123I-碘氟烷SPECT纹状体结合比值在路易体痴呆中的多中心研究：与运动症状及α-突触核蛋白种子扩增 assay的相关性分析

本文通过美国路易体痴呆联盟的多中心数据，揭示了123I-ioflupane SPECT（单光子发射计算机断层扫描）纹状体结合比值（SBR）与运动症状评分（MDS-UPDRS-III）的显著相关性，并首次探讨其与脑脊液α-突触核蛋白种子扩增 assay（SAA）的关联，为DLB（Dementia with Lewy Bodies）的早期诊断与生物标志物研究提供重要依据。

　　

1 背景

路易体痴呆（DLB）的诊断目前主要依赖临床表现，其中帕金森综合征运动症状是其四大核心临床特征之一，约85%的患者会出现此类症状。自2007年以来，[¹²³I] N-ω-氟丙基-2β-甲酯基-3β-(4-碘苯基)去甲托烷（¹²³I-ioflupane，商品名“DaTscan”）单光子发射计算机断层扫描（SPECT）被用于辅助诊断，通过确认多巴胺缺乏作为DLB患者运动帕金森综合征的潜在原因。

¹²³I-ioflupane是一种放射性配体，可与多巴胺转运蛋白（DAT）结合，该蛋白存在于黑质和其他多巴胺能通路中的突触前多巴胺能神经元上。通过SPECT，可以可视化该放射性配体在纹状体多巴胺能神经元过程中的摄取，从而帮助区分神经退行性帕金森综合征患者与其他形式的临床帕金森综合征。进一步研究¹²³I-ioflupane SPECT的临床应用发现，其在区分DLB与非DLB痴呆（通常是阿尔茨海默病，AD）方面具有90%的特异性和77%的敏感性。

¹²³I-ioflupane SPECT通常通过视觉判读进行分析。由GE Healthcare于2013年开发的DaTQUANT等软件提供了基底节中多巴胺摄取相对于标准参考区域的半定量测量。这些软件已被发现可以提高¹²³I-ioflupane SPECT判读的诊断准确性和可重复性。DaTQUANT程序的一个优点是能够将个体患者图像与正常年龄匹配人群进行比较。该软件生成一系列从初始¹²³I-ioflupane SPECT图像中获取的数据，包括纹状体结合比值（SBRs），并基于年龄匹配对照组得出Z分数。

运动障碍学会统一帕金森病评定量表（MDS-UPDRS）是一个四部分的评分量表，涉及帕金森病中观察到的多种临床特征。MDS-UPDRS的第三部分（MDS-UPDRS-III）是由医生评分的体格检查中帕金森病发现的评分量表。由于DLB患者中频繁观察到帕金森病特征，MDS-UPDRS-III已被用于DLB研究中的运动症状监测，并作为自2000年代初开发以来的多项研究的结果指标。多个团体试图确定MDS-UPDRS及其各个组成部分的最小临床重要差异（MCID），以追踪疾病进展。对于MDS-UPDRS-III，特别是在PD中，通常接受5分的MCID；对于DLB，尚无公认的特定MCID。

本研究的主要目的是在一个表现良好的队列中，确定通过DaTQUANT分析测量的¹²³I-ioflupane SPECT SBR Z分数与基线和24个月时通过MDS-UPDRS-III测量的运动帕金森综合征之间的关系。次要目的是确定¹²³I-ioflupane SPECT SBR Z分数是否能预测24个月时DLB患者运动帕金森综合征症状的有意义恶化（通过MDS-UPDRS-III测量）。纹状体结合与MDS-UPDRS-III的关系已在PD和DLB患者中进行分析，显示¹²³I-ioflupane SPECT上的多巴胺缺乏与运动症状的严重程度相关。最后，我们探讨了脑脊液（CSF）α-突触核蛋白（α-syn）种子扩增 assay（SAA）与SBRs之间的关联，因为CSF SAA与¹²³I-ioflupane SPECT半定量分析之间的关系在DLB中尚未得到充分研究。

