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为探究血清神经丝轻链(NfL)与白质高信号(WMHs)脑结构改变的关联及 NfL 对 WMH 进展的预测价值,研究纳入 151 例受试者,发现 WMHs 患者血清 NfL 水平随病情加重显著升高,且与灰白质体积负相关,提示 NfL 可作为 WMH 进展预测生物标志物。
在人口老龄化加剧的背景下,脑白质高信号(WMHs)作为老年人常见的脑结构改变,其早期症状隐匿,却与认知功能下降、痴呆、抑郁及中风等风险密切相关。然而,WMHs 的早期诊断和病情进展监测一直缺乏便捷有效的生物标志物。传统依赖磁共振成像(MRI)的结构评估虽能直观显示病变,但难以动态追踪神经损伤的细微变化。神经丝轻链(NfL)作为神经轴突细胞骨架的特异性成分,在轴突损伤后会释放入脑脊液和血液,被视为神经退行性变的敏感指标。但血清 NfL 与 WMHs 脑结构改变的关联,以及其在 WMH 进展预测中的价值尚不明确。
为填补这一研究空白,牡丹江医学院附属红旗医院的研究人员开展了一项结合结构 MRI 与血清生物标志物的研究。该研究以 151 例受试者为对象,其中 117 例存在 WMHs,通过评估不同 WMH 严重程度组(无 - 低 WMH 组、轻度 WMH 组、中重度 WMH 组)的血清 NfL 水平与脑体积变化的关系,旨在阐明血清 NfL 在 WMH 诊断及预后中的作用。研究成果发表在《IBRO Neuroscience Reports》。
研究采用的关键技术方法包括:
- 结构 MRI 成像与处理:使用 3.0T MRI 扫描仪获取 T1 加权图像,通过 Mricron、SPM12 和 DPABI 软件进行图像处理,计算灰白质体积(GMV、WMV)并分割脑区,采用 Fazekas 评分评估 WMH 严重程度(0-6 分,0 为无,1-2 为轻度,3-6 为中重度)。
- 血清 NfL 检测:采集空腹血液样本,经离心后利用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清 NfL 浓度。
- 神经心理学评估:通过临床痴呆评定量表(CDR)、蒙特利尔认知评估(MoCA)等多项测试评估认知功能。
- 统计分析:运用单因素方差分析、t 检验、Pearson 相关分析及体素形态 ometry(VBM)分析,探讨组间差异及变量间相关性。
研究结果
3.1 基线特征与组间差异
- 人口学与临床特征:三组在年龄、教育程度、高血压、糖尿病及脑梗死病史方面存在显著差异(p<0.05),中重度 WMH 组年龄最大、教育程度最低,基础疾病患病率更高。
- 脑体积与 NfL 水平:GMV 和总脑体积(TBV)随 WMH severity 增加显著减小(p<0.001),血清 NfL 水平则呈递增趋势(无 - 低组 14.29±3.18 pg/mL vs. 轻度组 20.97±8.73 pg/mL vs. 中重度组 29.34±19.26 pg/mL,p<0.001),且与 WMH 体积呈正相关(r=0.45, p<0.001)。
3.2 神经心理学差异
中重度 WMH 组在 CDR、MoCA、听觉言语学习测试(AVLT)、符号连线测试(STT-A/B)及波士顿命名测试(BNT)中表现显著更差(p<0.05),提示认知功能、执行能力及语言能力随 WMH 加重而下降。
3.3 颅内组件体积差异
GMV 在三组间均存在显著差异(p<0.05),而 WMV 仅在中重度组与其他组间呈边缘性差异(p=0.051)。TBV 在无 - 低组与中重度组、轻度组与中重度组间差异显著(p<0.05)。
3.4 血清 NfL 水平与脑体积的相关性
- 无 - 低 WMH 组:NfL 与 TBV、GMV、WMV 无显著相关性。
- 轻度 WMH 组:NfL 与 GMV 呈负相关(r=-0.297, p<0.05)。
- 中重度 WMH 组:NfL 与 GMV(r=-0.466, p<0.01)和 WMV(r=-0.270, p<0.05)均显著负相关。
3.5 灰质萎缩区域分析
VBM 显示,中重度 WMH 组较无 - 低组及轻度组,在双侧丘脑、小脑(4/5/6 小叶)、梭状回、舌回等区域存在显著灰质萎缩(p<0.05, FWE 校正),而轻度组与无 - 低组无明显差异。
结论与讨论
本研究证实血清 NfL 水平与 WMH 严重程度呈正相关,并与脑结构损伤(尤其是灰质萎缩)密切关联。轻度 WMH 阶段已出现 GMV 整体下降,但区域萎缩尚不明显;中重度 WMH 则伴随特定脑区(如丘脑、小脑)的显著萎缩,且 NfL 与灰白质体积的负相关性增强。这表明 NfL 可能反映 WMH 进展中的神经退行性变过程,其升高早于明显结构损伤,可作为 WMH 早期筛查及病情监测的生物标志物。
研究的创新点在于结合血清生物标志物与结构影像,为 WMH 的无创性评估提供了新视角。尽管存在样本地域性局限及横断面设计不足,但其结果为后续纵向研究奠定了基础,有望推动 NfL 在临床中用于 WMH 患者的风险分层及治疗监测,助力早期干预以延缓疾病进展。