帕金森病左旋多巴诱导异动症的皮层折叠异常与功能连接改变：基于血清素能系统的神经生物学机制研究

本研究针对帕金森病(PD)患者左旋多巴诱导异动症(LID)的神经机制这一临床难题，通过多模态磁共振成像技术结合JuSpace神经递质空间分析，首次揭示了右侧额下回(rIFG)皮层折叠减少及其与左侧顶下小叶(IPL)功能连接降低的神经影像特征，并发现该异常模式与血清素转运体(SERT)分布显著相关。研究为LID的抑制控制障碍提供了结构-功能-神经递质三位一体的解释框架，其发现的rIFG局部脑回指数(LGI)指标对LID鉴别诊断具有较高价值(AUC=0.803-0.824)，为开发新型靶向治疗策略提供了理论依据。

　　

研究背景与意义

帕金森病(PD)患者在长期接受左旋多巴(L-DOPA)治疗后，约40%会在4-6年内出现令人困扰的异动症状(LID)，这些不受控制的舞蹈样动作严重影响患者生活质量。尽管已知多巴胺系统紊乱是主要原因，但为何仅部分患者出现LID？其背后是否存在特定的脑结构改变和神经环路异常？这些问题长期困扰着临床医生和研究者。既往研究多聚焦于皮层厚度或灰质体积变化，而对能更敏感反映早期神经退行性变的皮层折叠特征关注不足。此外，非多巴胺能系统（如血清素能、谷氨酸能等）在LID中的作用机制也亟待阐明。

关键技术方法

研究纳入30例伴LID的PD患者(PD-LID)、30例不伴LID患者(PD-NLID)和30例健康对照(HC)，采集3.0T磁共振结构像与静息态功能像。采用FreeSurfer计算局部脑回指数(LGI)分析皮层折叠，以差异脑区为种子点进行功能连接(RSFC)分析，并通过JuSpace工具将功能异常与15种神经递质受体/转运体密度图进行空间相关性分析。所有患者均来自南京医科大学第一附属医院，经统一PD评定量表(UPDRS III)和异动症评定量表(UDysRS)评估。

主要研究结果

皮层折叠模式改变

通过三组LGI比较发现，PD-LID患者右侧额下回(rIFG)三角部(pars opercularis)和中央前回皮层折叠显著减少。其中rIFG的LGI值不仅可有效区分PD-LID与PD-NLID(AUC=0.803)，还与异动症严重程度呈负相关(r=-0.419)。这一结构改变可能反映了该区域抑制控制功能的神经基础损伤。

功能连接异常

以rIFG为种子点的分析显示，PD-LID组在左侧顶下小叶(IPL)的功能连接显著减弱。这种跨半球的前额-顶叶连接障碍可能破坏运动抑制网络的完整性，其峰值坐标(-48,-45,39)恰好对应Brodmann 40区这一感觉整合关键节点。

神经递质空间关联

JuSpace分析揭示，rIFG-IPL功能连接减弱与血清素转运体(SERT)的空间分布显著相关(rho=0.163)。这一发现首次将皮层功能异常与血清素能系统缺陷直接关联，为5-HT_1A/5-HT_1B受体调节剂治疗LID提供了影像学依据。

结论与展望

该研究通过创新性地整合皮层形态学、功能连接组学和神经递质空间分析，提出rIFG皮层折叠减少可能是LID的结构标志物，其与IPL的功能解离反映了抑制控制网络的跨半球协调障碍，而血清素能系统异常可能是潜在的分子机制。这些发现不仅深化了对LID神经环路的理解，其建立的rIFG-LGI诊断模型(AUC>0.8)更具临床转化价值。未来研究可进一步探索经颅磁刺激(TMS)靶向调控rIFG-STN(丘脑底核)超直接通路，或联合5-HT_1A受体激动剂干预，为LID提供个性化治疗策略。论文发表在《Neurology and Therapy》杂志，为PD运动并发症研究开辟了多模态交叉研究新范式。