2 方法

2.1 研究设计

这是一项回顾性队列研究，使用了美国路易体痴呆联盟（DLBC）的数据集。该数据集包括从美国多个参与研究中心收集的参与者信息。涉及的站点包括克利夫兰诊所（克利夫兰，俄亥俄州和拉斯维加斯，内华达州）、拉什大学、VA-Puget Sound医疗保健系统/华盛顿大学、加州大学圣地亚哥分校、宾夕法尼亚大学、匹兹堡大学、托马斯杰斐逊大学、北卡罗来纳大学和佛罗里达大西洋大学。参与者接受临床、影像和生物液体收集与评估。DLBC数据集的临床数据保存在帕金森病生物标志物计划数据管理资源（PDMP-DMR）中。本研究使用了从2017年到2023年11月收集的数据。

2.2 样本组

样本组包括根据2017年McKeith标准诊断为很可能DLB的个体，或根据McKeith等人于2020年发布的prodromal DLB研究标准诊断为具有轻度认知障碍（MCI）的高可能性DLB个体。筛选了DLBC中的所有参与者以纳入研究。排除了患有帕金森病痴呆（PDD）的参与者。没有基线¹²³I-ioflupane SPECT（通过DaTQUANT分析）或基线MDS-UPDRS-III检查的参与者也被排除。

2.3 体格检查

MDS-UPDRS-III总分用于对体格检查中观察到的运动症状进行半定量评估。这些检查由各自机构的注册医师进行。检查者需要通过运动障碍学会完成关于如何执行和评分检查的正式培训。作为MDS-UPDRS的一部分，检查者需注明参与者是否以及最近何时服用了多巴胺能药物，以及参与者在检查期间处于“开”还是“关”状态。

2.4 ¹²³I-ioflupane SPECT

使用DaTQUANT软件处理¹²³I-ioflupane SPECT数据，该软件计算每个基底节的SBR。该软件将SPECT图像空间归一化到一个模板，该模板指定了左右纹状体区域以及一个参考枕叶区域。将原始的¹²³I-ioflupane SPECT投影数据导入DaTQUANT，并使用一致的参数集进行重建（OSEM，2次迭代，10个子集，Butterworth 0.6 10滤波器）。SBR计算为区域平均图像像素值的比率；将这些值推导到内置的年龄匹配正常数据库得出Z分数。除了整个纹状体外，还研究了子区域，包括整个壳核、前壳核、后壳核和尾状核。

2.5 脑脊液α-syn SAA检测

45名参与者的子集接受了由Concha-Marambio等人开发的Amprion公司使用SAA对脑脊液中的α-syn进行检测。所使用的“蛋白质错误折叠循环扩增”协议先前已详细概述。

2.6 统计分析

通过连续变量的均值（标准差）和分类变量的计数（百分比）来总结人口统计学和参与者特征。计算了MDS-UPDRS-III评分（基线、24个月以及基线与24个月之间的变化）与基线平均SBR Z分数之间的Pearson相关性。

使用多变量线性回归模型预测基线和24个月时的MDS-UPDRS-III评分。基线平均SBR Z分数（纹状体、壳核、后壳核和尾状核）是不同模型中的自变量。协变量包括年龄、性别、种族、诊断、多巴胺能药物使用、抗多巴胺能药物使用以及MDS-UPDRS-III检查时的临床状态。在预测24个月MDS-UPDRS-III的模型中，基线MDS-UPDRS-III评分也作为协变量包括在内。

使用多变量逻辑回归模型预测从基线到24个月MDS-UPDRS-III评分的有意义恶化。MDS-UPDRS-III的有意义恶化定义为从基线到24个月检查时MDS-UPDRS-III评分增加至少5分。基线平均SBR Z分数（纹状体、壳核、后壳核和尾状核）是不同模型中的自变量。协变量包括年龄、性别、诊断、多巴胺能药物使用和基线时的临床状态。由于模型收敛问题，排除了种族和抗多巴胺能药物使用作为协变量。

对45名有可用CSF SAA结果的参与者进行了亚组分析。按CSF SAA结果分层总结人口统计学和参与者特征，连续变量用均值（标准差）表示，分类变量用计数（百分比）表示。在SAA阳性组和SAA阴性组中，分别计算基线MDS-UPDRS-III评分与平均SBR Z分数之间的Pearson相关性。使用多变量逻辑回归模型预测SAA结果（阳性或阴性）。基线平均SBR Z分数（纹状体、壳核、后壳核和尾状核）是不同模型中的自变量。协变量包括年龄、性别、诊断和基线MDS-UPDRS-III评分。进行受试者操作特征（ROC）曲线分析，以检查基线平均SBR Z分数（纹状体、壳核、后壳核和尾状核）预测通过SAA存在或不存在CSF α-syn的能力。

