European Radiology：白质结构-功能耦合改变与阿尔茨海默病的血浆生物标志物和认知相关

阿尔茨海默病（AD）作为一种进行性神经退行性疾病，普遍被认为是由脑实质内 β- 淀粉样蛋白（Aβ）沉积和神经原纤维缠结形成所致，会导致记忆丧失和认知能力下降。神经影像学研究表明，AD 与大脑结构和功能连接异常相关，这些异常可通过扩散成像和功能磁共振成像（fMRI）检测到。AD 患者存在白质（WM）微观结构异常，这表明白质改变可能在 AD 病因中起着关键作用。此外，近期证据显示白质中的功能活动具有生理意义，静息态 fMRI（rs-fMRI）表明白质存在内在功能组织，这些发现为 AD 中的白质功能障碍提供了新视角。

在大多数研究中，白质的结构特征是通过基于扩散张量（DT）重建的扩散束成像来测量的，而灰质（GM）中的功能连接则通过 fMRI 单独评估。最近，结构 - 功能耦合已显示出与大脑发育和特定脑疾病改变相关。由于基于扩散束成像的结构连接和基于统计的特定灰质区域功能连接在性质上存在显著差异，直接整合这些性质对理解功能相互作用背后的结构连接帮助有限。为了研究沿白质束的信息传递，提出了功能相关张量（FCT）方法，该方法可通过使用 fMRI 信号捕捉脑白质结构的功能活动，并已用于预测肥胖以及疾病的分类和诊断。考虑到 DT 提供了关于白质纤维方向的解剖学信息，而 FCT 描绘了白质中的局部功能各向异性，FCT 和 DT 技术的结合可能允许对白质连接进行功能探索。

先前的研究表明，血浆生物标志物在 AD 诊断中起着重要作用，并与脑白质连接相关。血浆中 Aβ42/40 和磷酸化 tau（p-tau）的水平是症状性和临床前 AD 的理想候选标志物。血浆胶质纤维酸性蛋白（GFAP）水平对监测疾病纵向进展敏感。最近的研究表明，AD 患者血浆中 p-tau 和神经丝轻链（NfL）的水平与白质改变相关。此外，一项研究表明，GFAP 和 NfL 等血浆生物标志物的水平与白质结构连接组的局部效率呈负相关。这些发现表明血浆生物标志物可能与脑连接相关，但白质中结构 - 功能耦合的改变与血浆生物标志物之间的关联仍不明确。

最近，发表在European Radiology 上的一篇文章探究了 AD 相关的白质结构-功能耦合变化及其与 AD 血浆生物标志物和认知表现的关联。

本回顾性研究纳入提供血样、完成脑磁共振（MR）扫描及神经心理评估的参与者。采用单分子阵列平台检测血浆 β- 淀粉样蛋白（Aβ）、磷酸化 tau181（p-tau181）、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）和神经丝轻链（NfL）水平。结合功能磁共振成像（fMRI）与扩散张量成像（DTI），通过白质环路中功能信号的时空相关性与扩散张量方向的耦合分析结构 - 功能关系，并通过关联和中介分析探索 AD 患者血浆生物标志物、结构 - 功能耦合与认知表现的关系。

与认知正常（CN）和轻度认知障碍（MCI）组相比，AD 痴呆组白质区域（如胼胝体体部和压部）的结构 - 功能耦合广泛升高。白质束结构 - 功能耦合与 p-tau181、NfL 水平显著相关，且该耦合在记忆功能与 p-tau181 或 NfL 水平的关系中起中介作用。

表 全队列中 FCT-DT 一致性与认知表现以及血浆生物标志物水平之间的关联

研究表明，AD 患者存在沿白质束的信息传递异常，脑结构-功能耦合与血浆生物标志物及认知评分相关，提示神经纤维通路的信号传递异常可能是 AD 神经病理的潜在机制。

原文出处：

Yihao Guo,Tao Liu,Huijuan Chen,et al.White matter structure-function coupling alteration is associated with plasma biomarkers and cognition in Alzheimer's disease.DOI:10.1007/s00330-025-11706-x