《Journal of Neurology》:Clinical and MRI features contributing to the clinico-radiological dissociation in a large cohort of people with multiple sclerosis
编辑推荐:
多发性硬化症(MS)患者常出现残疾与 T2 高信号白质(WM)病变体积(LV)不匹配的 “临床 - 放射学悖论”。研究人员分析 717 例 MS 患者和 284 例健康对照者的临床、神经心理及 MRI 数据。发现 36% 患者存在临床 - 放射学解离,为疾病评估和治疗提供依据。
在医学领域,多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)一直是个备受关注的难题。它是一种慢性炎症性和退行性中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)疾病,就像隐藏在身体里的 “捣蛋鬼”,会导致髓鞘脱失、轴突损伤和神经退行性变。目前,医生评估 MS 患者的残疾程度,常用扩展残疾状态量表(Expanded Disability Status Scale,EDSS),但它存在不少缺陷,比如受行走能力影响大,容易低估认知和上肢功能障碍,而且不同评估者之间的结果差异也比较大。
在检查手段方面,传统的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)通过观察白质(White Matter,WM)病变来监测 MS,可 T2 加权序列在组织病理学上缺乏特异性,没办法全面展现 MS 的病理复杂性,也不能准确反映疾病损害程度。这就导致 EDSS 评估的残疾程度和 MRI 测量结果之间的相关性很差,很多 MS 患者身上还出现了残疾程度和 WM 病变负担不相符的情况,也就是所谓的 “临床 - 放射学悖论”。这个悖论就像一团迷雾,阻碍着医生准确判断病情和制定合适的治疗方案,所以迫切需要深入研究来解开谜团。
为了攻克这一难题,意大利神经影像网络倡议(INNI)的研究人员展开了一项全面而深入的研究。他们从 INNI 数据库中收集了 717 例 MS 患者和 284 例年龄、性别匹配的健康受试者(Healthy Subjects,HS)的临床数据、神经心理数据、人口统计学信息以及 MRI 数据。
研究人员首先根据 LV 和 EDSS 的中位数,把 MS 患者分成了四组:低 LV 和低残疾组(LL/LD)、高 LV 和低残疾组(HL/LD)、低 LV 和高残疾组(LL/HD)、高 LV 和高残疾组(HL/HD)。然后,他们运用多种先进的 MRI 技术,详细测量了大脑各个部位的结构和功能参数,包括灰质(Gray Matter,GM)、WM、小脑、基底节、丘脑的体积,脊髓(Spinal Cord,SC)面积,以及静息态网络的功能连接等。通过对这些数据进行复杂而严谨的统计分析,研究人员得出了一系列重要结论。
在这项研究中,研究人员用到了几个关键技术方法。数据来源方面,从 INNI 数据库获取 MS 患者和 HS 的各类数据。MRI 数据采集使用四台 3.0 T 扫描仪进行扫描。在分析时,结构和功能图像的预处理和后处理分别借助 fMRIPrep 20.2.3 和 FSL v6.0.0 软件完成,还运用了多种工具对不同脑区体积和 SC 面积进行计算,通过独立成分分析等方法研究功能连接,并使用 ComBat harmonization 技术消除扫描仪差异带来的影响 。
下面来详细看看研究结果。
1. 数据概况
717 例 MS 患者和 284 例 HS 的数据纳入研究。其中部分患者和 HS 接受了 9 孔插钉测试(9-Hole Peg Test,9-HPT)、25 英尺步行测试(25-foot Walking Test,25-FWT)、3 秒节奏听觉连续加法测试(Paced Auditory Serial Addition Test at 3 s,PASAT3)、符号数字模式测试(Symbol digit Modalities Test,SDMT)等神经心理测试。MS 患者的 EDSS 中位数为 2,T2 高信号 LV 中位数为 4.76 ml 。按照分组标准,242 例患者被分到 LL/LD 组,138 例到 HL/LD 组,121 例到 LL/HD 组,216 例到 HL/HD 组。LV 和 EDSS 不相符的患者有 259 例,占患者总数的 36%。
2. 组间差异分析
人口统计学、临床和神经心理学特征 :ANCOVA 分析显示,除性别外,各组在年龄、疾病类型、病程以及各项测试得分等方面都存在显著差异。比如,LL/LD 组比 HS 年轻,HL/HD 组比 HS 年长;在运动功能测试中,高残疾的 MS 患者(LL/HD 和 HL/HD 组)得分比 HS 高,低残疾的 MS 患者(LL/LD 和 HL/LD 组)与 HS 表现相似;在认知测试中,HL/HD 组得分显著低于 HS,而且不少高 LV 低残疾的患者至少在一项认知测试中表现比 HS 差。
MRI 测量结果 :与 HS 相比,LL/LD 组仅丘脑体积减小,LL/HD 组 GM、丘脑、小脑体积和 SC 面积都减小,HL/LD 组除 WM、小脑和 SC 面积外其他结构体积均减小,HL/HD 组所有脑结构和 SC 面积都减小。在功能连接方面,LL/LD 组在感觉运动网络(Sensorimotor Network,SMN)的大部分区域功能连接增强,其他组则有不同程度的减弱;所有 MS 患者组在默认模式网络(Default Mode Network,DMN)的功能连接都比 HS 降低。
3. 解离组分析
高病变体积和低残疾组(HL/LD) :约 20% 的患者虽 LV 高但身体残疾程度低,不过他们的认知功能比 HS 差,而且疾病病程比 LL/LD 组长,SDMT 得分更低。在 MRI 结构上,HL/LD 组的 GM、丘脑、基底节体积比 HS 和 LL/LD 组小;在功能连接上,其 SMN 和 DMN 的功能连接在部分区域比 HS 和 LL/LD 组低。
低病变体积和高残疾组(LL/HD) :该组约占样本的 17%,患者在所有运动测试中表现比 HS 差,部分患者认知测试也不达标。他们年龄更大,病程更长,进展型患者更多。MRI 显示,其 GM、丘脑、小脑体积和 SC 面积比 HS 小,与 LL/LD 组相比仅 SC 面积减小,与 HL/HD 组相比多数 MRI 变量受影响程度较轻;功能连接方面,SMN 和 DMN 在部分区域功能连接比 HS 和 LL/LD 组低,但在部分区域比 HL/HD 组高。
研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,临床 - 放射学解离在 MS 患者中较为常见,不容忽视。当 WM 病变负担和 EDSS 不一致时,需要更仔细地评估临床情况和 CNS 损伤。对于高 LV 低 EDSS 的患者,要重视认知功能评估;对于高 EDSS 但 WM 病变少的患者,SC 评估必不可少。此外,研究还强调了丘脑、小脑等关键 CNS 结构在残疾进展中的作用,保护这些结构的完整性对控制残疾程度可能至关重要。这项研究为临床医生评估 MS 患者病情、制定个性化治疗方案提供了重要依据,推动了 MS 临床诊疗技术的发展,也为后续相关研究指明了方向。
打赏
下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究
10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!
欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书
单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析
下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》