帕金森病的腦部葡萄糖代謝特征分析

史新沖陳玲張祥松易暢王曉燕陳志豐

·論 著·

帕金森病的腦部葡萄糖代謝特征分析

史新沖*陳玲△張祥松*易暢*王曉燕*陳志豐*

目的 觀察帕金森病（Parkinson’s disease，PD）的18F-脫氧葡萄糖（18F-labeled 2-deoxyglucose，18FFDG）正電子發(fā)射斷層成像（positron emission tomography，PET／CT）顯像特征，并分析利用其代謝變化特點進行輔助診斷的方法。 方法 收集經(jīng)臨床確診的PD患者15例，對其分別進行18F-FDG PET／CT顯像；利用SPM分析軟件分析PD患者組的代謝模式，并統(tǒng)計各位患者各自的代謝改變特點。健康對照組10名，分析方法同患者組。結果 與對照組相比，PD組表現(xiàn)為豆狀核、腦干、小腦的相對高代謝，以及額葉運動前區(qū)及頂葉的相對低代謝 （P＜0.01）。對個體數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：15例患者中13位表現(xiàn)為小腦相對高代謝，8例表現(xiàn)為腦干相對高代謝，8例表現(xiàn)為殼核相對高代謝，10例表現(xiàn)為蒼白球相對高代謝，以上區(qū)域均為觀察到相對低代謝表現(xiàn) （P＜0.01）；同時12例表現(xiàn)為頂葉相對低代謝改變，11例表現(xiàn)為運動前區(qū)相對低代謝改變 （P＜0.01），上述兩個區(qū)域均未觀察到相對高代謝改變。結論 與正常人群相比，帕金森患者腦部代謝改變主要表現(xiàn)為小腦、紋狀體區(qū)代謝相對增高，同時伴有頂葉和運動前區(qū)代謝相對減低。

帕金森病 代謝網(wǎng)絡 PET／CT 18F-FDG SPM

帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）是一種常見的腦退行性病變，在臨床上，主要以靜息性震顫、肢體僵硬和運動遲緩為主要癥狀。但以上癥狀并不具有特異性，多系統(tǒng)萎縮、核上性麻痹等疾病均可有相似表現(xiàn)。臨床醫(yī)生通常需對病人進行長期隨訪以做出最終診斷。隨著腦深部電刺激 （deep brain stimulation，DBS）等手術治療方法的療效被逐漸認可［1］，晚期PD患者或者藥物治療效果不理想的PD患者有了新的治療途徑，但正確的診斷是手術治療的前提。在先進的PET影像技術的基礎上，針對多巴胺神經(jīng)遞質系統(tǒng)的受體顯像劑逐漸問世，包括多巴胺運轉蛋白顯像劑、多巴胺受體顯像劑等，它們?yōu)镻D的準確診斷和鑒別診斷提供了新的方法［2］。但這些新型顯像劑的化學合成方法仍不夠成熟，在國內的應用非常有限。而18F-FDG作為最成熟的PET顯像劑，為帕金森病患者大腦代謝改變等方面的研究提供了非常有價值的信息，但其在個體診斷中的應用價值仍有待進一步探索［3］。本研究利用臨床確診的PD患者15例，對其18F-FDG PET顯像結果進行分析，以探討18F-FDG PET顯像在PD診斷中的應用。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集經(jīng)臨床確診的PD患者15例 （男8例，女7例），年齡42～84歲，平均61±23歲，標準差為11.02；病程0.5～10年，平均4.9年，標準差為3.55；臨床診斷嚴格按照英國帕金森協(xié)會腦庫診斷標準 （UK PD Brain Bank criteria）進行［4］。健康對照組共10名（男4名，女6名），年齡47～77歲，平均（64.1±17.1）歲，標準差為8.70。根據(jù)受試者既往史，相應臨床檢查和影像學檢查排除腦部疾病。本研究同時利用了我中心健康人群腦代謝數(shù)據(jù)庫，其中共有58名健康人群腦代謝數(shù)據(jù)（男34名，女24名），年齡40～85歲，平均65歲；數(shù)據(jù)庫入選條件同本研究中的健康對照組。

