急性一氧化碳中毒后脑功能与结构改变：揭开迟发性神经后遗症发生的 “密码”

《Scientific Reports》：Brain functional and structural alteration following acute carbon monoxide poisoning contribute to delayed neurological sequelae

为探究急性一氧化碳（CO）中毒后功能活动、功能连接（FC）和结构连接（SC）改变是否导致迟发性神经后遗症（DNS）发生，兰州大学第一医院研究人员对患者和健康对照者进行研究。结果发现相关脑区功能异常和部分纤维束改变与 DNS 有关，该研究有助于理解 DNS 发病机制。

　　在日常生活中，一氧化碳（CO）中毒事件时有发生，它就像一个隐匿的 “杀手”，不仅会对患者的身体健康造成直接伤害，还可能引发一系列后续问题。其中，迟发性神经后遗症（DNS）尤为棘手，其表现为认知障碍、尿失禁、帕金森综合征以及精神症状等，常在急性 CO 中毒后的无症状清醒期后出现，且持续时间可长达 6 个月。目前，DNS 的病理生理机制尚不清楚，如何早期识别可能发展为 DNS 的患者也一直是医学领域关注的难题。虽然一些临床指标，如接触 CO 时间、格拉斯哥昏迷评分（GCS）以及急性脑损伤（ABL）在扩散加权成像（DWI）上的表现等，对判断病情有一定帮助，但它们无法深入揭示与神经系统疾病相关的潜在病理生理机制。为了解开这些谜团，兰州大学第一医院的研究人员开展了一项研究，试图探索急性 CO 中毒后脑功能和结构改变与 DNS 发生之间的关系。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为深入理解 DNS 的发病机制提供了重要线索。

研究人员采用了静息态功能磁共振成像（rs - fMRI）和弥散张量成像（DTI）技术。研究样本来自 2018 年 5 月至 2023 年 2 月因烧炭导致 CO 中毒的患者，经过严格的纳入和排除标准筛选，最终纳入 54 例患者（其中 24 例发生 DNS，30 例未发生 DNS），同时选取 32 例年龄、性别和教育水平匹配的健康对照者（HCs）。

在研究结果部分：

• 受试者特征：发生 DNS 的患者在 CO 接触时长、GCS 评分和 ABL 方面与未发生 DNS 的患者存在显著差异，而在 CO 中毒至 MRI 扫描的时间间隔和高压氧治疗次数上无显著差异。
• DC 分析：DNS 患者与 HCs 相比，在多个脑区的二元度中心性（DC）存在显著差异，如右前小脑叶、左眶额叶皮层等；非 DNS 患者与 HCs 相比，在左前小脑叶等脑区 DC 有显著改变。此外，右梭状回（FG.R）和右中央后回（postCG.R）的 DC 变化在区分 DNS 患者和非 DNS 患者、DNS 患者和 HCs 时具有较高的诊断效能。
• 基于种子的 FC 和相关性分析：DNS 患者中，FG.R（种子）与右中额叶 gyrus（MFG.R）和左内侧上额叶 gyrus（medSFG.L）的 FC 降低；非 DNS 患者与左枕下回（IOG.L）的 FC 增加。同时，DNS 患者与非 DNS 患者相比，在左前扣带回皮层（ACC.L）、medSFG.L 和右背外侧上额叶 gyrus（dlSFG.L）的 FC 降低，这些改变可有效区分 DNS 患者和非 DNS 患者，部分脑区的 FC 改变还能区分 DNS 患者和 HCs。此外，FG.R 和 postCG.R 的 DC 改变以及 ACC.L 和 dlSFG.L 的 FC 改变与 GCS 评分和 CO 接触时长显著相关。
• 连接组分析：发现部分脑区的分数各向异性（FA）值与 CO 接触时长呈负相关，与 GCS 评分呈正相关。CO 接触时长相关的脑白质纤维束包括胼胝体的部分纤维、左弓状束等；GCS 评分相关的纤维束包括胼胝体的部分纤维、左皮质脊髓束等。
• 纤维束 SC：除部分纤维束在所有患者中均能成功追踪外，一些纤维束在部分患者中未被检测到。DNS 发生组中所有已识别纤维束的平均 FA 值有下降趋势，其中胼胝体小钳的平均 FA 值下降显著，但经错误发现率（FDR）校正后，差异不显著。

在研究结论和讨论部分，研究人员发现急性 CO 暴露导致双侧前额叶皮层（PFC）、双侧视觉皮层、右初级感觉皮层和双侧前小脑出现功能异常；CO 中毒时长和 GCS 评分与部分脑白质纤维微观结构改变有关，涉及胼胝体以及一些联合和投射纤维；右视觉皮层和右初级感觉皮层的功能活动改变、右视觉皮层与双侧 PFC 之间的 FC 改变有助于 DNS 的发生，胼胝体小钳的 FA 值降低在未来增加样本量后可能成为诊断 DNS 发生的有前景的指标。这些研究结果表明，急性 CO 中毒后相关脑区的功能和结构改变在 DNS 的发生发展中起着重要作用，为早期识别 DNS 患者提供了潜在的影像学标志物，对临床诊断和治疗具有重要的指导意义，有助于改善患者的预后，减轻家庭和社会的负担。不过，该研究也存在一定局限性，如无法获取患者 CO 暴露前的多模态 MRI 图像，药物治疗方案可能存在混杂影响，样本量较小等，未来还需要进一步深入研究。