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帕金森病嗅觉网络重组:基于图论分析的拓扑特征与临床意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Parkinsonism & Related Disorders 3.4
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本研究针对帕金森病(PD)患者早期嗅觉功能障碍的神经机制,采用静息态功能磁共振成像(rsfMRI)结合图论分析(GTA)技术,首次揭示了PD患者嗅觉网络(OlfN)拓扑结构的特异性改变。研究发现右侧嗅觉网络全局效率降低,右侧初级嗅皮质(Oolf)节点中心性异常,为PD早期诊断提供了客观影像学标志物。
嗅觉功能障碍作为帕金森病(Parkinson's Disease, PD)的早期非运动症状,90%患者在运动症状出现前数年即已存在,但其神经机制长期不明。这一现象不仅影响患者生活质量,更可能是PD病理扩散的"起始点"。传统诊断依赖运动症状评估,往往错过黄金干预窗口。美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的研究团队通过多学科交叉研究,首次运用图论分析(Graph Theory Analysis, GTA)解析PD患者嗅觉网络(Olfactory Network, OlfN)的拓扑重构特征,相关成果发表在《Parkinsonism》期刊。
研究采用静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI, rsfMRI)技术,严格筛选20名PD患者与23名健康对照(Healthy Volunteers, HVs),通过多阈值GTA量化网络属性。关键技术包括:1)基于UK帕金森病协会脑库标准严格诊断;2)采用噪声控制策略排除9名受试者;3)计算全局效率(Global Efficiency)和节点中心性(Node Centrality)等拓扑参数;4)应用蒙特卡洛模拟校正多重比较。
【Subjects】
临床确诊PD患者与健康对照在年龄、MMSE(简易精神状态检查)和MoCA(蒙特利尔认知评估)评分等基线数据无统计学差异,排除了混杂因素影响。
【Final cohort】
经过严格质量控制,最终纳入43名受试者(20PD/23HVs),其中8名PD和1名HVs因头动伪影被排除,确保数据可靠性。
【Demographics】
两组在性别、利手分布等人口学特征上匹配,且PD组统一处于疾病早期(Hoehn-Yahr分期≤2期),凸显研究对早期病理变化的敏感性。
【Discussion】
核心发现显示:1)右侧OlfN全局效率显著降低(p<0.05),反映网络信息整合能力受损;2)右侧初级嗅皮质(Olfactory cortex, Oolf)节点中心性异常,该区域与意识性嗅觉感知相关,解释了PD患者对嗅觉减退的"病感失认"现象。拓扑重组特征与α-突触核蛋白病理扩散路径高度吻合,提示OlfN可能是PD神经退行的"起始靶点"。
【Conclusions】
该研究开创性地证明:1)GTA可量化PD特异性OlfN拓扑改变;2)右侧Oolf功能异常可能是临床嗅觉障碍的神经基础;3)为PD早期诊断提供了客观影像标志物。未来研究可探索该指标对疾病进展的预测价值,以及多巴胺替代疗法对网络拓扑的影响。
研究得到美国国立神经疾病与卒中研究所(NINDS)资助,通讯作者Silvina G. Horovitz强调,该方法有望发展为PD前驱期筛查工具。正如第一作者Mohammed S Saqib指出:"嗅觉网络拓扑参数或将成为PD诊断生物标志物体系的重要补充"。该成果为理解PD病理机制开辟了新视角,对实现疾病早期干预具有重要临床意义。
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