综述：多发性硬化中的脊髓代谢：错失机遇的十年与未来方向

《Spinal Cord》：Spinal cord metabolism in multiple sclerosis: a decade of missed opportunities and future directions

这篇由Thorsten Rudroff撰写的综述文章揭示了多发性硬化（MS）研究中一个惊人的失衡：尽管脊髓病变是导致MS患者进行性残疾的核心因素，但过去十年间脑成像与脊髓代谢成像的研究比例高达949:1。作者通过系统的文献分析指出，脊髓代谢成像技术（如18F-FDG PET）能早期检测代谢异常，其与功能障碍的相关性（r=0.82）优于传统结构性指标。文章强调，随着全身PET、人工智能（AI）图像处理等技术的成熟，这一被忽视的领域有望成为MS生物标志物开发和精准医疗的新突破口。

　　

引言：被忽视的脊髓

多发性硬化（MS）作为青年非创伤性神经残疾的首要病因，全球患者超280万。尽管疾病症状——进行性行动障碍、疲劳和自主神经功能障碍——主要源于脊髓受累，数十年来研究焦点却过度集中于脑成像。这种失衡在研究中尤为显著：脊髓横截面积与残疾进展的相关性优于脑萎缩指标，却仅获得极少关注。扩展残疾状态量表（EDSS）高度依赖行动能力，而该功能本质上取决于脊髓完整性。

脊髓评估在MS中沿两条路径发展：结构性成像（如常规MRI、扩散张量成像DTI、萎缩测量）提供解剖细节，确立脊髓萎缩是疾病监测的稳健标志；代谢成像（如PET、磁共振波谱）则提供功能评估，揭示细胞能量利用、炎症活动等分子过程。两者结合可实现从分子功能障碍到组织改变的全面评估。尽管结构性脊髓成像已获认可，代谢评估仍近乎空白，而后者有望在结构性损伤前检测病理变化。

历史忽视源于技术挑战：常规MRI局限、运动伪影、脑脊液搏动及脊髓横截面积小需更高空间分辨率。领域受限于对结构性成像的过度依赖，其对神经功能恶化背后的代谢过程洞察有限。

方法

为量化MS成像研究差异，作者对2014–2024年间文献进行结构化分析，通过PubMed检索识别代表性论文。检索策略聚焦三类研究：脑成像、脊髓结构成像、脊髓代谢成像，纳入标准为涉及MS患者的原创性研究。临床试验数据取自ClinicalTrials.gov。该方法旨在记录研究分布模式，而非模态间有效性比较。

结果

分析揭示脑与脊髓代谢成像研究比例达惊人的949:1——十年间仅3项脊髓代谢研究，而脑成像研究有2847项。脊髓结构成像有142项（与脑研究比例20:1），而代谢成像仅占全部MS成像研究的0.1%。作者2014年研究仍是唯一考察MS患者脊髓葡萄糖代谢的人类研究：利用行走中¹⁸F-FDG PET/CT，发现MS患者胸髓（1.32±0.27 vs. 1.41±0.24）和腰髓（1.58±0.40 vs. 1.89±0.43）葡萄糖摄取显著降低，与功能障碍强相关。2014年以来387项MS临床试验中，73%含脊髓结构指标，却无一项纳入代谢评估。当前，全身PET系统与AI增强处理等技术已克服历史局限。

讨论

初步发现与进展障碍

2014年研究首次在行走运动中利用¹⁸F-FDG PET/CT系统考察MS患者脊髓葡萄糖代谢，发现患者全脊髓葡萄糖摄取显著降低，以胸腰段为著——胸髓含交感神经前神经元，腰膨大含下肢运动神经元池，分别对应自主神经功能障碍和行动障碍。患者自选步行速度显著慢于对照组（1.1±0.2 vs. 1.4±0.1 m/s），但代谢缺陷与速度差异无关。