使用SAS Enterprise Guide版本8.2（SAS Institute Inc.）完成统计分析。P值 < 0.05被认为具有统计学意义。

3 结果

在排除了5名诊断为PDD的参与者和129名在本次分析截止时没有基线¹²³I-ioflupane SPECT（通过DaTQUANT分析）和基线MDS-UPDRS-III检查的参与者后，剩下54名参与者。参与者的平均年龄为68.9 ± 7.5岁，大多数为男性（85.2%），诊断为很可能DLB（83.3%），其余诊断为伴有路易体的轻度认知障碍（MCI-LB）。大多数参与者在基线（66.7%）或24个月（76%）评估时未使用多巴胺能药物。大多数参与者在基线（94.4%）或24个月（88%）评估时未使用抗多巴胺能药物。在基线MDS-UPDRS-III检查时服用多巴胺能药物的18名参与者中，13名被检查临床医生认为是“开”状态，5名被认为是“关”状态。在24个月MDS-UPDRS-III检查期间服用多巴胺能药物的6名参与者中，3名参与者被认为是“开”状态，2名被认为是“关”状态，1名未记录。我们队列中自最后一次左旋多巴剂量以来的平均时间为278分钟，时间范围从2分钟到1579分钟。平均基线MDS-UPDRS-III评分为30.8 ± 15.4。平均24个月MDS-UPDRS-III评分为34.2 ± 20.8。基于配对t检验，左右SBR Z分数没有显著差异：纹状体（P = 0.15）、壳核（P = 0.08）、后壳核（P = 0.06）和尾状核（P = 0.72）。为简化进一步分析，对每位参与者的左右SBR Z分数取平均值。

基线MDS-UPDRS-III评分和24个月MDS-UPDRS-III评分与所有基线SBR Z分数显著相关。然而，从基线到24个月的MDS-UPDRS-III评分变化与基线SBR Z分数无显著相关。

在预测基线MDS-UPDRS-III评分的多变量线性回归模型中，纹状体（估计值[标准误]：–2.65 [1.29], P = 0.046）和尾状核（–3.31 [1.45], P = 0.028）SBR Z分数是显著预测因子，虽然存在趋势，但壳核（–2.43 [1.28], P = 0.064）和后壳核（–2.39 [1.46], P = 0.11）未达到统计学显著性。年龄、性别、种族、诊断、基线临床状态、多巴胺能药物使用和抗多巴胺能药物使用与基线MDS-UPDRS-III评分无显著相关。

25名（46.3%）参与者同时拥有基线和24个月MDS-UPDRS-III检查数据。这些参与者的人口统计学和临床特征与完整样本相似。在多变量线性回归中，我们发现基线SBR Z分数是24个月访视时MDS-UPDRS-III评分的显著预测因子，包括纹状体（–6.57 [2.64], P = 0.025）、壳核（–6.14 [2.64], P = 0.035）、后壳核（–6.52 [2.85], P = 0.037）和尾状核（–7.55 [2.89], P = 0.020）。在协变量中，性别、基线MDS-UPDRS-III评分和24个月临床状态被确定为24个月MDS-UPDRS-III评分的显著预测因子。女性平均评分比男性更差；较高的基线MDS-UPDRS-III评分预测更差的24个月MDS-UPDRS-III评分；24个月临床状态为“开”预测更好的24个月MDS-UPDRS-III评分。

在25名拥有基线和24个月MDS-UPDRS-III数据的参与者中，15名（60.0%）出现了有意义的恶化，定义为从基线到24个月检查时MDS-UPDRS-III评分增加≥5分。基线SBR Z分数不能预测MDS-UPDRS-III评分的有意义恶化。

