磁敏感与扩散张量成像标志物预测孤立性REM睡眠行为障碍向帕金森综合征转化的前瞻性研究

《npj Parkinson's Disease》：Susceptibility and diffusion MRI biomarkers predict development of Parkinsonism in iRBD

本研究针对孤立性快速眼动睡眠行为障碍（iRBD）患者向显性突触核蛋白病转化的早期预测难题，通过结合定量磁敏感成像（QSM）与扩散张量成像（DTI）技术，发现中脑大脑脚区域的磁敏感值与分数各向异性（FA）升高可显著预测帕金森综合征的发生。其联合标志物的预测效能与多巴胺转运体成像（DAT-SPECT）相当，为临床提供了一种无创、低成本的新型生物标志物选择，对早期干预及疾病机制研究具有重要意义。

　　

在神经退行性疾病的研究中，孤立性快速眼动睡眠行为障碍（iRBD）被视为帕金森病（PD）、路易体痴呆（DLB）等突触核蛋白病的早期前驱阶段。尽管多巴胺转运体成像（DAT-SPECT）是目前预测iRBD患者向帕金森综合征转化的金标准，但其成本高昂、存在辐射暴露风险，且在许多地区难以普及。因此，开发一种基于磁共振成像（MRI）的无创生物标志物成为临床迫切需求。

本研究旨在探索定量磁敏感成像（QSM）与扩散张量成像（DTI）能否在iRBD患者中检测到早期神经退行性变化，并预测其向帕金森综合征的转化。研究人员对79例iRBD患者进行了平均5.6年的前瞻性随访，其中21例（27%）转化为帕金森综合征。通过基线MRI数据的分区分析与生存模型，发现中脑大脑脚区域的磁敏感值与FA升高与转化风险显著相关，且其预测效能与DAT-SPECT相当。

关键方法概述

研究纳入79例iRBD患者，每年进行临床评估直至转化为帕金森综合征或痴呆。所有参与者接受3T MRI扫描，包括多回波梯度回波序列（用于QSM重建）和DTI序列。通过基于体素的组间比较确定差异脑区，并提取感兴趣区域（ROI）的定量参数。采用线性判别分析（LDA）整合QSM与DTI指标，并通过Cox回归模型评估其预测价值。DAT-SPECT作为对照标准，采用半定量分析获取壳核特异性结合率（SBR）及z值。

研究结果

参与者特征

两组患者在年龄、病程、运动评分（MDS-UPDRS-III）及认知功能（MoCA）上无显著差异，但转化组男性比例更高（95%）。

QSM与DTI的体素分析

在全脑水平未发现组间差异，但在中脑上部掩膜内，转化组双侧大脑脚白质区域的磁敏感值显著升高（FWE校正p<0.05）。

DTI参数在严格校正后未显示显著差异，但未校正结果提示中脑区域FA升高、平均扩散系数（MD）降低。

ROI分析

基于QSM差异区域提取的ROI数据显示，转化组的FA（t=-2.62, p<0.05）与磁敏感值（t=-2.99, p<0.01）均显著高于未转化组，且磁敏感值与MDS-UPDRS-III评分呈正相关。

MRI与DAT-SPECT参数比较

DAT-SPECT在转化组的异常率为52%，显著高于未转化组（11%）。其壳核z值在区分两组时的曲线下面积（AUC）为81%。而磁敏感值（AUC=70%）与FA（AUC=68%）的预测效能与DAT-SPECT无统计学差异。

分类实验

结合磁敏感值与FA的LDA模型在预测转化时的AUC为76%，敏感性与特异性分别为71%与70%，性能与DAT-SPECT相当（p=0.29）。

生存分析

Cox回归显示，磁敏感值（HR=1.67）与FA（HR=1.84）均独立预测转化风险，其联合指标的HR为2.58，接近DAT-SPECT的HR（2.85）。

讨论与结论

本研究首次证实中脑大脑脚区域的QSM与DTI异常可作为iRBD向帕金森综合征转化的早期生物标志物。其机制可能涉及底丘脑-苍白球通路中的代偿性神经可塑性变化，例如轴突重组或微胶质细胞激活导致的铁沉积。尽管DTI与QSM在白色质中的解读存在挑战（如纤维走向对磁敏感值的影响），但二者空间重叠的异常区域强烈提示其与黑质病理的关联。

该研究的临床意义在于为iRBD患者提供了一种替代DAT-SPECT的预测工具，尤其适用于资源有限地区。未来需通过更大样本及神经病理学关联研究进一步验证这些标志物的特异性与机制。