1.2 PET／CT顯像 顯像設備為 Philips Gemini GXL 16型PET／CT掃描儀。15例帕金森患者顯像前禁食至少6 h，禁用抗帕金森類藥物至少12 h。所有受試者注射顯像劑前30 min于安靜、無強光刺激的房間平臥。18F-FDG注射劑量為0.14 mCi／Kg，注射后45 min進行顯像，以3D方式采集10 min，經(jīng)LOR-Ramla算法重建為2 mm×2 mm×2 mm的圖像。

1.3 圖像處理與分析 18F-FDG顯像分析：應用SPM5分析軟件，將所有受試者腦數(shù)據(jù)用12參數(shù)的線性仿射變換和非線性迭代法，對應到標準腦空間坐標上［5］；用 8 mm×8 mm×8 mm的高斯算子進行平滑，以去除圖像噪聲。經(jīng)過以上預處理后，利用SPM分析軟件對帕金森組和健康對照組（對照組1）進行組間分析，分析采用雙樣本t檢驗，檢驗水平為P＜0.01（T＝2.50），檢驗結果利用mroMRI軟件疊加到標準腦MRI T1加權圖像上，以得到帕金森病相關的腦代謝模式圖。

圖1 PD患者組的腦代謝改變模式圖。其中紅色表示代謝明顯增高的區(qū)域；藍色表示代謝明顯減低的區(qū)域。檢驗水平為P＜0.01，T＝2.50

為研究18F-FDG PET顯像在個體患者診斷中的應用，我們從健康人群數(shù)據(jù)庫中為每位患者挑選年齡差不超過5歲的10位健康對照者（對照組2），然后將其與該患者數(shù)據(jù)進行雙樣本T檢驗，檢驗水平為P＜0.01（T＝2.82）。為了驗證處理結果的可靠性，我們同時對健康對照組中的10位對照者數(shù)據(jù)（對照組1）進行上述處理。以上檢驗結果均利用mroMRI軟件疊加到標準腦MRI T1加權圖像上，以確定代謝變化的具體位置和范圍。在P＜0.01的檢驗水平下，代謝減低的部位用藍色表示，代謝增高的部位用紅色標記，然后統(tǒng)計15位PD患者和10位健康對照者（對照組1）額葉相關運動區(qū)、頂葉、腦干、紋狀體、丘腦和小腦的代謝改變情況。

2 結果

2.1 組間分析結果 與健康對照組相比，PD組表現(xiàn)為明顯的小腦、腦干和基底節(jié)區(qū)相對高代謝，以及額葉相關運動區(qū)、頂葉的相對低代謝（見圖1）。

2.2 個體數(shù)據(jù)分析結果 10例健康對照者均未觀察到明顯的代謝異常區(qū)域。而15例PD患者中，13例表現(xiàn)為小腦相對高代謝改變，另2例未見明顯異常；8例表現(xiàn)為腦干相對高代謝改變，另7例未見明顯異常；8例表現(xiàn)為殼核相對高代謝改變，另7例未見明顯異常；10例表現(xiàn)為蒼白球區(qū)相對高代謝改變，另5例未見明顯異常；5例表現(xiàn)為丘腦相對高代謝改變，2例表現(xiàn)為相對低代謝改變，另8例未見明顯異常；5例表現(xiàn)為尾狀核相對低代謝改變，另10例未見明顯異常；12例表現(xiàn)為頂葉相對低代謝改變，另3例未見明顯異常；11例表現(xiàn)為運動前區(qū)相對低代謝代表，另4例未見明顯異常；3例表現(xiàn)為輔助運動前相對低代謝改變，另12例未見明顯異常。（具體數(shù)據(jù)見表1）

3 討論

PD的臨床表現(xiàn)具有多樣性［6］，臨床上有時與帕金森綜合癥、帕金森疊加綜合癥難以鑒別。利用SPM分析技術和SSM分析技術發(fā)現(xiàn)：PD患者的腦代謝有著特定的改變模式［3］，表現(xiàn)為豆狀核、丘腦、腦干和小腦高代謝，以及頂葉、額葉相關運動皮層的低代謝，這種特定的腦代謝模式的可重復性及穩(wěn)定性已經(jīng)得到證實［7－8］。但該網(wǎng)絡目前僅廣泛應用于病情評估、療效評價和發(fā)病機制研究等方面，在個體病情診斷和鑒別診斷方面的應用尚有爭議。本研究在我中心健康人群數(shù)據(jù)庫的基礎上，為每位患者挑選性別匹配、年齡差別小于5歲的健康對照組，以此分析每位患者的腦代謝變化。

