张立苹，蒋根娣，苗迎春，谭中建

（北京中医药大学东直门医院，北京 100700）

轻度认知障碍（Mild congnitive impairment，MCI）是介于正常老化和痴呆之间的一种临床状态，是老年性痴呆（AD）的高危人群，在老年人中的发生率大约为 5.3%，并以每年16%比率发展为痴呆。因此，MCI目前已被广泛接受为痴呆发病的预警信号和新疗法的靶点。目前，临床工作面临的一个巨大挑战就是寻找客观、无创伤的监测神经元和大脑功能衰退的生物学指标。近年来对MCI临床诊断的生物学标志的研究，主要集中在测量脑脊液中的Aβ42和tau蛋白及脑影像学检查，这些指标对MCI的诊断和鉴别诊断有重要价值。国际上有关MCI的研究重点集中在MCI与AD之间的功能连接上，旨在寻找AD的生物学标志，以提高AD早期诊断的准确性和干预措施的针对性。

磁共振波谱（MRS）是一种利用磁共振现象和化学位移作用进行一系列特定原子核及其化合物分析的方法，也是用于无创性研究活体组织器官代谢、生化改变及化合物定量分析的主要影像学技术。目前在我国应用最广泛的是1H-MRS。它可以反映不同痴呆的病理生理改变，是各种痴呆诊断的有用工具。本文对遗忘型轻度认知损害（aMCI）和AD病人及正常对照个体行双内侧颞叶和左后扣带回1H-MRS的研究，以便明确aMCI的细胞生化改变特征及在aMCI的诊断和鉴别诊断中的价值。

1 材料与方法

1.1 病例收集与诊断标准

研究对象：以北京地区50～80岁居民为调查对象，于2008年12月～2010年3月经北京中医药大学东直门医院老年病科进行筛查，按照受试者就诊次序,对其进行神经心理学评价和临床体检,筛选出aMCI组12例、AD组12例和认知正常组12例，共36例,所有研究对象均为右利者。

1.1.1 病例的排除标准

aMCI排除标准：①肯定的痴呆：MMSE≤19分或符合DSM-IV痴呆诊断标准；②明显的脑血管疾病：Hachinski评分（HIS）大于4分或临床脑梗塞；③过去2年内出现过符合DSM-IV标准的中度抑郁或另一种精神疾病，哈密尔顿抑郁评定量表得分大于12分/17项量表；④过去2年内有酒精或药物滥用或成瘾史（DSM-IV标准）；⑤精神分裂症病史（DSM-IV标准）；⑥任何明显的神经疾病如帕金森病、亨廷顿病、正常压力脑积水、脑肿瘤、进行性核上麻痹、癫痫、慢性硬膜下血肿、多发性硬化、严重头外伤史伴有持续神经功能缺损或已知的结构性脑异常；⑦在调查者的印象中受试者不能配合研究程序。

AD排除标准：①患者无可靠照料者；②伴有严重躯体疾病者，合并心、肝、肾和造血系统等严重原发性疾病；但下列患者可以包括在研究中：高血压被控制，右束支传导阻滞（完全或部分），安装了心脏起搏器；③精神病患者，1年内使用大剂量精神药物者；④抑郁症患者，Hamilton测验＞12/17分；⑤已知或怀疑患者在过去10年中有酒精或药物滥用史；⑥甲状腺功能异常、营养不良性贫血引起痴呆；⑦在调查者的印象中受试者不能配合研究程序。

1.1.2 病例的诊断标准

aMCI诊断标准依据Petersen[1]制定的MCI诊断标准：①主诉记忆减退，最好由他人证实；②查出记忆损害，得分等于或低于与年龄匹配的平均值的1.5SD；③总的认知功能正常；④日常生活活动保存完好；⑤无痴呆。

AD的诊断标准依据NINCDS-ADRDA AD诊断的研究标准[2]（参照DSM-Ⅳ的诊断标准），在核心诊断标准基础上加一项或几项支持特征。

核心诊断标准：早期显著的情节记忆损害，包括以下特征：①患者和知情人报告的逐渐递减的记忆功能改变6个月以上。②测试提供明显的情节记忆损害的客观证据：一般包括（延迟）记忆损害，这种损害采用线索测试或再认测试和在对先前对照的信息进行有效编码之后也不会明显改善和常态化。③情节记忆损害可能是孤立的，也可能与AD发病或进展时的其他认知功能改变有关联。

