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【编辑推荐】为探究单侧额叶低级别胶质瘤（FLGGs）的脑结构变化，研究人员对 117 例患者及 68 名对照者行 3D T1 MRI 扫描，结合 VBM 与 SCN 图论分析。发现患者对侧 / 同侧杏仁核等区域灰质体积（GMV）增加，脑网络拓扑属性改变，为理解神经适应性提供新视角。
研究背景与意义
脑胶质瘤作为中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，尤其好发于额叶，常导致患者语言与认知功能障碍。尽管已有研究表明大脑具有神经适应性（neuroadaptation），可通过结构与功能重组应对损伤，但单侧额叶低级别胶质瘤（FLGGs）如何影响脑结构的跨区域协作，尤其是灰质体积（GMV）变化与全脑网络拓扑特征的关联，仍是未解之谜。传统基于体素形态 ometry（VBM）的研究仅能揭示局部形态改变，却难以捕捉脑网络层面的适应性重组；而结构协变网络（SCN）分析虽能从全局视角解析脑区形态协同变化模式，但在胶质瘤领域的应用仍处于起步阶段，尤其缺乏对小脑等非传统核心区域的关注。
为填补这一空白，复旦大学附属华山医院放射科联合南通大学的研究团队，开展了一项创新性研究。该研究首次整合 VBM 与 SCN 图论分析，系统探究单侧 FLGGs 患者的脑结构改变，旨在从 “局部 - 全局” 双维度揭示肿瘤诱导的神经适应性机制，为临床个性化治疗提供影像学依据。研究成果发表于《BMC Medical Imaging》，为胶质瘤神经影像学研究开辟了新方向。
关键技术方法
研究纳入 2019-2023 年于华山医院就诊的 117 例单侧 FLGGs 患者（WHO 2 级，IDH 突变型）及 68 名年龄、性别匹配的健康对照（HCs）。所有受试者均接受 3T MRI 扫描，获取 3D T1 结构像与 T2-FLAIR 序列。通过 MRIcron 软件手动勾勒肿瘤掩膜，计算肿瘤体积（TV），并利用 SPM12 与 CAT12 工具包对 T1 图像进行预处理，包括空间标准化、分割为灰质（GM）、白质（WM）与脑脊液（CSF），并调制以保留原始 GMV。
研究采用两大核心技术：① VBM 分析：通过双样本 t 检验比较患者与 HCs 的 GMV 差异，以 TIV、年龄、性别为协变量，经 FWE 校正（p<0.05，簇大小> 200 体素），识别局部灰质体积改变区域；② SCN 图论分析：基于自动化解剖标记（AAL）图谱，将对侧大脑、同侧未受累区域及小脑划分为不同脑区，计算各区域 GMV 的皮尔逊相关系数构建关联矩阵，通过稀疏化处理（稀疏度 0.05-0.5）保留小世界属性，进而计算全局网络指标（如归一化聚类系数 Gamma、特征路径长度 Lambda、全局效率 Eg 等）与节点指标（如介中心性 BC、度中心性 DC），通过置换检验（1000 次）与 FDR 校正（p<0.05）筛选差异显著的拓扑参数。
研究结果
1. 灰质体积（GMV）改变
VBM 分析显示，单侧 FLGGs 患者对侧杏仁核、距状沟、角回，同侧杏仁核及小脑蚓部 6 区（vermis_6）GMV 显著增加。其中，对侧杏仁核簇大小达 22,122 体素（T=11.17，p<0.000），同侧杏仁核簇大小 35,475 体素（T=12.65，p<0.000），提示双侧杏仁核及跨模态脑区（如角回）可能通过体积增大代偿肿瘤损伤。
2. 结构协变网络（SCN）拓扑特征
对侧大脑网络：患者保留典型小世界属性（Sigma>1，Lambda≈1，Gamma>1），但全局效率（Eg）、局部效率（Eloc）、聚类系数（Cp）显著升高，特征路径长度（Lp）降低，表明对侧脑区通过增强局部连接与全局整合代偿功能。节点分析显示，对侧额下回岛盖部 BC、DC 降低，而额下回眶部、海马等区域 BC、DC、节点效率（NE）升高，提示网络枢纽从受损区域向远端转移。
同侧未受累区域网络：虽保留小世界属性，但 Eloc、Cp 降低，Eg 升高，Lp 与 Lambda 减少，显示局部连接紊乱但全局整合维持。节点分析显示，楔叶、角回等区域 BC、DC、NE 降低，提示同侧远端脑区功能连接减弱。
小脑网络：患者小脑 Sigma、Gamma、Cp、Eloc 显著降低，但 Eg 与 Lp 无差异，表明小脑结构协变网络局部连接受损，但全局效率得以保存，可能与皮质 - 小脑 - 丘脑环路的适应性重组相关。
结论与讨论
本研究通过 VBM 与 SCN 联合分析，首次在单侧 FLGGs 患者中观察到 “局部灰质体积增大 - 全脑网络拓扑重构” 的双重特征。对侧杏仁核、角回等区域的 GMV 增加，可能通过增强情绪调节、跨模态信息整合代偿额叶功能；而对侧大脑网络的小世界属性强化，提示大脑通过优化连接效率维持功能稳态。值得注意的是，小脑蚓部 6 区 GMV 增加及网络参数改变，揭示了小脑在胶质瘤神经适应性中的潜在作用，挑战了传统 “小脑仅参与运动调控” 的认知。
研究同时指出，FLGGs 诱导的结构重组具有层级性：同侧区域通过 “去中心化” 减少对受损节点的依赖，对侧脑区则招募新枢纽代偿，小脑维持全局效率。这些发现为理解胶质瘤相关神经可塑性提供了 “跨区域形态协同变化” 的新视角，其揭示的 GMV 与 SCN 参数有望成为评估神经适应性的影像学标志物，为术前功能区定位、预后预测及个性化治疗（如神经调控）提供理论依据。
尽管存在右侧病例少、未整合功能影像等局限，本研究仍为胶质瘤领域提供了突破性见解。未来需通过大样本纵向研究，进一步验证结构 - 功能 - 临床结局的动态关联，推动神经影像学从 “诊断工具” 向 “治疗指导” 的跨越。
