编辑推荐:
为探究正常压力脑积水(NPH)病因,研究人员分析患者和对照者脑 CT,发现患者脑和颅内体积增大,为该病研究提供新视角。
# 大脑和颅内体积增大:正常压力脑积水潜在风险因素的新发现
在神经系统疾病的研究领域,正常压力脑积水(Normal Pressure Hydrocephalus,NPH)一直是个神秘的存在。这是一种神经退行性疾病,会导致患者步态障碍,随着病情发展,最终还会引发痴呆。而且,它的发病率可不低,在 80 岁以上的人群中,患病率能达到 6 - 9%。据估算,仅在美国就有超过 70 万例患者,欧洲更是多达 200 万例。然而,令人遗憾的是,这种疾病常常被漏诊,原因就在于它的病因至今都不明确。
过去,有研究发现 NPH 患者的颅内体积(Intracranial Volume,ICV)比正常人更大,这一发现让不少研究者认为,NPH 和婴儿期的良性外部脑积水(Benign External Hydrocephalus of infancy,BEH)之间存在某种联系,推测 BEH 可能是 NPH 的一个诱发因素。但是,这些研究都忽略了一个关键问题 —— 脑体积。脑体积在 NPH 患者中是否也会增大呢?如果脑体积增大,它和颅内体积增大之间又有怎样的关系?这些问题就像一团团迷雾,笼罩在 NPH 研究的道路上。
为了驱散这些迷雾,来自美国多所机构(包括 Creighton 大学、Barrow 神经学研究所等)的研究人员组成了一个科研团队,开展了一项深入的研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》杂志上,为我们揭开了 NPH 研究的新篇章。
在研究方法上,研究人员主要运用了以下关键技术:
首先是样本选取,他们建立了一个包含 599 人的队列,其中有 294 名对照者和 305 名 NPH 患者。NPH 患者均来自他们的正常压力脑积水诊所,这些患者在经过腰椎穿刺测试(tap test)后,步态测试有明显改善,且术前进行了 CT WAND 研究。对照者则是从因头痛到急诊科就诊、CT 头部检查结果为阴性的患者中选取。同时,研究人员还对样本进行了严格筛选,排除了有其他可能导致脑积水原因的患者,以及有特定病史的对照者。
其次是 CT 成像及分析技术,研究采用了非对比头部 CT 扫描,图像层厚 1.2mm,利用高空间频率骨算法获取图像。之后,研究人员借助 MRIcroGL 软件将 DICOM 图像转换为 NIFTI 格式,再使用 FSL 软件对图像进行一系列处理,包括图像重定向、去噪、去除骨和脂肪、提取颅内内容物、获取脑脊液(Cerebrospinal Fluid,CSF)和脑组织掩码等,最终得出颅内、脑和脑脊液的体积。
最后是统计分析,研究人员运用 JMP version 17 软件进行统计分析,通过 T 检验评估对照组和 NPH 组在年龄和性别上的差异,利用多元线性回归分析 NPH 状态对颅内体积、脑体积和脑 / 颅内体积比的影响,并对年龄和性别进行校正。
下面来看看具体的研究结果:
一、队列特征
经过年龄和性别匹配后,对照组和 NPH 组在性别上没有显著差异,但 NPH 组的平均年龄比对照组大 1.8 岁。这一细微差异在后续的统计分析中被纳入考虑,进行了年龄校正。
二、回归分析结果
多元线性回归分析显示,NPH 患者的颅内体积和脑体积都显著大于对照组(p<0.0001),但脑 / 颅内体积比没有达到显著差异(p=0.06)。进一步按性别分层分析发现,NPH 女性患者的颅内体积比对照女性大 5.2%,脑体积大 4.8%;NPH 男性患者的颅内体积比对照男性大 3.7%,脑体积大 2.5%。而且,虽然脑 / 颅内体积比总体上差异不显著,但在男性中存在一定趋势(p=0.08),而女性中差异不明显(p=0.4)。
三、观测值分析
研究发现,观测到的 ICV、脑体积和脑 / ICV 比的实际值与年龄校正后的平均值在三位有效数字上是相同的。从数据中还能看出,女性 NPH 患者和非 NPH 患者之间脑体积的差异为 0.05,略大于男性的差异 0.03。
在研究结论和讨论部分,研究人员的发现意义重大。他们证实了 NPH 患者的脑体积和颅内体积都会增大,且两者的比值没有显著差异,这为之前关于 NPH 和 BEH 关系的研究补充了重要信息。以往研究仅依据颅内体积增大就认为 BEH 是 NPH 的重要风险因素,提出 NPH 是 “两次打击” 疾病的理论,但这些研究没有测量脑体积。而本次研究表明,BEH 是否会导致成年后脑体积增大尚未确定,如果 BEH 患者成年后脑体积确实持续升高,那么他们患 NPH 的风险可能增加。
另外,本次研究还提出了一个有趣的观点:增大的脑体积本身(伴随着头部大小的相应增加)可能是 NPH 的一个风险因素。这或许可以解释为什么男性患 NPH 的风险更高,因为男性的脑体积和头部大小通常较大。当然,研究也存在一些局限性,比如这是一项横断面研究,只能确定相关性,无法确定因果关系;虽然进行了年龄匹配,但仍存在 1.8 岁的年龄差异;而且脑体积和颅内体积会因成像方式不同而有所差异。
总的来说,这项研究为 NPH 的研究开辟了新的方向,让我们对 NPH 的发病机制有了更深入的认识。未来,还需要更多的研究来进一步探索脑体积与 NPH 之间的关系,明确它们和遗传风险的联系,以及为何男性在 NPH 发病中更为易感,从而为 NPH 的诊断和治疗提供更坚实的理论基础。