清华长庚医院、德国耶拿大学医院等多所单位。该研究发表于期刊《Neuroscience》的2024年第562期,文章标题为《Hippocampal fimbria atrophy and its mediating effect between cerebral small vessel disease and cognitive impairment》。文章在线发布日期为2024年10月24日。
科学背景及研究动因
脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)被认为是老年人痴呆的主要血管性致病原因,对低收入和中等收入国家尤为严重。然而,由于疾病早期往往缺乏明显的临床认知下降症状,容易被忽视。因此,寻找CSVD患者在认知功能下降早期阶段的诊断生物标志物具有重要意义。
海马(hippocampus)是负责记忆和学习功能的重要脑区,与CSVD相关的神经退行性改变常导致海马体积萎缩。而现有研究大多将海马作为单一结构进行分析,而忽略了其亚区域(subregions)的解剖和功能分化。借助高分辨率磁共振成像(MRI)和高级表面映射技术(如Freesurfer软件),研究者能够更精确地探测海马亚区域的结构变化及其与CSVD诱发认知损害的关系。
研究目标
本研究旨在探讨CSVD患者中海马亚区域容量减少与认知损害之间的关系,特别关注连接海马和边缘系统其他部分的纤维束区(fimbria)。研究还进一步分析了CSVD病程和负担对海马亚区域的危害因素及其与认知功能下降之间的媒介作用。研究假设为:CSVD患者的海马亚区域体积减少,并与CSVD相关的认知功能损害相关联。
研究流程及样本设计
研究采用单中心设计,并通过山东第一医科大学附属山东省立医院伦理委员会批准,共招募了315名社区参与者(招募时间为2018年12月至2022年1月)。依据脑小血管病的MRI影像标志物评分标准,研究将参与者分为两组:
- CSVD组:总分为1至4,包含146人。
- 对照组(CSVD-0组):总分为0,包含169人。
MRI影像数据通过3.0T超导磁共振仪采集,其中包括三维T1加权(T1W)结构图像及其他系列影像,以用于鉴别脑部异常结构。此外,所有参与者均参加了北京版的蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)及Stroop色词测试(SCWT),以评估其认知功能。
数据处理与技术
MRI数据的海马亚区域分割采用Freesurfer软件分析,分割出的海马具体亚区域包括:CA区(例如CA1、CA3、CA4)、颗粒细胞区、分子层区、伞状区(fimbria)等。研究者在后续分析中结合了多元线性回归和中介分析(mediation analysis)方法,探讨各海马亚区域体积变化的危险因素及其对认知损害的影响路径。
临床特征比较
与对照组相比,CSVD组表现出显著较低的认知评分(MoCA & SCWT)以及较突出的MRI影像特征(例如深层白质高信号、大脑萎缩、脑微出血等)。参与者的教育年限、年龄、以及高血压和高脂血症病史在分组中均呈显著差异。
海马亚区域体积比较
相比对照组,CSVD患者的整体海马体积及多个具体亚区域(例如CA4 body、纤维束区、齿状回分子层体部等)体积明显减少。其中,纤维束区(fimbria)的体积变化在多元线性回归分析中被发现与CSVD负担密切相关(相关系数b = –4.355,t = –2.006,p = 0.046),且在CSVD诱发的认知损害中充当显著的部分中介变量。
中介分析结果
中介分析结果表明,纤维束区的体积作为重要媒介变量,部分解释了CSVD负担与认知评分(包括MoCA及SCWT)之间的负相关关系。数据显示:CSVD总评分越高,纤维束区体积越小;而纤维束区体积越小,则患者的认知得分表现越差。同时,纤维束区的部分中介效应显著(95%置信区间不包含0),支持纤维束区在脑小血管病致认知功能减退中的潜在关键作用。
本研究首次确认了海马亚区域体积变化尤其是纤维束区体积减小在CSVD致认知功能下降中的重要作用。同时,研究数据显示纤维束区体积能够作为早期预测CSVD相关认知障碍的潜在MRI生物标志物,具有重要的临床诊断和研究价值。此外,研究为脑小血管病中神经退行性病理机制的解析提供了新的分子线索,也为进一步干预CSVD相关认知损害提供了理论依据。
作者提出几点局限:
1. 当前研究为横断面设计,无法直接推论病理周期中的因果关系,未来需开展纵向研究验证发现的可靠性。
2. 海马细分方法尽管精准,但对时间敏感,应结合动态数据补充分析。
3. 因受限于样本数量,需扩大样本量同时进一步纳入其他人群。
未来,研究计划结合不同模态的MRI影像(功能和结构)联合评估,以更全面解析CSVD对大脑全局及海马特定区域的影响。