皮质平均扩散率揭示孤立性快速眼动睡眠行为障碍的早期神经退行性改变及其临床意义

本研究首次采用皮质平均扩散率(cMD)技术探究孤立性快速眼动睡眠行为障碍(iRBD)患者的皮质微结构改变。研究发现iRBD患者存在广泛的头侧和尾侧皮质微结构异常，这些改变与疾病持续时间、运动症状(MDS-UPDRS III)及认知功能下降显著相关。cMD比传统皮质厚度(CTh)测量更敏感，为路易体(LB)疾病前驱期提供了有价值的影像学生物标志物。

　　

在神经退行性疾病研究领域，识别疾病前驱期的生物标志物一直是重大挑战。孤立性快速眼动睡眠行为障碍(iRBD)作为一种特殊的睡眠障碍，已被确认为α-突触核蛋白病（包括帕金森病和路易体痴呆）的重要前驱症状。患者会在REM睡眠期出现梦境演绎行为，这是由于失去了正常的肌肉弛缓。长期随访研究表明，超过90%的iRBD患者最终会发展为神经退行性疾病，其中约44-57%转化为帕金森病(PD)，25-45%转化为路易体痴呆(DLB)，5-6%转化为多系统萎缩(MSA)。然而，目前缺乏能够早期检测皮质微结构改变的敏感影像学指标。

来自西班牙巴塞罗那医院等机构的研究团队在《npj Parkinson's Disease》发表了一项开创性研究。该研究首次将皮质平均扩散率(cMD)这一新兴影像学技术应用于iRBD患者，系统评估了皮质微结构和宏观结构的改变特征。cMD是一种基于表面扩散的成像方法，能够检测皮质微观结构的完整性变化，反映神经元损伤、树突损伤或细胞膜损伤导致的灰质内水扩散屏障崩溃。相比传统的皮质厚度(CTh)测量，cMD对早期神经退行性改变更为敏感。

研究采用了多模态神经影像分析方法，对36例视频多导睡眠图确诊的iRBD患者和29例健康对照(HC)进行了评估。所有患者均符合运动障碍学会(MDS)制定的前驱帕金森病标准，且转化风险超过80%。研究采集了高分辨率3D T1加权图像和扩散加权成像(DWI)，使用FreeSurfer软件进行皮质厚度分析，并通过改进的表面扩散方法计算cMD值。此外，研究还进行了全面的神经心理学评估和临床特征分析。

在"皮质平均扩散率组间比较"部分，研究发现iRBD患者表现出显著的cMD增加：右半球头侧簇峰值位于额中回(1797.38 mm²)，尾侧簇峰值位于外侧枕叶皮层(10,045.26 mm²)；左半球尾侧簇峰值位于距状周皮层(5581.79 mm²)。这些区域包括额叶、颞叶、顶叶和枕叶的多个脑区。相比之下，"皮质厚度组间比较"仅发现右半球海马旁回一个尾内侧簇的皮质变薄(884.67 mm²)，表明cMD比CTh能检测到更广泛的皮质异常。

"神经影像结果与临床特征的相关性"分析显示，cMD增加与多项临床指标显著相关：iRBD病程较长、发病年龄较晚、MDS-UPDRS III评分较高、冷漠症状更严重。在认知功能方面，cMD增加与Grooved Pegboard测试(评估手动灵活性)表现较差和Symbol-Digit Modalities测试(评估处理速度)得分较低相关。这些相关性在经过错误发现率(FDR)校正后仍保持显著。而CTh仅与疾病持续时间呈负相关。

讨论部分指出，这些发现具有重要的临床意义。首先，cMD检测到的广泛头尾侧皮质微结构改变可能反映了iRBD患者潜在的广泛神经退行性过程。其次，cMD与临床特征的强相关性表明其作为生物标志物的潜力。特别值得注意的是，cMD在检测头侧皮质异常方面表现出比CTh更高的敏感性，这可能是由于微结构改变先于宏观结构萎缩发生。研究还探讨了可能的病理机制，认为α-突触核蛋白病理可能导致细胞内结构紊乱、神经元损伤和进行性神经丢失，进而破坏水扩散屏障，增加皮质细胞外水分和cMD值。

这项研究的创新性在于首次将cMD技术应用于iRBD研究，并系统比较了其与传统CTh测量的敏感性差异。研究结果表明，cMD能够检测iRBD患者早期的广泛皮质微结构改变，这些改变与临床症状和认知功能下降密切相关。这为路易体疾病前驱期的早期诊断和监测提供了新的影像学生物标志物，对未来的神经保护性临床试验设计和患者分层具有重要价值。未来研究需要扩大样本量并进行长期随访，以进一步验证cMD在预测表型转化中的准确性。