支持性特征：①有内侧颞叶（MTL）萎缩：采用视觉评分（参考正常人的年龄常模）的MRI定性评定或兴趣区容量分析法（参考正常人的年龄常模）的MRI定量评定，证明海马、内嗅皮质、杏仁核体积缩小。②脑脊液生物标志异常：A：Aβ42浓度下降，总的tau蛋白浓度增加，或磷酸化tau蛋白浓度增加，或三者都有；B：将来发现的其他被验证的标志。③功能神经影像学PET的特殊图像：A：两侧颞顶区葡萄糖代谢下降；B：其他被验证的配位子，包括那些预计可能会出现的如匹兹堡化合物B或FDDNP（另一种影像显影剂，作为PET诊断AD和其他神经变性病的探针）。④已知的直系家族中AD常染色体显性突变。

1.1.3 认知正常者的纳入标准

①无记忆减退或其他认知损害主诉，或有不稳定的轻微记忆减退；②没有记忆损害客观证据；③不符合NINCDS-ADRDA很可能AD标准或DSM-IV痴呆诊断标准；④不符合MCI诊断标准。

3组研究对象的临床信息情况见表1。

表1 NC，aMCI，AD组临床信息情况表

1.2 成像方法和技术

采用Siemens公司生产的1.5T超导磁共振仪行常规MRI及单体素1H-MRS检查，采用头部正交线圈。病人静息15分钟后摆好扫描位置行以下检查：①常规扫描：应用SE序列分别对36例研究对象行头颅MRI扫描。A：定位扫描：在矢状位、轴位及冠状位行T1WI定位扫描，FOV 280mm，FOV phase 100%， 层厚 10mm，TR 20ms，TE 5ms， 扫描时间9.2s。 B：T1WI 矢 状 位 成 像 t1-mpr-ns-sag：TR 300ms，TE 8ms，层厚 6.0mm，无间隔扫描，扫描时间1分23秒。C：T2WI轴位黑水成像 t2-tirm-tradark-fluid：TI 2300ms，TR 8100ms，TE 126ms，层厚6.0mm，扫描时间1分55秒。D：T2WI冠状位黑水成像 t2-tirm-cor-dark-fluid：TI 2300ms，TR 8100ms，TE 126ms，层厚5.0mm，扫描时间1分55秒。常规扫描用于海马容积扫描和1H-MRS采集的定位，同时用于除外所选对象中有多发性腔隙性梗塞、脑积水、颅内肿瘤等病变，如有阳性发现者即不再行海马体积扫描及波谱检查。②1H-MRS采集技术参数：采用单体素波谱（single voxel spectroscopy）序列为SVS-SE-30 序列，TR 1500ms；TE 30ms；FA 90°，平均 256次采样，矩阵 1024×1024，水激发 BW 35MHz，采集 BW 1000MHz。 兴趣区（ROI）为左侧内侧颞叶、右侧内侧颞叶及左侧后扣带回，体素大小双内侧颞叶1.2cm×1.2cm×1.2cm，后扣带回为1.5cm×1.5cm×1.5cm，每个 ROI都在 T2WI黑水冠状位、T1WI矢状位及T2WI黑水横断位3个方向上准确定位（图 1a，1b，1c），ROI尽量多包含颞叶组织及灰质，尽量少的包含侧脑室内脑脊液，避开岩尖脂肪及沟回内脑脊液（避免其造成磁场不均匀），每个体素扫描时间3分18秒。自动预扫描程序完成增益调节、匀场、水抑制和无水抑制扫描，设备提供的软件自动识别并计算各代谢物波峰曲线下面积。各代谢物的化学频移位置为：N-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.0ppm、肌酸（Cr）3.0ppm、胆碱（Cho）3.2ppm、肌醇（mI）3.5ppm。以Cr为内参照计算各代谢物的相对浓度。磁共振扫描仪自带软件自动完成基线校准、信号平均、代谢物识别、各代谢物波峰曲线下面积计算（图 2～4）。

