DTI技術與血清α-突觸核蛋白用于評估帕金森病認知功能障礙的臨床研究

胡仁琳， 肖家平， 李 強， 朱燦敏， 張細六， 胡 琴

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)作為神經系統常見的運動障礙性疾病，以震顫、僵硬和運動遲緩癥狀為特征性表現。其運動障礙癥狀的出現是因位于紋狀體的黑質和軸突投影中的多巴胺能神經元細胞體的減少所致[1]。此外，帕金森病亦可出現輕度認知功能障礙或帕金森癡呆等非運動癥狀[2，3]。目前有研究表明阿爾茲海默病的發病與腦白質病變間存在一定的相關性[4]，但有關帕金森病患者認知功能狀態與腦白質病變間的關聯性尚不明確。磁共振彌散張量成像(DTI)技術能夠對腦白質微結構進行精確的定量測量，有學者認為帕金森病患者的病情進展與腦白質纖維的損傷程度密切相關[5]，且帕金森病合并癡呆較非癡呆的帕金森患者腦白質受損更嚴重[6]。帕金森病的發生發展與α-突觸核蛋白(α-synclein,α-Syn)的異常聚集密切相關。本文試通過測定帕金森病患者的血清α-突觸核蛋白水平和利用彌散張量技術來評估其腦白質結構改變，進一步探討帕金森病患者血清α-突觸核蛋白及DTI腦白質結構改變與認知功能狀態間的關聯性。

1 資料與方法

1.1 研究對象與入選標準

1.1.1 帕金森病組(PD組) 篩選2015年1月-2017年12月我院神經內科門診就診和/或住院的帕金森病患者，符合標準者共60例，年齡(64.7±6.9)歲，其中男性32例，女性28例。A.入組標準：參照2013年歐洲神經病學聯盟帕金森病診斷指南的診斷標準。(1)運動遲緩；(2)至少具備下列癥狀中一項：靜止性震顫、肌強直、姿勢平衡障礙；(3)具備下列3項條件者：病情逐漸加重、左旋多巴治療有顯效、病程4 y或以上。B.排除標準：(1)帕金森綜合征(包括：外傷性、血管性、感染性、代謝中毒性、腫瘤性病因所致)；(2)合并重要臟器疾病(心臟病、肝腎疾病等)；(3)既往曾接受過外科手術治療的原發性帕金森病患者；(4)合并嚴重精神疾病者；(5)無法進行核磁共振掃描者；(6)抑郁自評量表標準分≥50者。C.分組：依據帕金森病患者的認知功能狀態，將其分為3組：認知功能正常組(PD-N)、輕度認知功能障礙組(PD-MCI)和癡呆組(PDD)各20例。

1.1.2 對照組 選擇同時期健康對照20例，性別、年齡及文化背景等資料與帕金森病組相匹配，行簡明精神狀態量表評分≥26分。本研究經武漢市第五醫院倫理委員會討論并批準，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 本研究采用問卷調查與臨床檢查相結合的方式，全體患者及健康對照組人員均經知情同意告知，并簽字確認。

1.2.1 一般信息調查 主要包含受試者的背景資料-涉及年齡、性別、民族、發病時限、治療經歷及效果等。

1.2.2 采用《統一帕金森病評分量表(UPDRS)》和《帕金森病Hoehn-Yahr(修正)分級量表》對全部帕金森患者進行病情評估。

1.2.3 采用中文版《簡易智力狀態檢查量表(MMSE)》和《蒙特利爾認知評估量表(MoCA)》對受試者進行認知功能評估。MMSE評分標準：未受教育者>17分、受教育年限低于6 y者>20分、受教育年限6 y以上者>24分為正常。MoCA<26分，提示存在認知功能受損。全部測試由受試者自己獨立完成。

1.2.4 磁共振彌散張量成像(Diffusion tensor imaging,DTI) 采用GE 3.0 T核磁共振儀對全部受試者行頭部核磁共振掃描，常規序列包括T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、DTI。其中DTI圖像在AW 4.4計算機工作站上運用Functool圖像分析軟件包進行數據處理，對不同感興趣腦區(region of interest,ROI)的腦白質神經纖維進行各向異性分數(fractional anisotropy,FA)值的測量，包括：腦白質(額、頂、顳、枕葉)、胼胝體膝部、胼胝體壓部、前中(后)扣帶束等腦區雙側對稱部位選取ROI。所有數據由2名具有副主任醫師職稱的工作人員采取雙盲法各測量3次，取其平均值。

