鼻咽癌放疗后海马非线性早期快速萎缩及其相关微结构损伤：海马保护的启示

放疗是鼻咽癌(NPC)的一线治疗手段，但常导致海马损伤并引发认知功能障碍。为阐明海马萎缩的动态模式及微结构损伤特征，研究人员通过前瞻性队列研究，结合多模态磁共振成像(MS-dMRI)和NTCP模型，首次揭示NPC患者放疗后海马呈现急性期快速萎缩的非线性模式，并发现Dmax是预测萎缩的关键剂量学因素，为优化放疗计划提供重要依据。

　　

鼻咽癌作为中国南方高发的头颈部恶性肿瘤，放疗是其核心治疗手段。随着治疗技术的进步，患者生存率显著提升，但放疗引发的脑损伤问题日益凸显。其中，海马——这个负责记忆和认知功能的关键脑区，因其解剖位置毗邻放疗靶区而面临严重损伤风险。尽管既往研究已发现海马对辐射高度敏感，但关于其损伤的动态演变规律和微观机制仍存在重大认知空白。更令人担忧的是，当前放疗计划系统将整个颞叶视为风险器官，未能对海马进行特异性保护，这可能导致不可逆的认知功能损害。

为破解这一临床难题，来自广东省某研究机构的研究团队开展了一项开创性研究。他们通过前瞻性队列设计，整合高分辨率T₁加权成像(T₁WI)和多壳层扩散磁共振成像(MS-dMRI)技术，首次系统描绘了鼻咽癌患者放疗后海马体积变化的非线性轨迹，并深入探究了微观结构损伤的生物学基础。研究论文发表在放射肿瘤学顶级期刊《Radiotherapy and Oncology》上。

研究采用三大关键技术方法：首先建立包含193例鼻咽癌患者和20名健康对照的多中心队列，通过纵向MRI扫描获取四个时间点的海马体积数据；其次运用广义加性混合模型(GAMM)分析萎缩动态模式，结合MS-dMRI衍生的各向异性分数(FA)和平均扩散率(MD)等指标评估微结构损伤；最后采用bootstrap-enhanced LASSO回归筛选海马萎缩的预测因子，并构建正常组织并发症概率(NTCP)模型进行剂量-响应分析。

主要发现如下：

1. 海马萎缩呈现急性期快速非线性模式：与颞叶"下降-恢复"的变化模式不同，双侧海马在放疗后急性期(AC)即出现显著体积下降，此后进入平台期。这种独特模式在发现队列(n=158)和验证队列(n=35)中均得到证实。
2. 微结构损伤与萎缩密切相关：MS-dMRI显示海马微观结构损伤主要发生在急性期，表现为各向异性分数(FA)降低和扩散峰度指标(DKI)异常，这些变化与体积萎缩呈显著相关性。
3. 最大剂量(D_max)是关键预测因子：通过机器学习筛选发现，海马接受的最高辐射剂量是预测1年后萎缩的最强剂量学因素。接受新辅助化疗(NCT)患者的50%萎缩概率耐受剂量(TD₅₀)为44.26 Gy，显著低于未化疗组的55.06 Gy。

这项研究首次系统揭示了鼻咽癌放疗后海马损伤的动态规律，提出了"急性期快速萎缩"的新模式，突破了传统认为脑损伤呈渐进性发展的认知。研究发现的最大剂量敏感性差异为个体化放疗计划制定提供了量化依据：对于接受化疗的患者，建议将海马D_max控制在44 Gy以下。此外，研究建立的NTCP模型可直接整合入放疗计划系统，为临床实施海马保护策略提供技术支撑。

从转化医学角度看，该研究具有双重突破价值：在理论层面，通过多模态影像技术揭示了海马辐射损伤的时空异质性，为认知功能障碍的神经病理机制研究开辟新视角；在临床实践层面，提出的剂量阈值和化疗敏感性数据，为优化放疗方案、保护患者认知功能提供了循证医学证据。这些发现将推动放射肿瘤学领域重新审视海马保护的重要性，并为开发针对辐射诱导神经损伤的干预策略奠定基础。