MELAS綜合征的多模態MRI表現

冀 鵬 李 紅△ 張 嵐 邢 威

1)駐馬店市中心醫院放射科，河南 駐馬店 463000 2)河南中醫藥大學第一附屬醫院磁共振科，河南 鄭州 450000

線粒體腦肌病是一組因DNA突變造成的線粒體結構和功能異常導致的機體能量代謝障礙而引起的腦和橫紋肌受累為主的多系統疾病[1-3]。臨床上發病率雖然較低，但線粒體腦肌病伴高乳酸血癥和卒中樣發作(mitochondrial encephalopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes，MELAS)綜合征為線粒體腦肌病最常見的類型[4]。由于本病首發癥狀不典型，且臨床表現缺乏特異性，常規影像學表現與急性腦梗死非常近似，因此早期診斷比較困難，且容易誤診。本文總結了經肌肉活檢和基因檢測確診的10例MELAS綜合征患者的臨床和影像學資料，在常規影像學檢查的基礎上對MELAS綜合征患者行多模態磁共振成像，以提高對本病的早期確診率。

1 資料與方法

1．1一般資料搜集2010-01―2018-12駐馬店中心醫院和河南中醫藥大學第一附屬醫院確診的MELAS綜合征患者10例，男6例，女4例；年齡12～65歲，平均40.5歲；病程5 d～3 a，平均1.3 a。所有患者均未發現明確的陽性家族史。抽搐發作為首發癥狀者7例，一側肢體輕癱或偏癱6例，頭痛5例，雙下肢無力3例，認知障礙2例，視力下降2例，精神異常2例，聽力下降1例。實驗室檢查6例患者血清乳酸不同程度升高，2例血糖升高。6例行肌肉病理活檢確診，Gomori染色示破碎紅纖維；4例行基因測序確診為MELAS綜合征。

1．2儀器與方法采用西門子Skyra 3.0T超導型磁共振掃描儀，16通道頭頸線圈。所有患者行頭顱平掃和增強掃描、彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)、動脈自旋標記(arterial spin labeling，ASL)、磁共振波譜成像(MR spectroscopy，MRS)。MRI平掃包括軸位T1WI(TR/TE 500 ms/10 ms)，軸位和矢狀位T2WI(TR/TE 4 500 ms/90 ms)，軸位FLAIR(TR/TE 8 000 ms/100 ms)，FOV 240 mm×240 mm，矩陣280×240，層厚5 mm，層間距1 mm。DWI：TR 3 200 ms，TE 80 ms，b=1 000 s/mm2，FOV 240 mm×240 mm，層厚5 mm，層間距1 mm，自動后重建表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。增強掃描采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)注射液，劑量為0.2 mL/kg，經肘靜脈推注后行軸位、冠狀位、矢狀位T1WI增強掃描，掃描參數同T1WI平掃。ASL：TR 4 800 ms，TE 10 ms，FOV 240 mm×240 mm，矩陣512×512，層厚4 mm，層間距1 mm，標記后延遲時間(post label delay，PLD)1 525 ms。MRS：采用單體素掃描，TR 1 500 ms，TE 35 ms和144 ms。分析各主要代謝產物N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、膽堿(Cho)和1.33ppm的乳酸(Lac)。

2 結果

單側發病9例，雙側發病1例。8例累及2個及2個以上腦葉，累及2個腦葉者居多，多見于頂葉、枕葉、顳葉皮層及皮層下白質(圖1)。1例僅累及顳葉海馬(圖2)，1例病灶位于小腦半球。MRI平掃表現為大腦皮層腫脹，病灶在T1WI呈稍低信號，T2WI呈高信號(圖2A)，FLAIR 呈高信號(圖1A、2B)。DWI呈稍高或高信號(圖2C、3A)，ADC呈低信號，增強掃描3例病灶未見明顯強化，4例病灶呈腦回樣或線樣強化，3例病灶內可見少許條片狀強化(圖1B)。1例隨訪過程中發現病灶呈游走性，首發為右側顳葉病灶(圖3A、3B)，治療一段時間后復查右側小腦半球出現新的病灶。頭顱MRA顱內大血管，如大腦中動脈、大腦后動脈、基底動脈等均未發現明顯狹窄或閉塞(圖1D、2D)。所有病例于治療前行ASL檢查，病變區呈高灌注(圖1C、2F、3B、3C)；3例治療后復查病變區變成軟化灶(圖1E)，ASL呈低灌注改變(圖1F)。MRS：6例NAA峰降低，Cho峰升高，TE 35 ms 時可見Lac雙峰，TE 144 ms時見倒置的Lac雙峰(圖2E)。

