葡萄糖代谢异常与Aβ沉积在阿尔茨海默病和额颞叶痴呆中的神经递质系统分布关联研究

本研究针对阿尔茨海默病(AD)和额颞叶痴呆(FTD)的早期鉴别诊断难题，通过多模态神经影像技术揭示了葡萄糖代谢异常与Aβ沉积的空间分布特征及其与特定神经递质系统的共定位关系。研究人员采用18F-FDG PET、18F-AV45 Aβ PET和结构MRI对507名受试者进行分析，结合JuSpace工具箱发现AD与FTD存在差异化的神经递质系统脆弱性模式，且这些模式与认知评分显著相关。该研究为开发疾病特异性生物标志物和靶向治疗策略提供了分子通路层面的重要依据。

　　

神经退行性疾病的病理机制研究一直是脑科学领域的重大挑战，其中阿尔茨海默病(AD)和额颞叶痴呆(FTD)作为两种最常见的痴呆类型，在早期临床表现上存在显著重叠，但治疗方案却大相径庭。这种诊断困境背后，隐藏着对疾病分子机制认知的不足——究竟大脑葡萄糖代谢异常、β淀粉样蛋白(Aβ)沉积与神经递质系统紊乱三者之间存在怎样的时空关联？这些关联又如何驱动认知功能衰退？

为解答这些问题，首都医科大学宣武医院放射与核医学科的研究团队开展了一项突破性研究。通过整合多模态神经影像技术和分子图谱分析，研究人员首次系统揭示了AD与FTD患者脑中代谢异常、病理蛋白沉积与神经递质分布的共定位特征，相关成果发表在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》。这项研究不仅为理解神经退行性疾病的异质性提供了新视角，更为精准诊断和靶向治疗策略的开发奠定了理论基础。

研究团队采用三项关键技术方法：1) 对507名受试者(包括AD、FTD、轻度认知障碍[MCI]和正常对照)进行18F-FDG PET代谢成像和结构MRI扫描；2) 对AD和MCI患者追加18F-AV45 Aβ PET淀粉样蛋白成像；3) 应用JuSpace工具箱分析影像改变与15种神经递质受体/转运体空间分布的关联性。所有PET数据均经过部分容积校正(PVC)和标准化处理。

葡萄糖代谢异常模式

通过18F-FDG PET比较发现：AD患者颞顶叶和额叶区域呈现显著葡萄糖低代谢，FTD患者则以额颞叶区域为主。空间共定位分析显示，AD的代谢异常与5-HT_1a、5-HT_2a、GABA_a和mGluR5受体分布高度相关(r=-0.737至-0.342)，而FTD则主要与5-HT_1a、μ-阿片受体(MU)等系统相关(r=-0.675)。

Aβ沉积的神经化学关联

在AD患者中，Aβ沉积与5-HT_2a受体、GABA_a受体和去甲肾上腺素转运体(NAT)分布呈正相关(r=0.277-0.316)。值得注意的是，在Aβ阳性MCI患者中，Aβ负荷与多巴胺D1受体、多巴胺转运体(DAT)和氟多巴(FDOPA)呈负相关(r=-0.347至-0.414)，提示多巴胺系统可能在疾病早期发挥代偿作用。

临床相关性

研究发现AD患者的FDG或Aβ PET与神经递质系统的关联强度与MMSE/MoCA评分显著相关(P<0.05)。特别是在Aβ阳性MCI患者中，Aβ-SERT(5-羟色胺转运体)或Aβ-FDOPA关联性与MoCA评分下降密切相关，这为早期认知衰退预测提供了潜在生物标志物。

这项研究的重要价值在于首次绘制了AD与FTD的神经递质系统"脆弱性图谱"，揭示了不同疾病中代谢-病理-神经化学三联征的特异性相互作用模式。研究发现：1) AD的5-羟色胺能和GABA能系统损伤更显著，而FTD以阿片受体系统紊乱为特征；2) Aβ沉积与特定受体系统的空间耦合具有疾病阶段特异性；3) 多巴胺和去甲肾上腺素系统在MCI阶段的动态变化可能成为早期干预靶点。这些发现不仅深化了对痴呆发病机制的理解，更为开发基于神经递质调节的精准治疗策略提供了分子依据。

研究团队特别指出，JuSpace工具箱的应用突破了传统神经影像学的局限，实现了宏观影像改变与微观神经化学架构的关联分析。这种创新方法学框架为未来探索其他神经精神疾病的分子机制提供了范式。随着靶向神经递质系统的药物研发取得进展，该研究揭示的生物标志物谱系有望推动个体化治疗方案的优化，最终改善痴呆患者的临床预后。