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在脑小血管病(cSVD)研究中,为探究血管功能障碍与脑损伤关系,研究人员对 23 例单基因 cSVD(CADASIL)和 46 例散发性 cSVD 患者研究。发现小血管功能障碍与白质微结构改变相关,该成果有助于理解 cSVD 发病机制。
脑小血管病(cSVD)是引发中风和痴呆的重要原因,一直以来都是医学研究的重点领域。过去,人们主要通过 MRI 观察脑实质损伤的标记物来研究 cSVD,比如白质高信号(WMH)、腔隙和脑微出血等。然而,这些损伤形成的背后,脑小血管的病变起着关键作用。由于小血管管径细小,在活体中探测难度极大,以往多依赖尸检材料的神经病理学评估,发现存在平滑肌细胞丢失、血管壁增厚、管腔狭窄以及毛细血管和小静脉异常等情况。
近年来,随着 7T-MRI 技术的发展,为研究脑小血管功能带来了新的契机。但此前研究仍存在诸多不足,比如对于小血管功能与 cSVD 相关脑损伤之间的关系,尚未完全明确。在这样的背景下,德国路德维希 - 马克西米利安大学(Ludwig-Maximilians-Universit?t,LMU)慕尼黑分校的卒中与痴呆研究所和荷兰乌得勒支大学医学中心(University Medical Center Utrecht,UMCU)的研究人员开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Cerebral Circulation - Cognition and Behavior》上,为深入理解 cSVD 的发病机制提供了新的视角。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过 ZOOM@SVDs 前瞻性观察队列研究,招募了单基因和散发性 cSVD 患者及对照参与者。对所有参与者进行 3T 和 7T 脑 MRI 扫描,利用 2D-Qflow 序列评估穿通动脉的血流速度和搏动指数,BOLD 序列评估血管反应性。同时,采用扩散 MRI 技术,经预处理后计算平均扩散率(MD)和峰值宽度的骨架化平均扩散率(PSMD),以评估白质微结构。
研究结果主要分为两部分。在全脑分析方面,发现 CADASIL 患者中,半卵圆中心穿通动脉血流速度降低与 PSMD 升高相关;散发性 cSVD 患者中,基底节穿通动脉血流速度降低、搏动指数升高与 PSMD 升高相关,且散发性 cSVD 患者皮质灰质对高碳酸血症的血管反应性与 PSMD 呈负相关。在体素分析中,两组患者白质内血管对高碳酸血症的反应性与 MD 均呈显著负相关,且患者组的相关性强于对照组,在正常表现白质(NAWM)中同样存在这种相关性。
研究结论表明,脑小血管功能障碍与白质组织改变在全脑和局部水平均显著相关。这证实了研究假设,即小血管功能异常与白质完整性降低有关,且局部血管功能障碍的差异与个体患者白质完整性的局部差异相关。不同类型的 cSVD,如 CADASIL 和散发性 cSVD,可能涉及不同的小血管群体,反映出潜在生理机制的差异。此外,血管反应性与白质完整性的关联不仅存在于全白质,也存在于 NAWM 中,说明相关疾病过程在常规 MRI 看似正常的组织中已经发生。
在讨论部分,研究人员指出,此次研究具有多方面的优势。7T-MRI 技术能够从不同血管群体测量小血管功能的互补方面,且所有参与者在同一 7T MRI 扫描仪上扫描,保证了数据的一致性。同时研究了基因定义的 “纯” cSVD 和散发性 cSVD 两种形式,通过两个独立队列验证了结果的一致性。然而,研究也存在一些局限性,例如样本量相对较小,存在选择偏倚,BOLD 信号可能受小静脉影响,药物使用可能干扰结果,部分分析受限于数据一致性未采用更复杂模型,且研究为横断面数据,无法确定因果关系。但总体而言,该研究为 cSVD 的研究提供了重要的依据,后续的纵向研究正在开展,有望进一步明确小血管功能与组织损伤之间的因果关系,为 cSVD 的治疗和干预提供更坚实的理论基础。