3 討論

MELAS綜合征臨床表現多種多樣，主要表現為頭痛、癲癇、下肢無力、偏癱、認知功能障礙、精神異常、視力和聽力下降、高乳酸血癥等[5-7]。臨床上家族發病和散發病例均可見到，發病年齡一般為10～40歲，偶見嬰兒和老年人[8-9]。本組均為散發病例，無明確陽性家族史，急性或亞急性起病。本組病例中多為青壯年，其中1例為12歲男童，2例為57歲女性和65歲男性。中青年患者以頭痛為首發癥狀時，臨床易誤診為病毒性腦炎[10]；老年患者首發癥狀為偏癱或肢體無力時，臨床易誤診為急性腦梗死[11-12]。

MELAS綜合征好發于皮質及皮質下白質區，深部白質較少受累，好發于枕葉、頂葉和顳葉，少數累及額葉、小腦、腦干和基底節區、丘腦。本組1例累及小腦半球，但未出現基底節區和丘腦的病例。顱內病灶可單發或多發，多為不對稱分布，且病灶具有多變性的特點。隨著病情發展，顱內病灶可呈游走性，此特點可與腦梗死鑒別[13-14]。但本組僅1例出現游走性，發病時為一側顳葉病灶，但治療隨訪過程中同側小腦半球出現新的病灶。其余9例均未見游走性病灶。但MELAS綜合征的病變分布區與腦動脈供血區不一致，與責任血管不匹配。本組病例同時行MRA檢查，未見病變區相應的動脈狹窄或閉塞。MELAS綜合征的MRI特點為平掃T1WI呈稍低信號，T2WI呈高信號，FLAIR呈高信號，增強掃描病灶不強化或輕度強化，或為沿病變區腦回分布的線樣強化。病程較長或經過長期治療的MELAS患者，慢性期可見到局部皮層壞死、萎縮、軟化灶形成[15]。

僅依靠MRI平掃和增強的影像學表現，對MELAS的診斷是遠遠不夠的。目前、MRI多模態成像聯合使用DWI、MRS和磁共振灌注成像等功能成像技術，有助于MELAS綜合征的診斷和鑒別診斷[16-19]。DWI作為無創性的MRI功能成像被廣泛應用于中樞神經系統疾病的診斷[20-22]。MELAS綜合征的病變區DWI均呈稍高信號或高信號，而對應的ADC圖可呈高信號或低信號。ADC圖病灶呈高信號說明此時病灶內神經元細胞功能存在，DWI上以血管源性水腫為主；而ADC圖病灶呈低信號，表明此時線粒體功能降低，神經元能量缺失，細胞功能損傷導致細胞毒性水腫，因而ADC值降低[23-25]。本組DWI呈高信號，ADC均為低信號，提示患者就診時病變區均出現了細胞毒性水腫。分析MELAS綜合征患者的MRS會發現病變區可出現Lac雙峰，原因為線粒體功能障礙導致組織代謝缺氧，無氧酵解增加，乳酸生成增多。正常腦組織的MRS是檢測不到乳酸峰的，當腦組織的氧化磷酸化過程受阻或氧飽和度降低時，MRS能夠檢測出Lac峰[26-28]。ABE等[29]研究認為，MELAS患者的Lac峰比DWI高信號出現早2周左右，說明MRS能夠早期發現線粒體功能異常引起的腦組織代謝障礙，比DWI更早、更敏感地預示疾病的發生。但值得注意的是，乳酸峰并不是MELAS綜合征的特異性表現，在腦梗死的早期、脫髓鞘病變、腦腫瘤等疾病中都可以檢測到Lac峰[30-32]。急性起病時MELAS綜合征和急性腦梗死均可在MRS表現為NAA峰降低，Cho峰升高和Lac雙峰，因此二者在MRS上鑒別困難。但MELAS綜合征急性發作時乳酸堆積導致血管舒張，局部腦血流量增加，病變區呈高灌注[33-35]。因此，反映血流灌注的磁共振灌注成像，如動態磁敏感對比增強灌注成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI) 和ASL，均能夠顯示腦血流灌注增加。其中ASL是一項全新的、無需對比劑的容積灌注成像技術，具有無創性、可重復性高的特點。本組10例就診時均為急性期和亞急性期，ASL顯示病變區均呈不同程度的高灌注區，其中3例治療后復查病灶處于慢性期時，ASL呈低灌注改變。ASL等磁共振灌注成像上的改變，有助于MELAS綜合征與急性腦梗死相鑒別。

