NeuroImage:定量易感性映射与阿尔茨海默病临床及影像标记物的关联研究

文摘   2024-10-04 21:09   上海  

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文献导读

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要点

本研究探讨了定量易感性映射(QSM)与阿尔茨海默病(AD)的临床和影像学标记物之间的关联。研究假设铁代谢异常与AD病理有关,通过QSM技术评估了铁负荷与AD标记物之间的关系。研究包括421名参与者,涵盖认知正常、轻度认知障碍(MCI)和健忘型痴呆症患者。所有参与者均接受了多回波梯度回波成像、PiB淀粉样蛋白PET和Tauvid tau PET检查。


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主要研究方法

研究使用了多回波梯度回波成像技术获取QSM数据,并通过统计分析方法评估了大脑皮质和深部灰质区域的易感性变化。研究采用线性回归模型分析易感性与年龄、认知功能、临床诊断、淀粉样蛋白PET标准化摄取值比(SUVR)和tau PET SUVR以及皮层灰质体积之间的关系。


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研究意义

研究结果表明,易感性在深部和下部灰质核(特别是苍白球和壳核)中的变化可能标志着认知能力下降、淀粉样蛋白沉积和tau配体的非靶向结合。尽管在淀粉样斑块中检测到铁的存在,但通过当前QSM实现在皮层中可靠检测到的铁量不足。


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创新点

本研究的创新之处在于它综合运用了先进的MRI技术和PET成像,以评估AD的铁负荷和病理变化。此外,研究还探讨了QSM作为临床和研究应用的潜力,特别是在区分不同AD病理阶段方面的应用价值。通过对大量样本的分析,研究提供了有关QSM在AD诊断和监测中应用的更深入见解。



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文献精读


AD的病理特征是细胞外Aβ斑块和细胞内tau缠结的积累。越来越多的证据表明,铁代谢的异常与AD的病理学有关。铁的积累与AD的病理变化有关,包括与Aβ斑块和神经纤维缠结的关联。QSM是一种能够测量组织易感性的MRI技术,反映了铁和其他矿物质的浓度。尽管QSM的测量值是非特异性的,但在神经退行性疾病的研究中,它通常被视为皮层铁的指标。


本研究包括来自Mayo Clinic Study of Aging和Alzheimer’s Disease Research Center的421名参与者。参与者接受多回波梯度回波成像、PiB淀粉样蛋白PET和Tauvid tau PET检查。使用方差分量分析评估参与者之间皮层易感性的变化。通过线性回归模型评估区域易感性与年龄、认知功能、临床诊断、淀粉样蛋白PET标准化摄取值比(SUVR)、tau PET SUVR和皮层体积之间的关联。

代表性参与者的影像。(A)一名35岁的认知功能未受损参与者和(B)一名83岁的认知功能未受损参与者的定量易感性映射(QSM)、tau PET和淀粉样蛋白PET。在年龄较大的参与者中,苍白球和壳核的易感性升高,tau PET标准化摄取值比(SUVR)增加。尽管尚未量化,但通过视觉检查,升高的易感性和tau PET SUVR的范围似乎并不完全重叠,这可能意味着QSM和PET上的这些信号变化可能由多个过程共同促成。两名参与者的淀粉样蛋白PET SUVR均偏低。


研究发现,参与者之间皮层易感性的变化很小。随着年龄的增长和认知功能的下降,深部和下部灰核(如苍白球、壳核、黑质和丘脑下核)的易感性增加。易感性与淀粉样蛋白PET SUVR在苍白球和壳核中呈正相关,而在一些皮层区域呈负相关。易感性与tau PET SUVR在基底神经节中呈正相关,而在皮层区域中呈较小程度的正相关。在内侧颞叶区域,易感性与皮层灰质体积呈负相关。


讨论部分指出,本研究的主要发现是在苍白球和壳核等深部和下部灰质核中,易感性与认知下降、淀粉样蛋白沉积和tau配体的非靶向结合有关。尽管在淀粉样斑块中检测到铁的存在,但通过当前QSM实现在皮层中可靠检测到的铁量不足。这可能是由于铁与淀粉样斑块的关联不足以在QSM上产生可检测的变化,或者铁可能与淀粉样斑块的形成有关,但其量不足以在皮层中被可靠检测。


QSM可能在深部和下部灰质核中作为AD的有用生物标志物,但在目前的实现中,其在皮层中对临床评估的作用有限。未来的研究需要进一步探索QSM在AD诊断和监测中的应用价值。


尽管本研究样本量大,涵盖了从认知正常到痴呆的广泛人群,但研究仍存在局限性。首先,研究没有评估QSM在不同年龄阶段的变化,特别是与大脑发育相关的早期阶段。其次,研究没有进行体素级分析,这可能限制了对皮层区域中铁沉积的检测。未来的研究应该考虑这些局限性,并探索QSM在AD早期诊断和疾病进展监测中的应用价值。




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