1.3 统计方法

所有数据采用SPSS 13.0软件进行统计分析与处理，主要的统计学方法包括卡方检验、方差齐性检验、方差分析及SNK-q检验、LSD检验，P<0.05为有统计学意义；秩和检验（秩和检验显著性检验的水准P<0.017）；相关性分析采用 Spearman相关检验法，P<0.05为有统计学意义；代谢不对称指数的计算：[（右-左）/（右+左）/2]×100。

图1 右内侧颞叶波谱测量冠状位、矢状位、轴位3个方向定位图。Figure 1.Localization of the right medial temporal lobe:volume of interest(VOI)on coronal(Figure 1a),sagittal(Figure 1b)and axial(Figure 1c)image.图2 正常 （NC）波谱图。图3 aMCI波谱图与NC比较NAA/Cr降低。图4 AD波谱图与NC比较NAA/Cr降低。Figure 2～4.Example of proton spectra from the right medial temporal lobe:volume ofinterest with an echo time of 30ms in a control subject(Figure 2),a patient with amnestic mild congnitive impairment(aMCI)(Figure 3),and a patient with probable AD(Figure 4).The N-acetyl aspartate(NAA)/creatine(Cr)ratio was lower in both the probable AD and the aMCI compared to the control subject.

2 结果

3组性别行卡方检验差异不显著（χ2=0.892，P=0.640）。 年龄行方差齐性检验（F=2.497，P=0.098）方差齐，3组年龄及受教育年限差异不显著（P>0.05）；MMSE评分方差不齐，行秩和检验，3组MMSE评分的比较：NC与aMCI比较有统计学意义（χ2=11.496，P=0.001）；NC与 AD比较有统计学意义（χ2=17.586，P=0.000）；aMCI与 AD 比较有统计学意义 （χ2=16.504，P=0.000）；即3组间MMSE分值差异有统计学意义。MMSE评分与分组相关（r=-0.895，P=0.000），年龄、受教育年限与MMSE分值不相关。

双侧内侧颞叶、左后扣带回3组间的代谢物比值比较行方差齐性检验、方差分析及LSD、SNK检验，P<0.05为有统计学意义。3组各ROI代谢物比值：NAA/Cr，Cho/Cr，mI/Cr，NAA/mI， 进行两两组间的多重比较（）表示。

aMCI、AD和NC组左内侧颞叶1H-MRS代谢物比值的比较见表2。

左内侧颞叶的NAA/Cr：aMCI组明显低于NC组，差异显著（P=0.006）；AD组明显低于NC组，差异显著（P=0.010），AD组与aMCI组差异不显著（P=0.852）。左内侧颞叶NAA/mI：aMCI组明显低于NC组，差异显著（P=0.028）；AD组明显低于NC组，差异显著（P=0.033），AD组与aMCI组差异不显著（P=0.947）。左内侧颞叶mI/Cr：3组比较AD>aMCI>NC，但差异不显著。左内侧颞叶Cho/Cr：3组比较差异无统计学意义。

表2 aMCI、AD和NC组左内侧颞叶1H-MRS代谢物比值的比较（）

表2 aMCI、AD和NC组左内侧颞叶1H-MRS代谢物比值的比较（）

注：①1：左内侧颞叶aMCI和NC NAA/Cr均值比较差异显著（P=0.006）；2：AD 和 NC NAA/Cr均值比较差异显著（P=0.010）；②1：左内侧颞叶aMCI和NC NAA/mI均值比较差异显著（P=0.028）；2：AD和NC NAA/mI均值比较差异显著（P=0.033）。

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr NAA/mI NC 2.3745±0.9074 0.7741±0.3879 0.3126±0.1406 7.7162±2.9084 aMCI1.4056±0.79681 0.8067±0.4825 0.3308±0.1990 4.6911±3.51441 AD 1.4679±0.71572 0.7499±0.4176 0.5313±0.4042 4.7794±3.24702

aMCI、AD和NC组右内侧颞叶1H-MRS比较见表3。

表3 aMCI、AD和NC组右内侧颞叶1H-MRS比较（）

表3 aMCI、AD和NC组右内侧颞叶1H-MRS比较（）

注：1：右内侧颞叶aMCI和NC NAA/mI均值比较差异显著，P=0.001；2：AD 和 NC NAA/mI均值比较差异显著，P=0.000。

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr NAA/mI NC 1.5448±0.3709 0.6554±0.2173 0.2758±0.1902 6.55782±1.9551 aMCI1.7615±1.2973 0.9029±0.5202 0.7261±0.8704 3.6678±2.29731 AD 1.5105±0.8472 1.0184±0.7113 0.4453±0.1641 3.3078±1.76622

