分子影像學(xué)在認知障礙疾病診斷及鑒別診斷中的應(yīng)用

陳祖芝 梅文麗 任志霞 張元杏 向 莉

鄭州大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 鄭州 450003

分子影像學(xué)在認知障礙疾病診斷及鑒別診斷中的應(yīng)用

陳祖芝 梅文麗 任志霞 張元杏 向 莉△

鄭州大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 鄭州 450003

正電子發(fā)射體層成像；認知障礙疾??；葡糖糖代謝率；早期診斷

認知障礙疾病常見包括輕度認知障礙、阿爾茨海默病、額顳葉癡呆、路易體癡呆、血管性癡呆等。在2009年全球有3.56千萬認知障礙疾病患者，預(yù)計在2030年將達到6.6千萬[1]，故癡呆的發(fā)病率隨著年齡增長而成倍的增加[2]。目前國內(nèi)外較多的應(yīng)用18F標記的氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)為顯像進行PET功能顯像[3-4]，F(xiàn)DG PET除了是一種腫瘤生物標志物[5-9]，對神經(jīng)變性的癡呆來說也是一種生物標志物[10]。PET對認知障礙疾病的臨床評價包括定性分析和定量分析，定性主要是確定是否為認知障礙疾病，而定量主要是確定敏感的界限值，并對癡呆的嚴重程度進行分期，故體現(xiàn)PET分子成像的重要性。

1 正常腦葡萄糖代謝情況

多項研究表明，正常人腦葡萄糖代謝區(qū)域通常是對稱正常分布的，特別是在尾狀核、丘腦等部位[11]。隨著年齡的增長，糖代謝率明顯下降的部位是優(yōu)勢半球的顳極、島葉、前額葉、頂葉及前扣帶回等。糖代謝率相對較小的主要是內(nèi)側(cè)顳極(海馬、杏仁核、海馬旁回)，而殼核、蒼白球、丘腦外側(cè)核以及非優(yōu)勢半球的后扣帶回、楔前葉、雙側(cè)枕顳葉、小腦等很少受影響，相對保留在接近正常的水平[12]。

2 輕度認知障礙與FDG PET研究

輕度認知障礙(mild cognitive impairment，MCI)是發(fā)生在阿爾茨海默病(Alzheimer's disease AD)臨床前期的一種綜合征。MCI患者的腦FDG PET顯示在雙側(cè)邊緣系統(tǒng)(后扣帶回、海馬旁回)和顳下回的葡萄糖代謝下降[13]，與那些已被證實的楔前葉、頂葉、后扣帶回葡萄糖代謝下降的AD患者比較，MCI患者的后扣帶回下降最明顯[14-15]。在Kantarci[16]的研究中，包括25例年齡55～86歲的MCI患者和25例性別匹配、同齡的健康對照者全部進行腦FDG PET影像學(xué)檢查，將所有人分為2組：正?；騇CI(年齡≤73歲)的年輕組和正?；騇CI(年齡>73歲)年老組，觀察其葡萄糖代謝情況。結(jié)果顯示，在MCI年輕組中后扣帶回、楔前葉、頂葉和顳葉部位的葡萄糖代謝下降程度與AD患者基本一致，但MCI年老組葡萄糖代謝下降主要在額葉和左頂葉。因此，應(yīng)注意MCI(年齡>73歲)的患者可能存在AD的典型特征——額葉區(qū)代謝下降。

從遺傳學(xué)角度來看，APOE基因已被證實是一個晚發(fā)性AD的主要遺傳危險因子[17]，其中相關(guān)的APOEε4等位基因是神經(jīng)變性病中最顯著的危險因子，而APOEε2等位基因可降低AD的發(fā)生。一家系中20～39歲認知功能正常但APOEε4基因攜帶者進行腦FDG PET篩查的研究顯示，其雙側(cè)后扣帶回和其他皮質(zhì)區(qū)域都有明顯的葡萄糖代謝率下降[18]。Mosconi等[19]研究37例經(jīng)腦FDG PET、腦電圖和APOEε4基因篩查后診斷為MCI患者，隨訪1 a后，所有患者均被重新診斷和評估嚴重程度，結(jié)果顯示，37例中8例(22%)MCI患者發(fā)展為AD，且發(fā)展為AD的患者比未發(fā)展的頂葉區(qū)域的葡萄糖代謝下降得明顯。APOEε4陽性患者在前扣帶回和額葉區(qū)域的代謝也下降。因此，預(yù)測APOEε4陽性患者從MCI發(fā)展為AD的敏感性100%，特異性90%，準確性94%(P<0.000 5)，非常有利于從APOEε4基因陰性者中區(qū)分出來。

3 阿爾茨海默病與 FDG PET研究

阿爾茨海默病(AD)在>65歲的癡呆患者中是最常見的原因，占8%～10%[20]。AD患者常隱襲起病，起初常是記憶力障礙，逐漸發(fā)展為語言、視空間定向、計算力障礙及精神行為異常，晚期呈四肢強直或屈曲狀態(tài)。由于AD的確切病因尚未完全明了，至今還未發(fā)現(xiàn)真正有效的治療方法，臨床上治療的目的主要是改善癥狀，延遲疾病進一步發(fā)展，維持殘存的腦功能，減少并發(fā)癥。故目前新藥的研發(fā)主要是針對AD的病理改變，治療方面有望得到進一步的改善。

最近，Bloudek[21]研究的一項關(guān)于區(qū)分輕度AD與非AD的Meta分析，利用各種生物標志物和先進的影像學(xué)檢查來診斷AD，發(fā)現(xiàn)FDG PET的靈敏性及特異性均最高，故其準確性最高。FDG PET、MRI、CT、SPECT和不同腦脊液生物標記物診斷的準確性見表1。