圖1 女，57歲，出現錯覺、幻覺等精神異常1個月余，肌肉活檢證實為MELAS綜合征。軸位FLAIR(A)示右側顳頂枕葉大片狀高信號；增強T1WI(B)示病灶內少許條片狀強化；ASL(C)示病灶呈高灌注；頭顱MRA(D)示顱內動脈未見狹窄；2 a后復查，FLAIR(E)示右側顳頂枕葉軟化灶；ASL(F)示病灶呈低灌注改變Figure 1 A 57 year-old female patient with illusion and hallucination for more than 1 month.She was confirmed with MELAS syndrome by muscle biopsy.The axial FLAIR (A) showed a large patch of high signal intensity in the right temporal，parietal and occipital lobe；enhanced T1WI(B) showed a little strip enhancement of the lesion；MRA(D)showed no stenosis of intracranial arteries；After 2 years’follow-up，FLAIR(E)showed the a malacia in the right temporal，parietal and occipital lobe；ASL(F)showed hypoperfusion of the lesion

圖2 男，12歲，頭痛伴惡心嘔吐半月，查體右側下肢肌力減低，肌肉活檢證實為MELAS綜合征。軸位T2WI(A)、FLAIR(B)示左側顳葉海馬片狀高信號；DWI(C)示病灶呈高信號；頭顱MRA(D)顯示顱內動脈未見狹窄；MRS(E)于TE=144 ms可見倒置的Lac雙峰(箭頭)；ASL(F)示病灶呈高灌注改變Figure 2 A 12 year-old male patient with headache，nausea and vomiting for half a month.The physical examination showed decreased muscle strength in the right lower extremity.The patient was diagnosed as MELAS syndrome confirmed by muscle biopsy.The axial T2WI (A) and FLAIR (B) showed patchy high signal intensity in the left hippocampus of temporal lobe；DWI(C) showed high signal intensity of the lesion；MRA(D)showed no stenosis of intracranial arteries；MRS(E)showed inverted Lac double peak as TE was equal to 144ms(arrow)；ASL(F)showed hyperperfusion of the lesion

圖3 男，65歲，左側肢體無力3 d。DWI(A)示病灶呈右側顳頂葉大片狀高信號；ASL(B)示右側顳頂葉病灶呈明顯高灌注改變；治療過程中發現病灶呈游走性，ASL(C)發現右側小腦半球異常高灌注區

Figure3A65year-oldmalepatientwithweaknessofleftlimbfor3days.DWI(A)showedalargepatchofhighsignalintensityintherighttemporalandparietallobe；ASL(B)showedobvioushyperperfusionofthelesionintherighttemporalandparietallobe；Thelesionswerefoundmigratoryduringtreatment，ASL(C)discoveredhyperperfusionintherightcerebellum

由于MELAS綜合征臨床較為少見，且表現復雜，常誤診為腦梗死、病毒性腦炎。急性腦梗死與MELAS綜合征在常規MRI表現非常近似，且二者的MRS表現也無明顯差異，但大范圍腦梗死的病變區與責任血管供血范圍一致，且急性期腦梗死ASL或DSC-PWI上病變區為低灌注，而MELAS綜合征患者的MRA找不到責任血管，而急性期時病變區為高灌注。病毒性腦炎多有前驅感染史，且首發癥狀常為頭痛、發熱，好發于邊緣系統，顳葉、額葉、島葉皮層、扣帶回多見，而枕葉、頂葉少見，且多累及一個腦葉，常呈對稱性。

MELAS綜合征的常規MRI表現無特異性，但MRI多模態成像技術對MELAS綜合征的診斷和鑒別診斷具有重要的臨床意義，尤其結合ASL或DSC-PWI的高灌注表現，有助于早期診斷和治療。