1.2.5 所有受試者(帕金森病和對照組)于晨起后空腹狀態，經肘正中靜脈抽血，用EDTA試管收集靜脈血6 ml，采集后30 min內經高速離心，取上清液存放于-80 ℃冰箱。依照說明書采用ELISA法測定血清α-突觸核蛋白含量，檢測試劑盒由上海希美化學有限公司提供。

2 結 果

2.1 不同認知功能狀態帕金森患者及對照組一般資料 PD各亞組(PD-N組、PD-MCI組、PDD組)及對照組在年齡和性別分布之間的差異無統計學意義(P>0.05)；PD各亞組病程年限差異無統計學意義(P>0.05)；PD患者伴隨認知功能障礙加重，其UPDRS評分和Hoehn-Yahr分級呈逐漸加重趨勢(P<0.05)(見表1)。

2.2 中晚期帕金森病與早期帕金森病認知功能狀態分布情況 中晚期組PDD所占比例顯著高于早期組，組間差異具有顯著性(P<0.05)；而中晚期組PD患者認知功能正常者所占比例顯著低于早期組，差異具有統計學意義(P<0.05)(見表2)。

2.3 不同認知功能狀態帕金森患者和健康對照組MoCA和MMSE總分比較 與對照組相比，PD各亞組(PD-N組、PD-MCI組、PDD組)患者MoCA和MMSE評分呈逐漸下降趨勢，亞組間比較差異有統計學意義(P<0.05)。PD患者行MMSE量表檢測，評分異常率為40.0%；而采用MoCA量表對PD患者進行認知功能評估，評分異常率為75.0%。在36例MMSE總分正常的PD患者中，采用MoCA評估發現有21例總分異常，占MMSE總分正常PD患者的58.3%。此結果提示在對PD患者進行認知功能篩查時，MoCA量表篩查的敏感性要優于MMSE量表(見表3)。

2.4 不同認知功能狀態PD患者和健康對照組腦白質FA值變化 與對照組比較，PDD和PD-MCI組的左額葉白質、右顳葉白質及雙側前扣帶束白質的FA值下降；PD-M組的左顳葉白質和胼胝體膝部的FA值下降；PD-N組的左枕葉白質和左前扣帶束的FA值下降，差異均有統計學意義(均P<0.05)。 PDD組左扣帶前束和胼胝體壓部白質的FA值低于PD-MCI組、PD-N組和對照組，差異有統計學意義(均P<0.05)。通過比較發現：PD-MCI組右顳葉、右后扣帶束及胼胝體膝部等腦區白質的FA值低于PD-N組相應區域的FA值，PDD組左枕葉、左前扣帶束及胼胝體壓部等腦區白質的FA值低于PD-N組相應區域的FA值，將腦白質區域FA值、UPDRS評分和Hoehn-Yahr分級結果納入Logistic回歸方程，結果顯示胼胝體膝部腦白質、左側扣帶前束腦白質FA值的下降具有特異性，具有統計學意義(均P<0.05)。不同區域腦白質FA值與PD的MoCA評分進行Spearman相關性分析結果如下：左額葉(r=-0.343,P<0.05)、右顳葉(r=-0.393,P<0.05)、左枕葉(r=-0.231,P<0.05)、左扣帶前束(r=-0.396,P<0.05)、右扣帶前束(r=-0.241,P<0.05)、胼胝體壓部(r=-0.236,P<0.05)(見表4)。

2.5 不同認知功能狀態PD和對照組血清α-突觸核蛋白水平與MoCA相關性 與對照組相比，PD各亞組(PD-N、PD-MCI、PDD)患者血清α-突觸核蛋白濃度水平均顯著升高(均P<0.05)，且亞組間比較均有統計學差異(均P<0.05)。PD各亞組患者血清α-突觸核蛋白濃度與其MoCA評分之間存在正相關，PD-N(r=0.446,P<0.05)、PD-MCI(r=0.492,P<0.05)、PDD(r=0.432,P<0.05)(見表5)。

表1 不同認知功能狀態帕金森患者及對照組一般資料對比

注：PD-MCI與PD-N間比較差異有統計學意義ΔP<0.05；PDD與PD-N間比較差異有統計學意義*P<0.05；PDD與PD-MCI間比較差異有統計學意義#P<0.05

