基于脑结构MRI的急性/亚急性带状疱疹神经痛向带状疱疹后神经痛转化的预测模型研究

《Pain and Therapy》：Prediction of Postherpetic Neuralgia in Patients with Acute and Subacute Herpetic Neuralgia Using Structural Magnetic Resonance Imaging: A Retrospective Study

本研究针对急性/亚急性带状疱疹神经痛患者向带状疱疹后神经痛(PHN)转化的早期预测难题，创新性地整合脑结构磁共振成像(sMRI)与临床特征，通过机器学习方法识别出与PHN发生相关的"易感脑区"（包括海马、扣带回、尾状核等），构建的联合预测模型曲线下面积(AUC)达0.748，为PHN的早期干预提供了客观影像学依据。

　　

当水痘-带状疱疹病毒(VZV)在人体内再次被激活，就会引起带状疱疹(HZ)。这种疾病最令人困扰的并发症就是带状疱疹后神经痛(PHN)，即皮疹愈合后疼痛持续超过90天。据统计，在50岁以上的亚太地区人群中，带状疱疹的发病率高达每千人年3.4-16.7例。随着人口老龄化加剧，到2050年该地区60岁以上人口将达到13亿，PHN必将成为日益严重的公共卫生问题。

PHN不仅导致持续性疼痛，还常伴随焦虑、抑郁、睡眠障碍甚至自杀倾向，给患者家庭和医疗系统带来沉重负担。目前预防PHN最有效的方法是接种重组带状疱疹疫苗(RZV)，其对PHN的预防效果达91.2%。然而，公众接种意识不足使得许多老年人仍面临患病风险。对于已发病的患者，药物治疗和微创介入治疗效果有限，且易产生耐药性和经济负担。

准确预测哪些患者会从急性期发展为慢性疼痛，对临床决策至关重要。以往研究多基于人口统计学特征、临床症状和血液指标构建预测模型，虽然取得了一定成效（最高AUC达0.931），但尚未有研究探索脑结构影像特征的预测价值。事实上，从带状疱疹到PHN的转化过程伴随着中枢神经系统的显著改变，包括外周神经损伤引发的炎症反应、异位放电、离子通道功能障碍以及中枢敏化等机制。这些神经塑性变化可能导致大脑形态学的改变，为利用神经影像技术预测PHN提供了理论依据。

在此背景下，温州医科大学附属第五医院疼痛科的研究团队开展了一项回顾性研究，首次将脑结构磁共振成像(sMRI)与临床特征相结合，探索急性/亚急性带状疱疹神经痛患者向PHN转化的预测方法。该研究已发表于《Pain and Therapy》期刊。

研究人员采用了多模态数据整合的分析策略。研究纳入了2023年2月至2025年1月期间住院的214例急性/亚急性带状疱疹神经痛患者，通过电话或门诊随访，最终有211例患者完成随访，其中116例(54.98%)发展为PHN，95例未发展为PHN。所有参与者均在入院当天接受了1.5T Siemens TrioTIM扫描仪的三维T1加权结构磁共振扫描，并在干预前采集了临床数据和血液样本。

关键技术方法包括：基于自动解剖标记(AAL)图谱将大脑划分为90个感兴趣区(ROI)，提取灰质体积(GMV)值；采用学生t检验、卡方检验和Kruskal-Wallis H检验分析组间差异；将显著差异的GMV特征与临床变量结合训练机器学习模型；通过受试者工作特征(ROC)曲线评估预测性能。

患者和临床特征

统计分析显示，PHN组与非PHN组在年龄、BMI、年龄≥50岁、病程、入院时数字评分法(NRS)评分、急性期(<1个月)住院、受累皮节和查尔森合并症指数(CCI)评分等方面存在显著差异(P<0.05)。值得注意的是，将年龄风险阈值提前至50岁是本研究的创新发现之一。营养不良状态和T1-T4神经根受累的患者更易发展为PHN，提示对这些患者应加强营养支持并尽早进行抗病毒和微创介入治疗。

PHN组与非PHN组基线GMV差异

对90个脑区GMV的分析发现，两组在多个脑区存在显著差异：左额下回三角部、梭状回、颞横回和颞上回；右额下回眶部、豆状核苍白球；以及双侧扣带回、海马和尾状核(P<0.05，经错误发现率校正)。与未患病组相比，PHN组在左额下回三角部、右额下回眶部、左颞横回、左颞上回和右豆状核的GMV减小，而在双侧扣带回、海马、尾状核和左梭状回的GMV增加。

结合人口统计学、临床和影像学数据区分PHN与非PHN组的ROC曲线分析

ROC曲线分析整合了7个有显著差异的临床特征和12个基线GMV指标。在所有211例患者中，单独使用T1加权MRI预测PHN发展的AUC为0.649，单独使用临床特征的AUC为0.733，而联合模型的AUC提高至0.748。按年龄分层分析显示，在50-69岁亚组中，联合模型的预测性能最佳(AUC=0.722)，而在70-89岁亚组中，临床特征单独预测效果较好(AUC=0.702)。

讨论与结论

本研究首次通过分析急性/亚急性期带状疱疹神经痛患者的脑结构MRI数据，识别出与PHN发生相关的"易感脑区"。海马作为边缘系统的关键组成部分，在记忆处理和疼痛感知整合中发挥重要作用。研究发现双侧海马体积较大的患者更易发展为PHN，表明海马体积可能与中枢敏化存在关联。

扣带回后部(PCC)参与情景记忆提取和疼痛相关脑激活，本研究中双侧PCC体积增大与PHN发生风险增加相关，提示边缘系统在疼痛情绪成分编码中的关键作用。尾状核和苍白球作为基底节组成部分，富含多巴胺和阿片受体，直接参与痛觉感知和调节。研究发现双侧尾状核GMV较大的患者PHN发生风险更高，而Tang等研究显示PHN患者尾状核体积较HZ患者减小，提示从急性期向慢性期转化可能伴随尾状核体积的进行性减少。

前额叶皮层(PFC)是"疼痛矩阵"的重要组成部分，除了执行功能和情绪调节外，还参与疼痛调控、灾难化认知和自主神经活动抑制。本研究证实双侧额下回GMV减小是PHN发生的显著风险因素，与Zeng等研究发现药物抵抗性疼痛患者额叶灰质体积减少的结果一致。

研究者推测，GMV增加可能与神经元增殖或突触密度增加有关，而GMV减少则常与神经退行性变或凋亡相关。这些变化可能是对持续性疼痛的适应性代偿反应。值得注意的是，一些研究表明慢性疼痛患者的灰质减少在成功治疗后可能部分逆转，这强调了在急性/亚急性期及时控制疼痛的重要性。

本研究通过整合临床特征和脑结构MRI的GMV特征预测PHN发生风险，证实神经影像特征可提高预测性能。虽然相比仅使用临床特征的模型(AUC=0.733)提升有限，但这为PHN的客观影像学评估提供了新思路。未来研究可扩大样本量，结合功能MRI(fMRI)探索脑功能连接模式，进一步提高预测准确性。

研究的局限性包括样本量较小(n=211)、缺乏心理评估数据、仅基于住院患者可能导致的选择偏倚，以及未纳入健康对照组进行跨组比较。尽管如此，该研究为PHN的早期预测和干预提供了重要的影像生物学标志，为实现精准疼痛管理奠定了基础。