在FDG PET中AD比MCI葡萄糖代謝下降的區(qū)域要廣泛得多，其中包括邊緣系統(tǒng)(海馬旁回、后扣帶回)、頂葉和少見的枕葉[13]。有研究表明，86%的AD患者在后扣帶回有不同程度的葡萄糖代謝下降的情況，顳葉、頂葉和額葉分別是71%、64%和35%[14]。在另外一項診斷AD的研究中，顳頂葉代謝率的敏感性較高(敏感性93.6%，特異性50%，P=0.003)，但后扣帶回的特異性較高(敏感性74.2%，特異性71.4%，P=0.01)，AD比額顳葉癡呆在顳頂葉和后扣帶回出現(xiàn)糖代謝率下降更多見(各自所占的比例分別是14.5%、7.2%)[22]。

表1 不同影像學(xué)形態(tài)和腦脊液生物標記物診斷 AD的準確性

注：參考數(shù)據(jù)的百分比(95%CI)，此表是總結(jié)以前公布的數(shù)據(jù)[22]

4 額顳葉癡呆與FDG PET研究

額顳葉癡呆(frontotemporal lobar dementia，F(xiàn)TD)是在<65歲癡呆患者中最常見的形式之一，而>75歲的FTD患者很少見。額顳葉癡呆以前額葉和顳葉前部萎縮為著，以彌漫性額顳葉皮層變性引起的行為和人格改變?yōu)樨灤┘膊∪痰耐怀鎏攸c，不同于AD患者的是記憶相對保留。對于FTD無一種藥物治療是明確有效的，且某些藥物還會產(chǎn)生不良反應(yīng)，應(yīng)謹慎使用，如膽堿酯酶抑制劑可能加重精神行為異常，會使患者更加易怒和煩躁不安。

FTD患者的FDG PET成像易發(fā)現(xiàn)腦葡萄糖代謝下降區(qū)域在額葉和前顳葉，但隨病情加重，將擴大至額葉、顳葉、皮層下基底節(jié)區(qū)(殼核和蒼白球)及內(nèi)側(cè)丘腦等區(qū)域。雖在FTD患者中前額葉和皮層下結(jié)構(gòu)代謝異常很重要，但也易與AD相混淆[23]。Womack等[22]研究表明，F(xiàn)TD患者的代謝下降量在前扣帶回(特異性93.6%，P<0.001)和前顳葉(特異性80.7%，P<0.001)比AD的顳頂葉(特異性50.0%，P=0.003)有更高的特異性和概率比。

5 路易體癡呆與FDG PET研究

路易體癡呆(dementia with Lewy bodies，DLB)常以波動性認知障礙、視幻覺和帕金森病綜合征為臨床特征。DLB早期易發(fā)生記憶力下降，而其錐體外系的癥狀比帕金森病癡呆更明顯。到目前為止仍沒有治療DLB非常有效的藥物，只是對癥治療，包括抗膽堿酯酶抑制劑、美金剛和多巴胺。神經(jīng)安定藥因易引起意識障礙、帕金森病癥狀和自主神經(jīng)功能紊亂，一般禁止使用。而非典型抗精神病藥也需慎用，因可能會產(chǎn)生抗膽堿能的不良反應(yīng)、錐體外系癥狀及加重認知功能的損傷。考慮其發(fā)病的特點及經(jīng)典抗精神病藥物的禁忌證，故DLB早期診斷是很有必要的。對DLB患者腦FDG PET影像顯示葡萄糖代謝下降區(qū)域常包括枕葉、后扣帶回、顳葉和頂葉[24]。絕大多數(shù)DLB患者在發(fā)病早期即存在視幻覺，這可能與大腦的初級視覺皮層的糖代謝率下降有關(guān)。

6 血管性癡呆與FDG PET研究

血管性癡呆(vascular dementia，VaD)在老年癡呆中是僅次于AD的常見病因，同樣在治療方面無特異性藥物，但乙酰膽堿酯酶抑制劑和美金剛對VaD患者的認知方面有一定的改善作用，但其不良反應(yīng)在上述已討論[25]。雖CT和MRI能夠檢測到結(jié)構(gòu)性病變，但不能確定潛在的功能性病理變化，而FDG PET成像可顯示散發(fā)的病灶和皮層下代謝下降與AD鑒別[26]。雖某些引發(fā)癡呆的疾病在PET影像學(xué)上具有一定特征，但隨著癡呆程度的加重，可出現(xiàn)較大范圍的腦糖代謝率下降，甚至全腦糖代謝率下降，此時往往已不具有某種癡呆的典型影像而表現(xiàn)為相似的圖像。不同類型癡呆的腦葡萄糖代謝下降典型部位見表2。

表2 不同癡呆類型的FDG PET特點比較

7 FDG PET應(yīng)用于老年癡呆的局限性

當患者行PET掃描時頭部運動產(chǎn)生運動偽影易影響成像質(zhì)量，特別是在分析微小腦結(jié)構(gòu)時，頭部運動易導(dǎo)致定量分析數(shù)據(jù)時不準確[27]。

8 結(jié)論

目前，對于認知障礙疾病臨床診斷無特異明確指標，但特異性強、敏感度高的FDG PET成像在其中顯得相對有優(yōu)勢。FDG PET成像在認知障礙疾病中顯示特有的代謝分布區(qū)域，即對臨床醫(yī)生作出診斷和鑒別診斷提供了有利證據(jù)。本文討論的FDG PET成像可使臨床醫(yī)生明確診斷認知障礙疾病，減少誤診率，同時也可避免患者服用某些禁忌藥產(chǎn)生不良反應(yīng)而使患者病情加重。

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(收稿2016-12-20)

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A

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△通訊作者：向莉，女，博士，研究生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，E-mail：yiyuan20161023@126.com