表2 中晚期帕金森病與早期之間認知功能狀態分布情況的比較

注：中晚期PD與早期PD間比較差異有統計學意義*P<0.05

表3 不同認知功能狀態PD患者和對照組MoCA總分和MMSE總分對比

表4 不同認知功能狀態PD患者和對照組腦白質FA值對比

表5 不同認知功能狀態PD患者和對照組血清α-突觸核蛋白水平與MoCA相關性

3 討 論

臨床上，PD的進展不僅可表現為運動癥狀的進展，亦可伴發認知功能損害、睡眠障礙等非運動性癥狀的進展[7,8]。PD認知功能障礙(PD with cognitive impairment，PD-CI)已成為神經科學中研究的熱點，其包括輕度認知功能障礙(PD with mild cognitive impairment，PD-MCI)和癡呆(PD with dementia，PDD)。其中20%～57%的PD患者在其確診3～5 y內出現PD-MCI，給社會和家庭帶來沉重的負擔。因此如何更好地研究和早期干預PD-CI,改善PDD患者的生活質量至關重要。有研究表明，PD-CI可表現為視空間、執行力、注意力、語言功能及記憶力等多個認知域受損。對于PD-CI患者，臨床上常常使用一些認知量表(如MoCA、MMSE及畫鐘表試驗等)來作為診斷的輔助工具。在本研究中，運用MMSE與MoCA進行對比，MoCA量表篩查出36例MMSE總分正常的PD患者有21例總分異常，提示PD-CI進行評估時MoCA敏感性要優于MMSE。

目前已證實大腦的前額葉、前扣帶束、后頂葉、部分顳葉及枕葉等重要解剖區域與其認知功能密切相關。PD-CI患者主要以額葉執行功能與視空間障礙最常見，其次是記憶功能受損，但其發生機制尚不明確，可能與額葉-紋狀體、額葉-基底節、額葉-丘腦等通路受損有關。作為一種新型神經影像學技術，DTI能夠準確識別腦白質神經纖維的完整性，為認知功能障礙的診斷提供了重要的參考依據[9,10]。有研究發現：認知功能障礙與腦區間白質纖維束的完整性密切相關，而后者完整性的破壞則導致了其FA值的變化[11]。FA值大小在一定程度上可反映髓鞘的完整性和纖維致密性。利用DTI技術發現PDD患者胼胝體膝部、前中扣帶回、額葉、頂葉、顳葉皮質的FA 值較正常人顯著降低[12]，提示在這些重要結構區域中的神經元及其纖維束存在廣泛損害。本研究中，PDD患者其左額葉、右顳葉及雙側前扣帶束白質的FA值明顯下降，PD-MCI組患者左顳葉和胼胝體膝部的FA值下降，經Logistic回歸分析提示胼胝體膝部腦白質及左側扣帶前束白質可能具有特異性。采用Spearman分析顯示，PD患者左額葉、右顳葉、左枕葉、左右扣帶前束及胼胝體壓部與MoCA存在負相關,再次證實這6個腦區與PD-CI的發病有關。

α-突觸核蛋白屬于神經元蛋白，它參與神經損傷與變性的過程，可通過干擾線粒體和內質網間鈣離子的交換來破壞細胞內鈣離子平衡和抑制受損線粒體的降解[13]；而α-突觸核蛋白的過度堆積會引起線粒體膜電勢的改變，會促進細胞內活性氧的過度生成，最終損傷多巴胺能神經元，加速PD患者病情的進展。因此，檢測血清α-突觸核蛋白具有一定的臨床意義。本研究中，PD各亞組血清α-突觸核蛋白濃度水平均顯著高于對照組，其血清α-突觸核蛋白濃度與MoCA評分呈正相關，提示α-突觸核蛋白在外周血內含量高低在一定程度上可反映PD的進展，有望成為PD進展的一個重要生物標記物。

綜上所述，本研究發現認知功能損害在PD患者中發生率較高，MoCA量表有助于PD-CI的篩查，且敏感度較高；利用DTI技術可特異性識別胼胝體膝部及左側扣帶前束白質損害，對于PD-CI的診斷具有一定價值，血清α-突觸核蛋白可能參與了PD-CI的進展過程，后期尚需進行更加深入的研究。