脊髓小脑共济失调3型(SCA3)进展中皮层下结构形态异常的动态演变及其临床关联研究

本研究针对脊髓小脑共济失调3型(SCA3)的临床异质性机制，通过Tract-based spatial statistics(TBSS)和FSL-FIRST技术，首次系统揭示了皮层下结构双向形态异常（如丘脑、壳核等区域性萎缩/膨胀）随病程的渐进模式，发现其与CAG重复数、SARA评分等临床指标显著相关，为SCA3的精准诊疗提供了新靶点。

　　

脊髓小脑共济失调3型(SCA3)是一种由ATXN3基因CAG重复扩增引起的神经退行性疾病，患者表现为进行性运动障碍和认知功能下降。尽管既往研究已发现小脑异常与运动症状相关，但皮层下结构（如基底神经节、丘脑等）在疾病进展中的作用仍存在争议。传统体积测量方法敏感性不足，且不同研究对皮层下结构变化的报道相互矛盾。这些矛盾可能源于方法学局限（如全脑校正导致的保守阈值）或样本异质性（如病程差异）。更重要的是，SCA3复杂的临床表型（包括运动和非运动症状）缺乏明确的神经解剖学解释，阻碍了精准治疗策略的开发。

为解决这些问题，电子科技大学附属医院·四川省人民医院与陆军军医大学西南医院的研究团队合作，首次采用高分辨率的顶点形态分析技术(FSL-FIRST)，结合白质纤维追踪(TBSS)，对56例SCA3患者（按病程分为4组）和59名健康对照进行多模态影像研究。论文发表于《Orphanet Journal of Rare Diseases》，揭示了皮层下结构动态形态变化与临床症状的定量关联。

研究采用三大关键技术：1) 基于病程分层的病例-对照设计（无症状组、≤5年组、6-10年组、≥11年组）；2) Tract-based spatial statistics(TBSS)分析全脑白质各向异性分数(FA)变化；3) FSL-FIRST顶点分析检测双侧丘脑、基底神经节等8个皮层下结构的区域性形态改变（内向萎缩/外向膨胀）。所有受试者均接受3.0T MRI扫描，临床评估包括SARA运动评分、MMSE认知量表和CAG重复数检测。

TBSS分析结果
白质损伤呈现明确的时空演进规律：无症状患者仅在小脑脚出现FA降低；≤5年组扩展至脑桥交叉束和胼胝体；≥5年组进一步累及内囊前肢和丘脑后辐射。这种"由小脑向全脑扩散"的模式提示小脑脚可能是SCA3的病理起源位点。

皮层下形态演变
无症状组未发现显著改变，而症状组呈现"量变到质变"的特征：

• ≤5年组：左侧苍白球/壳核内侧萎缩，双侧海马尾部萎缩伴头部膨胀，右丘脑腹外侧膨胀
• ≥5年组：新增脑干背侧萎缩，双侧尾状核内侧萎缩伴外侧膨胀，壳核/丘脑区域性双向改变
  值得注意的是，同一结构不同亚区可同时存在萎缩和膨胀（如丘脑内侧萎缩而外侧膨胀），解释了既往体积研究的不一致发现。

临床关联性
皮层下形态与临床症状呈现特异性关联：

1. CAG重复数与双侧苍白球内侧萎缩程度负相关（r=-0.42）
2. MMSE评分与脑干外侧萎缩（r=-0.38）、右侧伏隔核膨胀（r=+0.41）相关
3. SARA运动评分与壳核外侧萎缩（r=-0.45）、丘脑内侧膨胀（r=+0.39）显著相关
   这些发现首次建立了"基因型-脑形态-临床表型"的定量关系链。

讨论与意义
该研究突破性地揭示了SCA3皮层下结构的双向形态重塑：区域性萎缩可能反映神经元丢失，而膨胀可能是代偿性胶质增生或水肿。这种双向变化解释了SCA3症状的复杂性——例如丘脑内侧（感觉中继核团）萎缩与感觉异常相关，而外侧（运动调控核团）膨胀可能加剧运动失调。

临床转化价值体现在三方面：

1. 小脑脚FA异常可作为无症状期的早期生物标志物
2. 苍白球内侧萎缩程度或能预测疾病进展速度
3. 针对特定核团（如伏隔核）的形态监测有助于评估认知干预效果

研究局限性包括样本量较小和横断面设计。未来需开发小脑形态分析方法，并开展纵向研究验证这些发现的时序性。该成果为SCA3的精准分型和靶向治疗提供了重要依据，也为其他多系统萎缩疾病的机制研究提供了新思路。