Graph 理论分析揭示 HIV 感染无症状神经认知障碍男同性恋者脑功能网络变化：探寻潜在影像生物标志物

《BMC Infectious Diseases》：Graph theory analysis reveals functional brain network alterations in HIV-associated asymptomatic neurocognitive impairment in virally suppressed homosexual males

为探究 HIV 感染且病毒抑制的无症状神经认知障碍（ANI）患者脑功能网络变化，研究人员开展相关研究，发现患者脑功能网络存在多项改变，对了解 HIV 相关神经认知障碍意义重大。

　　

探秘 HIV 感染男同性恋者脑功能网络：Graph 理论下的新发现

在全球健康领域，HIV 感染一直是备受关注的焦点。截至 2021 年，全球约有 3840 万人感染 HIV，其中亚洲就占了 600 万。在亚洲，男同性恋者及其他男男性行为者（MSM）是 HIV 感染的主要群体，占比高达 46% ，而 25 - 49 岁的男性感染者也不容小觑，占比 42%。值得欣慰的是，86% 的 HIV 感染者知晓自身感染状况，并且联合抗逆转录病毒疗法（cART）的广泛应用取得了显著成效，75% 的患者接受治疗，其中 92% 的患者实现了病毒抑制。

然而，HIV 感染带来的问题并未完全解决。HIV 可突破血脑屏障，引发中枢神经系统（CNS）炎症和突触损伤，进而导致 HIV 相关神经认知障碍（HAND），约一半的 HIV 感染者面临着 HAND 的风险。虽然 cART 降低了死亡率，减少了痴呆和运动障碍的发生，但轻度认知障碍，如无症状神经认知障碍（ANI）依然普遍存在。ANI 处于认知功能受损的早期阶段，虽不影响患者日常生活，但早期诊断和干预对减轻严重认知障碍（如记忆丧失、精细运动功能下降）的影响至关重要。传统的神经心理学（NP）测试难以有效评估 ANI，因此寻找血液、脑脊液和神经影像生物标志物成为研究重点。静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）是检测 HIV 感染者脑网络变化的敏感工具，Graph 理论分析则为研究认知障碍患者脑网络变化提供了新视角。不过，此前对于病毒抑制的同性恋男性 ANI 阶段的脑网络特征研究尚不充分。

为填补这一空白，首都医科大学附属北京佑安医院等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《BMC Infectious Diseases》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，选取 143 名参与者，包括 72 名 ANI 患者和 71 名年龄匹配的健康对照（HC），最终确定 64 名 ANI 患者和 64 名 HC 纳入研究。参与者需满足一系列条件，如年龄在 18 - 40 岁、稳定 cART 治疗超 6 个月、血浆 HIV RNA 水平低于 20 拷贝 /ml 等。其次，使用 3.0T MR 扫描仪获取神经影像数据，包括全脑 rs-fMRI 数据和矢状磁化准备梯度回波（MPRAGE）序列数据。然后，运用 Data Processing and Analysis for Brain Imaging（DPABI V6.1）对数据进行预处理。接着，利用 Graph 理论网络分析工具箱 GRETNA 构建功能脑网络，基于 Automated Anatomic Labeling（AAL）90 图谱定义 90 个感兴趣区域（ROIs）。最后，运用 GraphPad Prism 9 等软件进行统计分析，包括独立两样本 t 检验、D'Agostino & Pearson 检验等，并对结果进行 FDR 和 Bonferroni 校正123。

研究结果如下：

1. 参与者特征：ANI 组和 HC 组在年龄和教育程度上无显著差异，但 ANI 组在 NP 测试中，信息处理速度、记忆（学习和回忆）、注意力 / 工作记忆以及语言技能等方面得分显著低于 HC 组4。
2. 全局和节点水平的改变：在全局层面，ANI 患者的小世界性、全局效率（Eg）和局部效率（Eloc）显著降低。在节点层面，额叶和皮层下区域的节点测量值显著降低，而顶叶、颞叶和枕叶区域的节点测量值显著增加。此外，两组均确定了 15 个枢纽区域，部分枢纽区域仅在 ANI 组或 HC 组中存在56。
3. 脑网络连接：ANI 患者相比 HC 组，额顶叶、颞叶和枕叶脑区之间的功能连接（FC）增加，主要位于视觉、额顶叶和躯体运动网络7。
4. Graph 理论测量值、临床变量和 NP 测试之间的相关性：年龄与全局局部效率、前扣带回和旁扣带回、杏仁核的节点效率以及壳核的节点局部效率呈负相关，但未观察到临床 HIV 标志物（如 CD4⁺、CD4⁺/CD8⁺）与 Graph 理论测量值之间的相关性8。

在讨论部分，研究人员指出，该研究揭示了病毒抑制的 HIV 感染同性恋男性 ANI 阶段的脑功能网络变化。全局层面的变化表明全脑网络向随机图转变，降低了功能网络效率和区域间通信能力。节点层面，额叶和皮层下区域的改变可能与认知功能受损密切相关，这些区域在认知过程中起着关键作用，其功能连接受损可能导致认知障碍的恶化。此外，年龄与节点水平改变的负相关提示，随着年龄增长和病程进展，应持续关注脑功能网络变化，这有助于早期发现 ANI 并监测 HAND 的长期变化。同时，研究也存在一定局限性，如样本量较小、对照组未全部为同性恋男性、未使用其他脑图谱、未关注小脑区域、未纳入不同 HAND 阶段患者等。

总体而言，该研究首次聚焦于病毒抑制的同性恋男性 ANI 阶段的功能网络特征，为深入理解 HIV 相关神经认知障碍的发病机制提供了重要依据，也为寻找潜在的影像生物标志物指明了方向。未来研究可在扩大样本量、优化研究设计等方面进一步深入，以更全面地揭示 HAND 的脑网络变化规律，为临床诊断和治疗提供更有力的支持。