利用DKI-ALPS评估溃疡性结肠炎中的淋巴管功能障碍：一种创新的影像生物标志物

《Journal of Neuroradiology》：Assessment of glymphatic dysfunction in ulcerative colitis using DKI-ALPS: An innovative imaging biomarker

UC患者脑淋巴系统功能障碍与肠道菌群及炎症的关系研究。采用DTI和DKI-ALPS指数评估发现UC患者ALPS指数显著降低（P<0.001），DKI-ALPS敏感性更高。炎症标志物（IL-6、CRP、ESR）与ALPS指数呈负相关，且与Mayo评分及肠道菌群中丁酸盐/SCFA相关菌群丰度相关。该研究证实脑淋巴功能通过"肠道菌群-系统性炎症-脑淋巴清除"轴参与UC病理过程，为非侵入性评估UC神经精神症状提供新方法。

　　溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种慢性炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease, IBD），其特征是结肠黏膜层的反复炎症。随着对UC研究的深入，越来越多的证据表明，除了明显的肠道症状外，该疾病还与一系列精神健康问题密切相关，包括焦虑、抑郁以及认知障碍。这些精神健康问题与大脑中所谓的“脑间质液清除系统”（glymphatic system）功能障碍有关。脑间质液清除系统是大脑中一种重要的废物清除机制，通过将脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）与脑组织间质液（interstitial fluid, ISF）交换，帮助清除代谢产物和潜在有害物质。近年来，研究人员利用磁共振成像（MRI）技术，开发出一系列评估脑间质液清除功能的指标，如沿血管周围空间（along-the-perivascular-space, ALPS）指数，该指数基于扩散张量成像（DTI）和扩散峰度成像（DKI）技术。本研究旨在探讨UC是否与脑间质液清除功能障碍相关，并进一步分析肠道菌群失调和炎症反应如何影响脑间质液清除功能。

研究中，共有63名UC患者和68名健康对照者接受了3特斯拉磁共振成像扫描，以评估DTI-ALPS和DKI-ALPS指数。扫描过程中，采用了扩散加权成像（DWI）和扩散峰度成像（DKI）序列，以计算ALPS指数，从而量化脑间质液清除系统的功能。所有参与者均完成了认知功能（MMSE量表）和抑郁状态（SAS/SDS量表）的评估。此外，UC患者还接受了炎症程度和肠道菌群（基于宏基因组分析）的评估。数据通过相关性分析和线性回归方法进行处理，以探究ALPS指数与疾病状态、炎症标志物及肠道菌群之间的关系。

研究结果显示，UC患者的DTI-ALPS指数（1.25）和DKI-ALPS指数（1.40）均显著低于健康对照组（1.40 vs. 1.69；P < 0.001）。在经过年龄和性别调整的线性回归模型中，UC与较低的DTI-ALPS指数和DKI-ALPS指数显著相关（β = -0.142 vs. -0.284），其中DKI-ALPS指数表现出更高的敏感性。这些结果在年龄和性别分层后依然保持显著性。此外，Mayo评分（用于评估UC的活动性）与DTI和DKI-ALPS指数呈负相关，表明UC的病情越严重，脑间质液清除功能越差。ALPS指数还与肠道菌群的变化密切相关，尤其是那些参与丁酸盐（butyrate）和短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）合成的菌群。

进一步分析发现，DTI-ALPS指数与一些炎症标志物显著相关，包括红细胞沉降率（ESR）、C反应蛋白（CRP）、系统免疫炎症指数（SII）、炎症指数（INFLA）以及炎症反应指数（SIRI）。DKI-ALPS指数则与更多的炎症标志物相关，包括ESR、CRP、SII、INFLA、SIRI、白细胞介素-6（IL-6）以及中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）。这些结果表明，UC患者脑间质液清除功能的下降可能与全身性炎症反应密切相关，而DKI-ALPS作为更精确的评估工具，能够更有效地反映这种功能障碍。

从临床角度来看，UC不仅影响肠道健康，还可能通过复杂的机制影响大脑功能。肠道菌群的失调被认为是UC发生的重要因素之一，而这种失调可能进一步引发全身性炎症反应，从而影响脑间质液清除系统的正常运作。研究中提到的“肠-脑轴”（gut-brain axis）概念强调了肠道与大脑之间的双向通信关系，这一轴在多种神经系统疾病中均被发现具有重要作用。因此，UC作为一种典型的慢性、复发性全身性炎症性疾病，为研究“肠道菌群-全身性炎症-脑间质液清除”轴提供了重要的模型。

在动物研究中，已有证据表明肠道炎症可能干扰脑间质液清除功能，导致β-淀粉样蛋白（Aβ）积累增加，进而引发神经炎症和认知功能下降。这些发现进一步支持了UC患者可能出现脑功能异常的假设。然而，关于UC患者脑间质液清除功能的具体研究仍较为有限，尤其是在人类中的系统性评估。因此，本研究通过引入DTI和DKI技术，为评估UC患者的脑间质液清除功能提供了新的方法，并揭示了该功能障碍与疾病活动性和炎症水平之间的潜在联系。

本研究的意义在于，它不仅提供了关于UC与脑间质液清除功能障碍之间关系的初步证据，还强调了DKI-ALPS指数在评估该功能方面的优越性。与DTI-ALPS相比，DKI-ALPS能够更准确地描述非高斯扩散行为，特别是在存在复杂神经纤维交叉的区域。因此，DKI-ALPS指数可能更可靠地反映脑间质液清除系统的实际功能状态。此外，该研究还揭示了肠道菌群与脑间质液清除功能之间的联系，特别是在某些特定菌群参与的代谢产物如丁酸盐和短链脂肪酸的合成方面。这些发现为未来的治疗策略提供了新的思路，即通过调节肠道菌群来改善脑间质液清除功能，从而减轻UC患者的精神健康问题。

研究结果的临床应用潜力巨大。首先，ALPS指数可以作为一种非侵入性的评估工具，用于监测UC患者的脑功能变化。其次，该指数与炎症标志物之间的显著相关性表明，它可能成为评估疾病活动性和治疗效果的辅助指标。此外，研究还表明，肠道菌群的变化可能影响脑间质液清除功能，这意味着通过干预肠道菌群（如益生菌治疗、饮食调整等）可能有助于改善UC患者的神经认知功能。因此，未来的研究可以进一步探讨肠道菌群调节与脑间质液清除功能之间的具体机制，以及如何通过优化肠道菌群来缓解UC相关的神经精神症状。

研究的局限性在于其横断面设计，无法明确因果关系。此外，样本量虽然相对较大，但仍可能存在个体差异，导致某些结果的解释受到限制。因此，未来的研究可以采用纵向设计，追踪UC患者在不同阶段的脑间质液清除功能变化，并结合更广泛的炎症标志物和肠道菌群分析，以更全面地理解疾病机制。此外，进一步研究可以探索不同治疗方式对脑间质液清除功能的影响，从而为UC的综合管理提供新的方向。

总体而言，本研究通过引入先进的MRI技术，为UC与脑间质液清除功能障碍之间的关系提供了新的视角。它不仅揭示了UC可能影响大脑功能的潜在机制，还强调了DKI-ALPS指数在临床评估中的重要性。这些发现对于UC的早期诊断、病情监测以及综合治疗策略的制定具有重要意义。未来的研究应继续深入探讨这一轴线的各个组成部分，以期找到更有效的干预手段，改善UC患者的生活质量。