新冠长期后遗症神经认知障碍患者的不对称性类淋巴功能障碍研究:与血脑屏障破坏的关联

【字体: 时间:2025年03月20日 来源:BMC Neurology 2.2

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  为探究 PASC 患者类淋巴系统功能与血脑屏障关系,研究发现二者相关,DTI-ALPS 或可作无创生物标志物。

  在新冠疫情的阴霾逐渐散去后,人们发现,一些新冠康复者却长期被诸如认知障碍、疲劳、嗅觉味觉丧失等症状困扰,这就是所谓的新冠长期后遗症(Post-acute sequelae of SARS-CoV-2 infection,PASC)。其中,神经认知障碍(Neuro cognitive impairment,NCI)是 PASC 的常见症状之一,严重影响患者的生活质量。越来越多的研究表明,神经炎症以及血脑屏障(Blood brain barrier,BBB)的破坏在 PASC 患者的神经认知障碍发病过程中起着关键作用。然而,目前对于 PASC 患者体内类淋巴系统(glymphatic system)的功能状态,以及它与血脑屏障之间的关系,仍知之甚少。类淋巴系统作为大脑中重要的废物清除途径,其功能异常可能与多种神经疾病相关,这一领域的研究空白亟待填补。
为了解开这些谜团,来自澳大利亚悉尼圣文森特医院(St Vincent’s Hospital)、美国托马斯杰斐逊大学医院(Thomas Jefferson University Hospital)等机构的研究人员 Joga R. Chaganti、Tanush K. Talekar 和 Bruce James Brew 等人开展了一项极具意义的前瞻性病例对照研究,该研究成果发表在《BMC Neurology》杂志上。

在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:

  1. 磁共振成像(MRI)技术:使用 3T MR 成像扫描仪,对研究对象进行全面的脑部成像。其中包括常规的 T-1 体积成像和 T-2 快速自旋回波(T-2 FSE)成像,以及先进的扩散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)和动态对比增强灌注成像(Dynamic contrast enhanced perfusion,DCE-P)MRI。
  2. 图像分析技术:DTI 数据通过 FSL 工具包进行处理,利用其涡流校正工具预处理数据,借助脑提取工具(BET)创建脑掩码,进而计算各向异性分数(Fractional anisotropy,FA)等参数。通过特定公式计算沿血管周围间隙的扩散张量图像指标(Diffusion along the perivascular spaces DTI,DTI-ALPS),以评估类淋巴系统功能。DCE-P MRI 数据则使用 NordicICE 软件处理,应用两室药代动力学模型(Patlak 模型)计算血脑屏障的毛细血管通透性指标 Ktrans
  3. 样本队列选择:招募了 14 名有持续性嗅觉丧失、味觉丧失、疲劳和认知障碍症状的 PASC 患者,最终纳入分析的是 10 名在两个时间点都进行了 DTI 研究的患者。同时招募了 10 名年龄和性别匹配的健康对照者。

研究结果如下:

  1. DTI-ALPS 指数差异:患者和对照组在左半球的 DTI-ALPS 指数存在显著差异(z = 2.04,p<0.04),患者左半球的 DTI-ALPS 指数明显降低;而在右半球,两组间无显著差异。此外,患者左右半球的 DTI-ALPS 指数也存在显著差异(z = 2.5,p = 0.01)。同时,患者的 DTI-ALPS 指数在 12 个月内无显著变化。
  2. 与 Ktrans的相关性:通过 Spearman 相关系数分析发现,中央白质的 Ktrans与 DTI-ALPS 指数之间存在强负相关(rho = 0.66,p<0.03),但全脑平均 Ktrans得分与 ALPS 得分无相关性。

在研究结论与讨论部分,研究人员指出,该研究首次深入探讨了 DTI-ALPS 与血脑屏障指标 Ktrans之间的关系。研究发现 PASC 患者左半球类淋巴系统功能存在异常,且这种异常与血脑屏障的毛细血管通透性增加相关,意味着受损的血脑屏障可能导致潜在毒素流入,而功能受损的类淋巴系统又无法有效清除这些毒素,进而影响神经认知功能。这一发现为理解 PASC 患者神经认知障碍的发病机制提供了新的视角。

此外,研究中还观察到患者与对照组相比,Dx 值轻度降低,这表明在投影纤维中扩散受到的阻碍比联合纤维更显著,可能是由于细胞外水含量增加和白质纤维结构改变所致。而 DTI-ALPS 指数在 12 个月内无显著变化,提示导致引流异常的病理改变可能需要更长时间才能恢复,甚至可能是不可逆的。

尽管该研究取得了重要成果,但也存在一定局限性,如样本量较小。不过,其纵向研究设计在一定程度上弥补了这一不足。未来需要更大样本量的纵向研究来进一步验证这些发现,以更深入地了解 PASC 患者神经认知障碍的发病机制,为开发针对性的治疗策略提供理论依据。

总的来说,这项研究揭示了 PASC 患者类淋巴系统功能障碍与血脑屏障破坏之间的紧密联系,DTI-ALPS 有望成为一种无创的生物标志物,用于评估 PASC 患者的病情和监测疾病进展,为后续的临床研究和治疗提供了重要方向。
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