原发性侧索硬化患者初级运动皮层葡萄糖低代谢的不一致性研究:对 FDG-PET 诊断价值的再评估

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Journal of Neurology 4.8

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  为探讨 FDG-PET 在识别 PLS 患者运动皮层低代谢中的可靠性,研究人员分析 9 例 PLS 患者基线及随访 FDG-PET 数据。发现仅 4 例出现初级运动皮层(M1)低代谢,且代谢水平与症状进展无一致关联,提示 PLS 异质性,FDG-PET 诊断价值有限。

  在神经退行性疾病的研究领域中,原发性侧索硬化(Primary Lateral Sclerosis, PLS)作为一种罕见的上运动神经元变性疾病,一直备受关注。PLS 以皮质脊髓束和上运动神经元进行性退变为特征,理论上其病变起始于初级运动皮层(Primary Motor Cortex, M1)。因此,基于 2 - 脱氧 - 2-[18F] 氟代 - D - 葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG-PET)检测 M1 区葡萄糖低代谢,被认为是潜在的诊断标志物。然而,临床观察发现,并非所有 PLS 患者均表现出 M1 区低代谢,这一矛盾现象使得 FDG-PET 的诊断可靠性存疑。为了明确 FDG-PET 在 PLS 诊断中的实际价值,德国罗斯托克大学医学中心(Rostock University Medical Center)联合德国神经退行性疾病研究中心(Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, DZNE)的研究团队,对一组 PLS 患者展开了影像学与临床特征的关联性研究。该研究成果发表在《Journal of Neurology》,为 PLS 的精准诊断提供了重要新视角。
研究人员采用回顾性分析方法,纳入 9 例连续就诊于罗斯托克大学医学中心神经内科、符合 PLS 诊断标准的患者。所有患者均接受基线 FDG-PET 扫描,其中 5 例完成至少 1 次随访评估。研究通过提取 M1、背外侧前额叶运动皮层(PMd)、腹外侧前额叶运动皮层(PMv)、辅助运动区(SMA)等多个运动相关脑区的 FDG-PET 信号,并基于阿尔茨海默病神经影像学计划(ADNI)的 70 名健康对照数据,计算经协变量校正的 z 评分(w 评分),以评估患者脑区葡萄糖代谢水平。同时,结合患者的临床资料,包括疾病持续时间、症状分布、ALS 功能评分量表修订版(ALSFRS-r)等,分析代谢变化与临床表型的相关性。

研究结果


患者基线特征与临床表型


9 例患者平均年龄 61±8 岁,基线时平均病程 40±24 个月,44% 为女性,44% 出现假性延髓情绪(PBA)。其中 2 例表现为单侧上运动神经元损害的 Mills 综合征,症状呈不对称性进展。6 例患者基线时已累及延髓、上肢和下肢多区域。遗传学检测显示,1 例存在 TPK1 基因突变,其余 5 例为阴性,3 例无基因数据。

FDG-PET 代谢特征


  • 基线与随访代谢变化:仅 4 例患者在基线或随访中出现 M1 区低代谢(w 评分 <-1.96)。其中,患者 1 基线时 M1 代谢正常,随访中出现双侧 M1 及相关运动区显著低代谢;患者 3、4、6 基线即存在 M1 局部或全脑区低代谢,且部分伴随 PMd、SMA 等区域受累。
  • 代谢与临床相关性:其余 5 例患者尽管存在严重临床症状,M1 区代谢始终处于正常范围。代谢水平与患者年龄、病程、症状分布及 ALSFRS-r 评分均无显著相关性。部分患者即使症状进展,运动区代谢仍保持稳定。

纵向评估与异质性分析


纵向数据显示,部分患者运动区代谢随时间推移逐渐下降,但另一些患者在症状恶化时代谢水平维持稳定。这种个体间差异提示 PLS 存在显著的病理生理异质性,可能与病变扩散模式(如顺行性 “死亡前移” 或逆行性 “死亡回退”)、潜在病理类型(TDP-43、tau 蛋白等)及神经胶质细胞活动的影响有关。

研究结论与讨论


本研究首次通过多时间点 FDG-PET 成像,系统评估了 PLS 患者运动皮层代谢的动态变化。结果表明,M1 区葡萄糖低代谢在 PLS 患者中并非普遍存在,其发生率显著低于既往病例报告。这一发现挑战了 “FDG-PET 可作为 PLS 特异性诊断工具” 的传统观点,提示临床实践中不能仅凭 FDG-PET 阴性结果排除 PLS 诊断。研究同时揭示,PLS 患者存在显著的代谢异质性,可能与以下因素相关:

  1. 病理机制多样性:PLS 临床表型可由 TDP-43 病理、tau 蛋白病变等多种病理驱动,不同病理类型对神经元代谢的影响可能存在差异。
  2. 病变扩散模式:部分患者可能以轴突远端退变为起始(“死亡回退”),导致 M1 区代谢改变滞后于临床症状。
  3. 神经胶质作用:星形胶质细胞和小胶质细胞的激活可能通过调节葡萄糖摄取,对 FDG-PET 信号产生双向影响,掩盖神经元退变的真实代谢状态。

该研究的局限性包括样本量小、健康对照年龄大于患者(尽管通过协变量校正减少影响)及 PET 空间分辨率限制(6mm)可能导致的部分容积效应。未来需更大队列研究及更高分辨率成像技术,进一步解析 PLS 的代谢异质性机制。

总体而言,这项研究为 PLS 的诊断困境提供了关键见解,强调了开发更精准生物标志物的迫切性。FDG-PET 在 PLS 中的应用需谨慎解读,结合临床表型、遗传学及多模态影像(如 MRI 结构成像、Tau/PET)进行综合评估,可能是提高诊断准确性的重要方向。研究结果亦加深了对 PLS 疾病异质性的理解,为靶向不同病理机制的个体化治疗策略奠定了基础。

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