在本研究中，我們觀察到12位患者均表現(xiàn)為不同范圍的頂葉相對低代謝表現(xiàn)，占所有患者的80%；有11位患者表現(xiàn)為運動前區(qū)的相對低代謝表現(xiàn)，占所有患者的73.3%；雙側改變大致對稱。這一結果提示上述兩個區(qū)域的低代謝在PD患者中是普遍存在的。定量分析結果也表明：PD患者上述區(qū)域的血流量和局部葡萄糖代謝率均出現(xiàn)了明顯的下降［9－10］；在伴有認知能力下降的患者和癡呆患者，其頂葉的代謝降低尤為明顯［11－13］。但除了 PD外，進行性核上性麻痹（progressive supranuclear palsy，PSP）、多系統(tǒng)萎縮 （multiple system atrophy，MSA）和皮層基底節(jié)病變（corticobasal degeneration，CBGD）也均有上述區(qū)域代謝減低的報導［14］，但皮層基底節(jié)病變有明顯的不對稱性特點 ，皮層代謝減低也表現(xiàn)為明顯的不對稱性［15］，與本研究所觀察到得雙側大致對稱改變有所不同。

David Eidelberg等［16－17］通過對 PD患者進行研究，揭示了PD患者內部蒼白球的放電頻率與同側內部蒼白球18F-FDG攝取的相關性，并進一步發(fā)現(xiàn)了與內部蒼白球放電頻率相關的局部代謝網(wǎng)絡：表現(xiàn)為殼核、蒼白球、丘腦和腦干的高代謝。但定量分析的結果卻同時存在著豆狀核和丘腦代謝增高和無明顯變化的報道［18－19］，因此該部位代謝是否存在變化尚存在爭議。而SPM所得到的上述區(qū)域的高代謝也多被認為是由于對數(shù)據(jù)的預處理所造成的［20－21］。

表1 15位患者的腦代謝改變統(tǒng)計表

在本研究中，8例患者表現(xiàn)為殼核的相對高代謝表現(xiàn)，占所有患者的53.3%；8例患者表現(xiàn)為腦干的相對高代謝表現(xiàn)，占所有患者的53.3%；10例患者表現(xiàn)為蒼白球區(qū)的相對高代謝表現(xiàn)，占所有患者的66.7%。以上區(qū)域均未觀察到相對低代謝改變，這一結果與國外利用SPM和SSM技術對PD的研究是相一致的，也與豆狀核和腦干并未病變受損這一病理事實相吻合。臨床上，與原發(fā)性PD最難以鑒別的紋狀體黑質變性（Striatonigral degeneration，SND）則主要表現(xiàn)為殼核和蒼白球病變，并在SPM處理結果上出現(xiàn)相應部位明顯的代謝相對減低［22－23］，因此易于和原發(fā)性PD鑒別。

雖然小腦在13例顯像中觀察到明顯的相對高代謝，未觀察到代謝減低的表現(xiàn)。但與基底節(jié)情況一樣，定量分析的結果并不支持小腦代謝有明顯變化的結論［18，24］。并且在對核上性麻痹、皮層基底節(jié)病變等疾病的研究中也發(fā)現(xiàn)了小腦的相對高代謝［25］，但小腦的低代謝表現(xiàn)對于判斷小腦病變非常有幫助，例如小腦－腦橋－橄欖型多系統(tǒng)萎縮（olivopontocerebellar atrophy，OPCA）病變通常會累及到小腦，可以觀察到該部位明顯的低代謝改變［23］，易于和PD鑒別。

在本研究中，我們在國內首次運用大樣本健康人群數(shù)據(jù)庫，對個體PD患者進行腦代謝特征分析，探討個體患者的腦代謝改變特點。分析結果表明，PD患者腦代謝改變以小腦、腦干和紋狀體相對高代謝，同時伴有頂葉、運動前區(qū)相對低代謝改變?yōu)樘卣鳌＠肧PM分析技術檢測該變化特征對帕金森病的診斷和鑒別診斷具有一定的參考價值。

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（責任編輯：李 立）

R742.5

A

2010－09－01）

* 中山大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科（廣州510080）

△ 中山大學附屬第一醫(yī)院神經(jīng)科