儿童及青少年期脑类淋巴系统动态发育轨迹：基于DTI-ALPS指数的双队列纵向研究揭示前脑优势成熟模式

本研究针对儿童青少年期脑类淋巴系统（glymphatic system, GS）生理发育轨迹不明的科学问题，通过双队列纵向设计分析627名参与者的DTI-ALPS（扩散张量成像沿血管周围空间分析）指数。发现gDTI-ALPS指数年增长0.003-0.005，前脑区域发育显著且峰值随年龄前移，性别无调节作用。该成果为神经发育疾病机制研究提供了新型生物标志物，发表于《NeuroImage》。

　　

人类大脑在童年至青春期经历着结构与功能的剧烈重塑，这一时期神经回路的精细化直接关联认知能力与心理健康。近年研究发现，脑内类淋巴系统（glymphatic system, GS）——这个由血管周围网络构成的"脑内清洁工"，不仅与阿尔茨海默病等神经退行性疾病密切相关，更在注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症谱系障碍（ASD）等神经发育疾病中扮演关键角色。然而，健康人群GS从儿童期到青春期的生理发育规律始终是未解之谜，这种认知空白严重阻碍了对发育异常疾病的机制解析。

更棘手的是，传统GS检测依赖有创的钆对比剂鞘内注射，而新兴的DTI-ALPS（diffusion tensor image analysis along the perivascular space）指数虽能无创评估GS功能，但其发育时空特征仍属未知。动物实验提示不同脑区GS清除效率存在差异，这与人类大脑后前轴发育的时空规律是否对应？性别作为神经发育的重要调节因素，又是否影响GS成熟？这些问题如同迷雾笼罩在研究者面前。

为破解这些难题，深圳大学附属南山医院团队联合两个大型纵向队列（eNKI-RS和devCCNP-PEK），对627名6-22岁参与者展开研究。通过交叉验证横断面与纵向数据，团队首次绘制出DTI-ALPS指数的发育图谱：全局指数（gDTI-ALPS）每年增长0.003-0.005，且前脑区域（aDTI-ALPS）发育尤为显著，其峰值随年龄增长向前迁移，但性别差异不显著。这些发现犹如拼图，完整呈现出GS在神经发育关键期的动态演化规律。

研究采用三大关键技术：基于FSL软件（6.0版）的扩散张量成像预处理，包括涡流校正和颅骨剥离；在侧脑室层面（MNI坐标z=26）自动放置46对3×3×3 mm³
立方体ROI，计算投影纤维与联合纤维的扩散值；采用(Dx_assoc
+Dx_proj
)/mean(Dz_assoc
+Dy_proj
)公式计算DTI-ALPS指数。队列数据来源于中国彩色巢项目（devCCNP-PEK）和美国NKI-RS数据库。

发育轨迹特征 分析显示，gDTI-ALPS与年龄呈显著正相关（r=0.13-0.15），且该关联不受白质微结构发育（FA/MD值）干扰。多变量模型揭示，年龄每增长1岁指数提升0.003-0.005，证实GS功能持续增强的发育规律。

空间梯度演化 研究发现前脑ROI（1-20区）的rDTI-ALPS指数与年龄相关性最强（r=0.182-0.402），而后脑区域无显著变化。更引人注目的是，前20个ROI的峰值位置随年龄前移（r=-0.166--0.212），这种"前移现象"在双侧队列中高度一致。

纵向验证 在139名（eNKI-RS）和77名（devCCNP-PEK）随访对象中，gDTI-ALPS和aDTI-ALPS指数均显示随时间递增（P=0.007-0.048），但第二次随访可能因样本量不足未达显著。

性别因素 调节分析显示，性别对DTI-ALPS发育无显著影响（β=-0.0053-0.0006，P>0.2），这与小鼠实验中星形胶质细胞数量及AQP4表达无性别差异的发现相符。

这些发现犹如打开一扇新窗：GS发育并非均质过程，而是以前脑为主导的梯度成熟，这恰好与人类大脑高级认知功能区（前额叶）的发育高峰期相耦合。从分子层面看，青春期前额叶星形胶质细胞体积增大、突触包裹增多，AQP4表达上调，这些都可能驱动前脑GS功能突飞猛进。而性别中性特征提示，GS发育可能遵循不同于其他神经结构的调控机制。

该研究的临床意义深远：DTI-ALPS指数可作为监测神经发育的敏感指标，为ADHD、ASD等疾病的早期识别提供新思路。未来研究需结合QSM（定量磁化率成像）排除铁沉积干扰，并延长随访周期。正如研究者所言，这项成果为理解"第二大脑清洁系统"的发育规律奠定了基石，将推动神经发育障碍诊疗进入新维度。