Front Aging Neurosci新视角——从脑白质角度追踪阿尔茨海默病发展

证据表明阿尔茨海默病（AD）患者的脑病理改变早于临床症状的出现达10-20年，因此尽早发现AD病理变化对于在最早的时间点进行干预至关重要，目前，许多研究应用基于多种技术的生物标记物，包括磁共振成像（MRI），来识别症状前的改变。迄今为止，大部分关于AD的MRI研究都集中在灰质结构的神经退行性变，如广泛的脑萎缩、脑室增大和海马体积减少等。然而，脑白质在疾病过程的早期也受到明显影响，目前关于白质与AD认知功能的研究相对较少。

弥散张量成像（DTI）是一种基于MRI技术的检测早期白质微结构变化的方法，其原理是基于水在大脑中的扩散。常用的DTI指标包括各向异性分数（FA）以及平均弥散率（MD）。近期报道的DTI指标还包括沿纵轴的水弥散率——轴向弥散率（AxD）、沿垂直轴的水弥散率——径向弥散率（RD）。FA和MD共同提供有关弥散障碍变化的信息；而AxD升高与轴突变性相关，RD升高与脱髓鞘相关。

本研究纳入了49位AD患者和48位相匹配的健康老年人，检查了全脑各向异性分数（FA），平均弥散率（MD），轴向弥散率（AxD），径向弥散率（RD）以及记忆和执行功能的综合评分之间的关系。

结果正如预期，相对于健康的老年人，AD患者的记忆力和执行功能测试得分较低，并且在大部分脑区（包括海马区域）白质完整性受损（FA低，MD，AxD和RD低）。表明AD患者具有明显的白质破坏和较低的记忆得分。

图1.与健康老年人相比，AD患者的白质骨骼（绿色）表现出低FA（红色），高MD（蓝色），高AxD（黄色）和高RD（橙色）的模式（p < 0.05，已进行多重比较校正）。

将AD组和健康的成年人组合并后发现，DTI指标（FA / MD / AxD / RD）与大脑广泛区域（包括内侧颞叶区域）的复合记忆评分（ADNI-MEM）之间存在显着相关性。但是，当分别分析AD或健康的成年人组时，并未发现DTI指标与记忆测试综合评分（ADNI-MEM）之间存在显着的关系，这可能是由于组间得分分布所产生的倾斜导致的。

图2. AD和健康老年人的组合组中，低ADNI-MEM记忆得分与低FA（红色），高MD（蓝色），高AxD（黄色）和高RD（橙色）相关的区域（p <0.05）。

本研究还发现合并组中DTI指标（FA / MD / AxD / RD）与执行功能在广泛区域（包括额叶）之间存在重要关系。同样，当分别检查各组时，两组的DTI指标（FA / MD / AxD / RD）与记忆表现之间未见显着关系。此外，胼胝体中RD与执行功能评分之间存在负相关关系。

图3.在AD和健康的老年人组中，ADNI-EF执行功能评分低与FA（红色），MD（蓝色），AxD（黄色）和RD（橙色）高相关的区域（p <0.05）。

本研究表明，AD患者脑白质的微结构、记忆和执行功能受到破坏。然而AD中白质破坏的程度与认知功能水平（记忆和执行功能）之间可能没有线性关系。鉴于迄今为止研究结果的多样性，未来的研究应继续探索DTI指标与认知功能之间的关系，以明确DTI在评估AD临床进展及治疗作用的潜力。