《Brain》：揭示中国遗传性脑小血管病血脑屏障水交换率变化特征

近日，首都医科大学附属北京朝阳医院放射介入影像中心杨旗教授团队在神经科学领域权威杂志《Brain》在线发表题为“Decreased water exchange rate across blood-brain barrier in hereditary cerebral small vessel disease”的研究论文。该研究基于含有扩散准备模块的伪连续动脉自旋标记技术（Diffusion-prepared pseudo-continuous arterial spin labeling, DP-pCASL），首次评估了遗传性脑小血管病患者血脑屏障水交换率的变化特征，提示血脑屏障功能损伤可能是CADASIL和HTRA1-杂合突变脑小血管病共同的病理改变，其可能独立于老化因素，在脑小血管病的疾病进程中发挥重要作用。首都医科大学附属北京朝阳医院放射介入影像中心博士生李莹莹、复旦大学华山医院神经内科博士生应云清和首都医科大学宣武医院神经内科博士生姚廷彦为共同第一作者，杨旗教授与复旦大学华山医院神经内科程忻教授、宣武医院神经内科王朝东教授为共同通讯作者。

脑小血管病（cerebral small vessel disease, CSVD）是引起脑卒中和痴呆最重要原因之一，随着全球人口老龄化进程，CSVD负担日益增多。然而，CSVD病理生理机制尚不明确，目前尚无有效的早期诊断及疗效监测手段，这给其防治带来了巨大挑战。CADASIL和HTRA1-杂合突变型脑小血管病是两种不同类型的常染色体显性遗传性脑小血管病，由于其没有老年人常有的血管和神经退行性病变的混杂效应，是研究脑小血管病病理生理机制的理想模型。血脑屏障损伤被认为是CSVD可能的核心发病机制，然而现阶段基于动态增强磁共振技术（DCE-MRI）评估CADASIL患者血脑屏障损伤的研究结论存在争议。

DP-pCASL是一种无创的可通过评估血脑屏障水交换率反映血脑屏障结构及功能改变的新型影像学技术。不同于DCE-MRI，以水分子为内源性对比剂的DP-pCASL技术不仅可以更敏感的评估血脑屏障通透性的改变，也可以反映与转运系统相关的血脑屏障功能的改变。基于此，杨旗教授团队以两种不同类型的遗传性脑小血管病为模型，应用DP-pCASL技术探索血脑屏障损伤在脑小血管病发生发展中的作用机制。

结果显示，与健康人相比，在两种类型的遗传性脑小血管病患者中，无论是全脑还是额叶、颞叶、基底节等与血管性认知障碍相关的脑区均出现了血脑屏障水交换率的减低（图1）。进一步分析表明，无论是CADASIL还是HTRA1-杂合突变型脑小血管病患者，血脑屏障水交换率的减低与两种疾病的疾病负担的加重、患者认知水平的下降均具有相关性（图2）。

图1.与健康人比较，CADASIL及HTRA1-杂合突变型脑小血管病患者的血脑屏障水交换率均减低

图2.血脑屏障水交换率与CADASIL及HTRA1-杂合突变型脑小血管病患者的疾病负担、患者认知水平显著相关

上述结果提示，血脑屏障功能损伤可能是CADASIL和HTRA1-杂合突变脑小血管病共同的病理改变，其可能独立于老化因素，在脑小血管病的疾病进程中发挥重要作用，从而为该类疾病的防治提供了重要依据。

该研究得到国家自然科学基金-中美合作交流项目和国家杰出青年基金项目资助。主要成像序列和图像后处理由美国南加州大学神经科和放射科王炯炯教授和邵星峰助理教授协助完成。