定量磁化率成像揭示帕金森病及前驱期关键铁代谢变化,助力精准诊疗

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:npj Parkinson's Disease 6.7

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  帕金森病(PD)诊断缺乏客观敏感方法且无治愈手段。研究人员通过定量磁化率成像(QSM)研究 16 名 iRBD 患者、30 名 PD 患者和 38 名健康对照者脑铁变化。结果显示 QSM 可区分患者,或成诊断及进展生物标志物,为 PD 诊疗带来新希望。

  帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种令人困扰的神经退行性疾病,它如同隐匿在身体里的 “定时炸弹”,悄无声息地破坏着患者的生活。患者不仅要承受运动功能逐渐衰退带来的不便,如震颤、僵硬、运动迟缓等,还可能出现非运动症状,像睡眠障碍、认知障碍等,严重影响生活质量。目前,临床上缺乏能够准确诊断 PD 的客观检测方法,也没有可以治愈这种疾病的有效疗法,这让医生在面对 PD 患者时常常感到束手束脚。
特发性快速眼动睡眠行为障碍(Idiopathic REM sleep behaviour disorder,iRBD)被认为是 PD 的前驱阶段,许多 iRBD 患者在出现运动症状之前,往往会经历多年的睡眠异常。这就像是 PD 的 “预警信号”,如果能抓住这个时机,研究其中的神经变化,找到有效的生物标志物,就能为 PD 的早期诊断和治疗开辟新的道路。于是,来自加拿大西部大学(Western University)等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究,他们的成果发表在《npj Parkinson's Disease》上,为 PD 的研究带来了新的曙光。

研究人员运用了多种技术方法来深入探究脑铁变化。他们招募了 16 名经多导睡眠监测确诊的 iRBD 患者、30 名由运动障碍神经科医生确诊且认知功能完好的 PD 患者,以及 38 名年龄匹配的健康对照者(Healthy controls,HCs)。利用 3T 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术获取脑部图像,通过定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping,QSM)来估计脑内铁含量,借助 CIT168 概率皮质下图谱对中脑和苍白球等区域进行精准分割。此外,还运用了多种统计分析方法,如 3×2 混合测量协方差分析(ANCOVA)、贝叶斯分析、相关性分析以及受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC)分析等,对数据进行深入挖掘。

研究结果


  1. 人口统计学数据:参与者在年龄、教育年限和蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)总分上无显著差异,但性别分布存在差异,iRBD 组男性占主导。同时,PD 患者的 MDS 统一帕金森病评定量表运动亚量表(MDS Unified Parkinson’s Disease Rating Scale motor subscale,MDS-UPDRS-III)得分显著高于 HCs 和 iRBD 患者,iRBD 患者的 RBD 问卷香港版(RBD Questionnaire Hong Kong,RBDQ-HK)得分高于 HCs 和 PD 患者13
  2. QSM 在不同脑区的表现
    • 黑质致密部(Substantia nigra pars compacta,SNc):iRBD 和 PD 患者的 SNc 平均磁化率显著高于 HCs,但 iRBD 和 PD 患者之间无显著差异,且左右半球之间相似2
    • 黑质网状部(Substantia nigra pars reticulata,SNr):各组之间和左右半球之间的平均磁化率均无显著差异4
    • 苍白球外侧部(Globus pallidus externa,GPe):PD 患者的 GPe 平均磁化率低于 HCs 和 iRBD 患者,iRBD 和 HCs 之间无差异,左右半球之间相似5
    • 苍白球内侧部(Globus pallidus interna,GPi):PD 患者的 GPi 平均磁化率低于 iRBD 患者,iRBD 与 HCs、PD 与 HCs 之间均无差异,左右半球之间相似6
    • 腹侧被盖区(Ventral tegmental area,VTA):PD 患者右侧 VTA 的平均磁化率高于 HCs,与 iRBD 患者的差异接近显著,iRBD 与 HCs 之间无差异78

  3. 亚组分析:贝叶斯分析表明,iRBD、PD 非 RBD 和 PD - RBD 患者的 SNc 和 SNr 的 QSM 值相当,说明这些神经变化与 RBD 症状本身无关,而与 PD 病理生理相关。GPe 和 GPi 的 QSM 值在各组间存在显著差异,且与 MDS-UPDRS-III 评估的 PD 严重程度增加有关。在 VTA,由于 PD 处于早期阶段,各组之间未发现差异910
  4. 相关性分析:PD 组中,左侧 GPi 的 QSM 值与 MDS-UPDRS-III 评分呈负相关趋势;将 iRBD 和 PD 组合并后,这种负相关显著。但中脑和苍白球的铁测量值与 RBDQ-HK 评分均无相关性11
  5. ROC 曲线分析:通过二元逻辑回归和重复 k 折交叉验证(10 次重复,k = 5),结合双侧 SNc、GPe、GPi 和 VTA 的 QSM 值,区分 iRBD 与 HCs、PD 与 HCs、iRBD 与 PD 的诊断准确率分别为 84%、86% 和 81%12

研究结论与讨论


研究发现,QSM 测量的脑内铁含量在 iRBD 和 PD 患者的不同脑区呈现出特异性变化。SNc 的铁含量在 iRBD 和早期 PD 患者中均升高,且与疾病的早期病理生理相关,但对疾病进展不敏感。GPe 和 GPi 的铁含量随着 PD 运动症状的加重而降低,能够反映 PD 的进展情况,或许还可以作为 iRBD 向 PD 转化的指标。右侧 VTA 的铁含量在 PD 患者中升高,提示该区域在 PD 发展中也起着重要作用。

通过综合分析这些脑区的 QSM 值,研究人员构建的模型能够较好地区分 iRBD 患者、PD 患者和 HCs,这为 PD 的早期诊断提供了新的思路和潜在的生物标志物。不过,该研究也存在一些局限性,如样本量较小、缺乏独立验证集、使用的图谱是基于年轻队列开发的等。

尽管如此,这项研究依然具有重要意义。它让我们对 iRBD 和 PD 的病理生理机制有了更深入的理解,为开发针对 PD 的疾病修饰疗法带来了希望。如果能够进一步验证这些生物标志物,并将其应用于临床,就可以实现 PD 的早期精准诊断,及时开展干预治疗,延缓疾病进展,改善患者的生活质量,为众多 PD 患者及其家庭带来新的希望。

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