右内侧颞叶NAA/mI：aMCI组明显低于NC组,差异显著（P=0.001）；AD组明显低于NC组，差异显著（P=0.000），AD组与 aMCI组差异不显著（P=0.659）。右内侧颞叶 Cho/Cr：3组比较 AD>aMCI>NC，但差异无统计学意义，NAA/Cr、mI/Cr 3组比较，差异不显著。

aMCI、AD和NC组左扣带回后部1H-MRS比较见表4。

表4 aMCI、AD和NC组左扣带回后部1H-MRS比较（）

表4 aMCI、AD和NC组左扣带回后部1H-MRS比较（）

注：3组间代谢物比值均值比较差异不显著。

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr NAA/mI NC 1.9865±0.3929 0.6537±0.1366 0.4359±0.1299 4.7628±1.5461 aMCI 1.9411±0.4063 0.6275±0.1915 0.3507±0.1153 5.9634±2.7408 AD 1.6821±0.4762 0.60294±0.1232 0.3733±0.1053 4.7271±1.6667

aMCI、AD和NC组左扣带回后部NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr及NAA/mI比较，差异均无统计学意义。

aMCI、AD和NC组的代谢物不对称指数比较见表5。

表5 aMCI、AD和NC组两内侧颞叶的代谢物比值不对称指数比较（）

表5 aMCI、AD和NC组两内侧颞叶的代谢物比值不对称指数比较（）

注：1：aMCI和NC均值比较差异显著，P<0.05。

NAA/Cr Cho/Cr mI/Cr NAA/mI NC -41.747±28.114 -4.326±66.520 -1.419±17.520 -19.333±17.502 aMCI 16.912±52.2901 -7.622±101.895 -5.207±80.519 7.488±96.143 AD 9.676±78.181 34.716±54.946 -26.067±85.598 -17.179±81.635

双内侧颞叶aMCI组与NC组NAA/Cr代谢物不对称指数比较，差异显著（P=0.045），余代谢物比值差异无统计学意义。

3 讨论

MRS是利用MR中的化学位移现象来测定分子组成及空间分布的一种检测方法。在MRS谱线上，峰值曲线下的面积代表物质的含量，峰值在频率轴上的位置代表物质的种类，常用系统磁共振的频率的百万分几（ppm）表示。当前在AD相关疾病中研究最多的代谢物包括Cr、Cho、mI和NAA等。

NAA主要在中枢神经系统的神经元中出现，而不出现在神经胶质细胞或者是非神经细胞组织中。NAA的水平在神经元丧失或者是受损时会降低，但是在神经元修复期NAA的水平会恢复到正常。NAA水平的高低反映了神经元活性的变化和数量的多少，被认为是神经功能的一个标记物，NAA含量或与其它代谢物的比值的减低，可作为神经元脱失或活性降低的最佳指标。在许多体外的大脑尸体解剖的研究中，与对照组的病人相比，AD病人的NAA的水平下降。本研究发现，左内侧颞叶aMCI和AD组的NAA/Cr均明显低于NC组，有统计学差异（P<0.05），这与以往多项研究相一致[3-6]；而AD组与aMCI组比较，差异不显著（P>0.05）。右内侧颞叶及左后扣带回NAA/Cr三组比较，差异无统计学意义，与Kantarci[7]的报道不同。NAA/Cr的下降考虑是aMCI和AD患者的海马的神经元密度的减少、神经元的丢失，或者部分可逆的神经功能障碍所引起[8]。双内侧颞叶NAA/Cr的不同表现，考虑aMCI和AD对双侧海马的侵袭可能是不同步的，即双侧海马不同时受累。本组研究显示病变先侵袭左内侧颞叶，本研究所选观察对象均为右利者，有研究发现左侧海马与语言信息的记忆能力有关，而右侧海马与空间信息的记忆能力有关。研究对象的入选以记忆损害为主要症状，这样导致结果对左侧海马的结构和功能的反映更充分。同时有文献报道脑内NAA含量与乙酰胆碱酯酶抑制药对AD临床治疗的反应有相关性增加[9-11]，支持了NAA含量和NAA与其它代谢物比值的变化，可以反映出神经元活性的变化和数量多少的结论，间接地反映了aMCI和AD的病理特征。Jessen[3]在一项多中心1H-MRS的研究中提出，NAA的测量，应作为AD诊断另外的一个候选生物学指标。首先NAA在单体素和多体素研究中的稳定性，以及NAA的减低在大量AD患者研究结果的高度一致性；其次，和海马萎缩一样，NAA的减低独立于其它的影像学标记物；检测时间短（相对来说），不用示踪剂，也没有辐射；还有在与AD的其它生物学标记物综合分析时更会发现1H-MRS体现AD病理特征的独特贡献。在本研究中，左侧NAA/Cr不但能鉴别AD与NC，同时也能鉴别aMCI和NC，这在AD前期的诊断尤为重要，有可能影响和改变AD的发展进程，需要我们多中心大样本更深一步的研究。