技术挑战包括运动伪影、脊髓直径小（10–15mm）需极高空间分辨率，且缺乏如脑成像的标准化摄取值（SUV）参考标准。监管障碍体现为扫描时间长（90–120分钟）、辐射高（8–12 mSv），以及缺乏如脑体积MRI的简化生物标志物认证路径。机构障碍包括跨学科合作需求（核医学、脊髓解剖、运动生理、MS神经病学）和既成成像网络对脑重点方案的偏好。2010年代脑成像突破（如Aβ/tau PET、脑体积测量）也合理吸引了研究重心。FDG-PET本身局限如病理特异性不足（仅反映葡萄糖利用而非脱髓鞘等特异过程），以及行走激活方案引入的变量复杂化解读。

临床试验格局同样影响方向：脑病灶活动性为抗炎疗法提供清晰终点，而脊髓代谢指标虽更关联残疾，但应用于复发缓解型主流疗法不直接。

支持证据与当前机遇

MAGNIMS联盟15年纵向分析（1068例患者）显示，颈髓面积年损失1%对应EDSS增0.2分，相关性超脑萎缩40–60%。自主神经功能障碍研究提供解剖验证：78%进展型MS患者有显著心血管失调，症状严重度与胸髓病灶负荷直接相关（r=0.67），恰与胸髓葡萄糖代谢降低区域吻合。运动干预研究支持激活方案：43项试验（2250人）荟萃分析证实结构化运动可改善步行速度、疲劳等，与初步数据中脊髓代谢容量相关。

技术进展显著：同步PET/MRI消除代谢-结构图像配准误差，提高摄取值21–47%，AI自动分割算法精度达95%。其他疾病研究提供概念验证：如结合脑脊髓FDG-PET鉴别肌萎缩侧索硬化（ALS）与 mimics准确率89.3%；颈髓压迫症中脊髓SUV比率预测手术结局优于常规MRI（敏感性87% vs. 64%）。

病理生理理解深化：中枢神经系统（CNS）耗能占全身20%，脊髓更缺乏侧支循环和糖原储备。线粒体功能障碍独立于脱髓鞘出现于MS病灶，提示代谢成像可在结构变化前检测异常。替代方法如脑脊液标志物（乳酸/丙酮酸比、N-乙酰天冬氨酸改变）、血液代谢组学、磁共振波谱（仅少数颈髓病灶NAA降低报告）及尸检组织分析均提示代谢异常，但或缺乏空间特异性，或无法实时功能评估，突显脊髓代谢成像的独特潜力。

临床相关性支持代谢成像潜力：脑MRI病灶与残疾相关性弱（r=0.18–0.42），脊髓萎缩与步行速度（r=0.67）、EDSS进展（r=0.72）相关性更强，而初步FDG-PET数据与步行速度（r=0.82）和自主神经指标（r=0.78）相关性更高。

未来实施与战略发展

技术、临床需求和科学理解的汇流为脊髓代谢成像成为MS研究基石创造可能。近期需解决技术标准化：开发脊髓特异的FDG-PET方案（含呼吸门控、运动校正）、SUV标准化方法及多中心可重复性。中期需临床验证：大样本纵向研究证明优于现有生物标志物。监管路径需主动对接FDA/EMA生物标志物认定程序，借鉴tau PET、Aβ PET成功经验。成本效益分析需证明临床效用以获医保覆盖。

长期可迈向精准医疗：机器学习平台整合代谢成像与基因组、蛋白组、临床数据，实现超当前评估的预测建模。治疗监测应用更具变革性，动态评估神经保护疗效，助力适应性试验设计和个人化治疗优化。

研究局限

文献检索或遗漏非PubMed收录期刊论文；分类涉主观判断；限英文文献或低估国际贡献；叙述性综述缺乏系统综述正式方法；疾病特异性因素（资金、监管）或影响发表差异；临床试验分析仅基于ClinicalTrials.gov，残疾结局指标本身局限亦可能影响影像-临床关联解读。

结论

脑与脊髓代谢成像研究比例949:1反映了科学证据与研究重点的严重错配。脊髓病变驱动患者最关切的症状，其代谢评估却仍近乎空白。PET/MRI、AI图像处理、运动校正算法已克服历史局限，生物标志物认定和医疗融资模式亦支持临床实施。科学技术基础、临床必要性和机构准备度的汇聚，为MS研究和患者护理的范式进步创造了关键机遇。