目前研究认为,静脉性炎症可能是多发性硬化(MS)的主要病因,静脉性供血不足伴随着MS的发生和发展过程。同时,MS脑铁过度沉积与血管性炎症具有关联性。但是,目前的研究尚未能解释MS铁异常沉积与静脉性炎症的因果关系,而且,尚缺乏简便的、高特异性的评估MS病情演变的生物学标志物。通过课题组的前期工作发现,动态增强MR静脉成像(DCE-MRV)、磁敏感加权成像(SWI)和高分辨灌注成像(HR-PWI)分别为敏感地检测脑内静脉结构、准确地量化非血红素铁浓度和微循环血流变化提供了可能。本研究拟联合多种MR技术,包括DCE-MRV、SWI和HR-PWI,从静脉结构、脑铁浓度以及血流动力学量化方面,对实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)大鼠和MS患者脑内结构进行多时间点的动态研究,探讨MS脑内铁沉积与静脉性炎症的关联性,深入分析铁沉积随病情变化规律,以期为MS诊断和病情监测寻找一种高特异性生物学指标。
multiple sclerosis;iron deposits;cerebral oxygen metabolism;susceptibility weighted imaging;diffusion kurtosis imaging
MS斑块时间性与空间性的变化已经成为疾病确诊的重要指标。MS斑块形成与演变可能存在静脉性炎症、静脉性供血不足、铁过度沉积等因素。但是,已有的研究尚未能解释MS患者脑内诸多改变的彼此关系,而且,寻找更简便、高效的评估MS病情演变的生物学标志物也是研究的热点之一。本课题主要研究内容及结果包括1. 正常志愿者脑铁、脑氧代谢、颈静脉形态与血流动力学研究。研究发现,健康志愿者颈静脉形态及血流动力学存在侧别差异(右侧优势型明显),与年龄有弱相关性。本课题组在国内首次提出通过测量静脉相位值差(Δφ值)来间接反映血氧饱和度,颅内静脉Δφ值存在部位差异(P<0.05),但无年龄依赖性,无性别、侧别差异(P>0.05);部分脑深部静脉Δφ值与灰质核团相位值呈正相关(P<0.05)。课题组利用QSM重新处理、测量近200例健康志愿者脑铁含量,发现各核团的磁敏感值与年龄的相关程度明显高于phase值的,而且脑铁含量与磁敏感值具有确定关系。2. MS患者脑铁、脑氧代谢、颈静脉形态与血流动力学研究。研究发现,MS患者的颈静脉狭窄或缺如比例较正常人显著增高(P<0.01);MS组颈静脉血流动力学参数显著异于对照组(P<0.05),但与脑内病灶负荷、EDSS不具有相关性。同时,MS患者脑深部静脉形态评分显著低于正常对照组的(P=0.000);MS患者BV、SMCV、ICV、STV的Δφ值均显著高于对照组(P值均<0.05);MS患者PMV、OMV的Δφ值与EDSS呈正相关(r值分别为0.638、0.642,P值均<0.01)。??部分随访结果显示12例MS患者复查时BV、ICV、STV的Δφ值均较首次检查时增大(P值均<0.05)。另外,通过对MS患者的DKI研究又发现,与健康对照组相比,MS患者脑内结构的FA、MK、KA、KR、MD、DA及DR值存在不同程度差异(P值均<0.05)。3. EAE动物实验。通过采用MOG35-55诱导雌性Lewis大鼠建立慢性EAE模型,但现有的3.0T MRI难以显示大鼠脑内细小静脉和核团。综上,本课题认为MS患者存在颈静脉形态和血流动力学异常,但其与脑内斑块改变、临床评分不具有关联性;脑静脉Δφ值有可能成为一个评估MS病情的新标志物,MS患者的脑组织处于相对缺氧状态,且随患病时间延长而加剧;DKI参数有望作为MS早期诊断及病情评估的重要依据。