mI为神经胶质的标志物，mI增高被认为是胶质增生的指征。尽管AD病人在同时有许多共存的其他疾病的影响下，mI的代谢发生紊乱，但是在大多数的研究中，AD病人mI绝对值和mI与其他代谢物的比值显著增加，而且在痴呆出现前和痴呆早期就已经增加。本研究发现，aMCI和AD患者双内侧颞叶与对照组NAA/mI比较均有明显降低,尤其是右侧海马NAA/mI在aMCI和AD患者与对照组比较在NAA/Cr没有明显差异时，NAA/mI出现了明显的变化。

有研究表明，AD病人mI有不同程度的升高，尤其在疾病早期。Kantarci[12]检测了扣带回后部、左侧颞上回及枕叶内侧的 NAA/Cr，Cho/Cr，mI/Cr，MCI与正常对照组间仅有扣带回后部的mI/Cr具有统计学差异。扣带回后部的各化合物中，mI/Cr对于MCI和正常人的鉴别敏感性最高，NAA/Cr对AD与MCI的鉴别敏感性高，两者的结合即NAA/mI对于AD和正常人的鉴别敏感性最高。由此可见，AD病变过程中最早的1H-MRS表现是为mI/Cr的升高，然后才出现NAA/Cr的降低。

Cho类化合物：脑内各部位Cho存在于神经元和胶质细胞，包括游离胆碱、甘油磷酸胆碱及磷酸胆碱，Cho与细胞膜磷脂的分解和合成有关。Cho可反映细胞膜的稳定性和神经胶质的增生，AD和MCI病人1H-MRS检测到的Cho含量的变化不一。在某些研究中有作者发现Cho含量增加，AD病人大脑中的胆碱水平较之对照组为高，其代谢水平与认知评分和痴呆的程度密切相关。有人却未发现Cho含量的改变，或Cho含量的降低[3]。造成上述结果的原因可能是因为1H-MRS对Cho测量的准确性较低，尤其是皮质区Cho的信号强度较弱；此外TE（回波时间）的选择也会影响Cho含量的测量。在本研究中双内侧颞叶及后扣带回的Cho/Cr比值，三组间差异均没有统计学意义。与刘莹[13]报道结果一致，这可能与MRS所测出的Cho峰为磷酸胆碱、甘油磷酸胆碱和游离胆碱的复合峰有关。在AD脑代谢中，游离胆碱水平一般正常，磷酸胆碱水平下降，而甘油磷酸胆碱水平相对增高，但由于后两者的均衡作用，可能会导致AD的Cho水平变化不明显。

长期研究显示，无论是从宏观的脑解剖结构和微观的细胞构筑，还是从生理、生化上均可发现大脑半球的不对称性。这种不对称模式在正常成人、MCI和AD病人均有发现。本研究发现左内侧颞叶aMCI组与NC组代谢物不对称指数差异显著（P<0.05），即左内侧颞叶神经元较右侧丢失的更快，左侧受累较早，与文献报道一致。由于AD和MCI逐渐被社会和学术界所重视，疾病早期行为能力的减低得以评估，MCI患者的两内侧颞叶代谢的不对称得以发现。而AD组两侧代谢物比值的变化同NC比变化不明显，同刘莹[13]的结论一致。说明中度痴呆的AD患者双侧半球的受累程度一致。

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