脊髓性肌萎缩症儿童脑白质完整性降低与结构网络破坏：DTI揭示SMN蛋白缺陷对脑发育的影响

为解决脊髓性肌萎缩症(SMA)患者脑白质异常机制不明的问题，中山大学附属第一医院团队通过扩散张量成像(DTI)技术，对42例2/3型SMA患儿开展脑白质微结构与结构网络研究。发现患者广泛存在FA降低、AD减少及RD升高的白质损伤，伴随全局效率(Eglob)下降和小世界网络特征(σ)改变，且AD值与运动功能评分(HFMSE)显著相关。该研究首次系统揭示SMN蛋白缺陷可能导致脑白质发育异常，为SMA多系统受累理论提供影像学证据。

　　

脊髓性肌萎缩症(SMA)这种被称为"婴幼儿头号遗传病杀手"的疾病，长期以来被认为主要损害脊髓运动神经元。但随着基因治疗时代的到来，患者生存期显著延长，一个曾被忽视的问题浮出水面——为什么部分患儿会出现认知障碍和情绪异常？传统观点将这些问题归因于肌肉萎缩导致的行动受限，但越来越多的证据暗示，SMN蛋白缺陷可能直接影响了大脑发育。

中山大学附属第一医院放射科团队在《Journal of Neurodevelopmental Disorders》发表的研究，首次采用多模态磁共振技术揭开了这个谜团。研究人员创新性地将扩散张量成像(DTI)与图论分析相结合，对42例2/3型SMA患儿进行全脑白质"地毯式"扫描，并与健康儿童严格对照。这种选择颇具深意——相比病情凶险的0/1型患者，2/3型患儿较少出现缺氧性脑损伤，能更真实反映SMN蛋白缺乏对脑组织的直接影响。

研究采用三大关键技术：1) 基于TBSS(基于骨架的空间统计)的全脑白质微结构分析；2) 采用AAL-90模板构建结构连接矩阵；3) 运用GRETNA工具箱计算网络拓扑参数。所有患儿均经基因检测确诊，并接受标准化Hammersmith运动功能评估(HFMSE)。

异常白质在TBSS结果中的表现

如同发现"脑内隐形伤痕"，研究显示SMA患儿白质损伤范围远超预期。关键运动传导路如皮质脊髓束(CST)FA值显著降低，同时伴随轴向扩散系数(AD)减少和径向扩散系数(RD)升高，这种"一低两高"模式提示存在轴突损伤和髓鞘发育异常。最令人意外的是胼胝体——这个连接左右脑的"信息高速公路"也出现明显异常，这为解释患儿认知障碍提供了物质基础。

结构网络的"小世界"失衡

当研究人员将大脑视为复杂网络时，发现更深刻的改变。虽然SMA脑网络仍保持小世界特性(σ>1)，但全局效率(E_glob)显著降低而特征路径长度(L_p)延长，好比城市道路网中主干道出现多处"拥堵"。特别值得注意的是右侧缘上回(SMG.R)和辅助运动区(SMA.R)等节点的异常，这些区域涉及运动计划和高阶认知，其网络连接紊乱可能是患者运动-认知双重障碍的神经基础。

临床关联的突破发现

研究首次建立影像指标与临床严重度的直接联系：右侧丘脑前辐射和皮质脊髓束的AD值与HFMSE评分呈正相关(r=0.45)。这意味着白质损伤程度可客观预测运动功能状态，为未来疗效评估提供了潜在影像标记物。

这项研究颠覆了传统认知，证实SMA不仅是运动神经元疾病，更是涉及全脑白质发育障碍的系统性疾病。发现SMN蛋白缺乏可能导致"髓鞘发育时钟"紊乱，这为解释患者认知障碍提供了新视角。在临床层面，研究提示未来治疗方案需关注神经系统整体保护，而DTI参数可能成为评估疗效的"生物标尺"。随着基因治疗时代的到来，这些发现将为优化治疗窗口期和监测长期预后提供重要依据。