小脑病变与神经网络退化:额颞叶痴呆的关键病理机制

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Journal of Neurology 4.8

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  为探究额颞叶痴呆(FTD)中被忽视的小脑病变,研究人员开展多模态神经影像研究,发现小脑病变影响 FTD 临床表型,意义重大。

  

额颞叶痴呆研究:小脑病变与神经网络退化的新发现

在神经科学领域,肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)和额颞叶痴呆(Frontotemporal Dementia,FTD)如同神秘的 “双胞胎”,它们在临床、遗传和神经影像特征上有着千丝万缕的联系,共同构成了 ALS-FTD 疾病谱。一直以来,多数神经影像研究都聚焦于大脑幕上的病变,就像在黑暗中只盯着一处光亮,忽略了其他重要的角落。在这个 “大脑舞台” 上,FTD 患者的运动、认知和行为表现常被简单地归因于幕上神经退化,而小脑病变这一 “幕后角色” 却长期被忽视。
实际上,小脑在神经功能中扮演着极其重要的角色。它不仅参与协调运动,还在认知、情感等方面有着关键作用。然而,在 ALS 和 FTD 的研究中,小脑的功能常常被低估。比如,一些患者出现的认知障碍、情绪异常等症状,以往可能只从大脑其他部位找原因,却很少考虑小脑的影响。而且,现有的研究对小脑的白质改变和深部核团退化关注不足,这就像拼图少了关键的几块,使得我们对疾病的理解始终不完整。
为了填补这些研究空白,来自都柏林三一学院(Trinity College Dublin)等多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项前瞻性、单中心的多模态神经影像研究,试图深入了解 ALS-FTD 疾病谱中不同临床表型与小脑 - 大脑连接的关系。
研究人员精心招募了 198 名参与者,包括 29 名散发性 C9orf72 阴性的 ALS-FTD 患者(ALS-FTD C9NEG)、24 名携带 C9orf72 基因六核苷酸重复扩增的 ALS-FTD 患者(ALS-FTD C9POS)、10 名行为变异型额颞叶痴呆(behavioral variant frontotemporal dementia,bvFTD)患者、15 名非流利型原发性进行性失语(non-fluent variant primary progressive aphasia,nfvPPA)患者、7 名语义变异型原发性进行性失语(semantic variant primary progressive aphasia,svPPA)患者,以及 113 名健康对照者。
研究中,研究人员运用了多种先进的技术方法。在神经影像方面,使用 3T 飞利浦 Achieva MRI 平台,采集 T1 加权成像(T1w)、液体衰减反转恢复(FLAIR)、扩散加权成像(dMRI)和静息态功能 MRI(rs-fMRI)数据。通过计算解剖工具包(CAT12)进行形态计量灰质分析,评估小脑体积变化;利用概率追踪法评估小脑白质投射的完整性;在功能分析中,探究小脑与其他脑区的血氧水平依赖(BOLD)信号关联和功能连接。此外,还运用统计建模方法分析数据,探究不同患者组和健康对照组之间的差异。
研究结果令人瞩目。在结构连接方面,径向扩散率(RD)分析发现,所有患者组与健康对照组相比,双侧小脑 - 额叶、小脑 - 顶叶和小脑 - 颞叶的连接均受损。ALS-FTD C9NEG、ALS-FTD C9POS 和 nfvPPA 患者还存在双侧小脑 - 枕叶的连接中断,部分患者出现脊髓小脑束退化。分数各向异性(FA)分析也检测到一些连接变化,不过其敏感性不如 RD。在功能连接方面,发现 bvFTD 和 nfvPPA 患者右侧半球的小脑 - 顶叶和小脑 - 枕叶功能连接增强,但未检测到胼胝体或锥体束的功能连接改变。在体积测量方面,ALS-FTD C9POS 患者出现小脑前叶体积减少,ALS-FTD C9POS、bvFTD 和 nfvPPA 患者存在小脑后叶萎缩,nfvPPA 患者有绒球小结叶退化,bvFTD 患者存在小脑脚萎缩,且部分患者初级运动皮层体积减小。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究揭示了 FTD 患者不仅存在小脑病变,而且小脑 - 大脑的神经回路也受到严重影响。小脑与 FTD 相关的皮质区域之间的连接特别脆弱,这表明小脑功能障碍在 FTD 的运动和神经心理缺陷中起着重要作用。例如,研究中发现的脊髓小脑束病变和小脑萎缩,可能是患者步态障碍和平衡失调的原因之一。而且,在非 ALS 的 FTD 表型中也检测到了皮质脊髓束、胼胝体和初级运动皮层的退化,这挑战了传统观念,提示在 FTD 患者中应重视运动功能的筛查。此外,研究还指出,尽管小脑体积变化相对有限,但白质变化显著,这凸显了连接性指标在 FTD 生物标志物开发中的潜力。不过,研究也存在一些局限性,如样本量有限、缺乏纵向数据、部分 FTD 患者基因检测不全面等,这也为未来的研究指明了方向。
总的来说,这项研究发表在《Journal of Neurology》上,为我们理解 FTD 的病理机制提供了新的视角,就像在黑暗中点亮了一盏灯,让我们看到了以往忽视的角落,为后续的研究和临床治疗提供了重要的线索和参考。
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