对拥有可用CSF SAA结果的参与者进行了亚组分析。在分析的54名参与者中，29名CSF SAA阳性，16名阴性，9名数据缺失。阳性病例的SBR Z分数显著更低（所有区域P < 0.001）。阳性病例的平均基线MDS-UPDRS-III评分更高（均值[标准差]：34.9 [16.2] vs. 24.3 [12.4], P = 0.075），24个月MDS-UPDRS-III评分也更高（37.9 [19.5] vs. 26.2 [15.0], P = 0.27）。与阴性病例相比，阳性病例在基线检查时更可能使用多巴胺能药物（41.4% vs. 31.3%, P = 0.24）。在9名诊断为MCI-LB的参与者中，3名（33.3%）CSF SAA阳性，4名（44.4%）阴性，2名（22.2%）数据缺失。在45名诊断为很可能DLB的参与者中，26名（57.8%）CSF SAA阳性，12名（26.7%）阴性，7名（15.6%）数据缺失。

对于SAA阴性参与者，所有区域的SBR Z分数与基线MDS-UPDRS-III评分无显著相关。对于SAA阳性参与者，尾状核SBR Z分数与基线MDS-UPDRS-III评分显著相关（r = –0.38, P = 0.045），但纹状体、壳核或后壳核不相关。SAA阳性和SAA阴性参与者之间的纹状体不对称性无显著差异（P = 0.29）。使用多变量逻辑回归模型预测SAA结果（阳性 vs. 阴性）。进行ROC曲线分析以检查基线平均SBR Z分数（纹状体、壳核、后壳核和尾状核）预测通过SAA存在或不存在CSF α-syn的能力。基于ROC曲线分析，根据敏感性和特异性选择了预测阳性SAA结果的最佳SBR Z分数截断值；这些值在表中概述。目前尚无公认的SBR“截断”值或位置用于确定¹²³I-ioflupane SPECT结果是“阳性”还是“阴性”；临床上，阳性与阴性仅通过视觉判读确定。该表提供了基于SBR Z分数预测CSF α-syn通过SAA存在或不存在能力的截断值和位置选项。

4 讨论

尽管DLB中非震颤为主的运动帕金森综合征很普遍，但我们的研究揭示了通过DaTQUANT测量的¹²³I-ioflupane SPECT SBR Z分数与DLB患者研究入组时通过MDS-UPDRS-III测量的运动帕金森综合征之间存在显著关系。这与PD和DLB中观察到的MDS-UPDRS-III与SBR之间的负相关一致。我们还发现基线SBR Z分数与24个月MDS-UPDRS-III评分显著相关，并且在调整了关键人口统计学、临床特征和基线MDS-UPDRS-III评分后，它们能预测24个月MDS-UPDRS-III评分。然而，基线SBR Z分数不能预测从基线到24个月MDS-UPDRS-III的有意义恶化（基于≥5分的MCID）。

在McKeith等人2020年发布的prodromal DLB研究标准中，¹²³I-ioflupane SPECT被引用作为MCI-LB的拟议生物标志物，基于2018年的一项出版物，该出版物发现视觉评定的¹²³I-ioflupane SPECT在识别可能或很可能临床诊断的MCI-LB方面具有54.3%的敏感性和89%的特异性。多项研究已确定，患有快速眼动睡眠行为障碍（RBD）的个体纹状体DAT结合会减少，预测了α-突触核蛋白病的发展。帕金森相关风险综合征研究还发现，嗅觉减退且¹²³I-ioflupane SPECT显示多巴胺摄取不足的个体比多巴胺摄取正常者转化为临床PD的比率更高。这些研究的发现具有启发性，因为它们提出¹²³I-ioflupane SPECT作为α-突触核蛋白病的潜在早期生物标志物。基于我们观察到的预测性发现，SBR Z分数可能是一个有用的生物标志物，用于预测尚未表现出运动帕金森综合征的患者未来发生帕金森综合征的可能性。

SBR半定量分析在区分¹²³I-ioflupane SPECT方面具有高敏感性和特异性。使用DaTQUANT软件进行SBR分析是因为它被临床医生常规使用，拥有悠久的发表历史，并且具有用于Z分数报告的内置正常数据库。最近发表了改进空间归一化和统计功效的替代分析方法，但这些方法尚未广泛可用。DaTQUANT包括从原始投影数据进行迭代重建，这大大改善了像本研究这样的多中心研究的定量协调性。

由于DaTQUANT的广泛使用，几个团体提出了用于排除或纳入PD或DLB诊断的SBR“截断”阈值，但在这个问题上存在一些分歧。历史上，任意使用纹状体或壳核SBR Z分数–2或–2.5来识别PD患者。2021年，一个小组发现后壳核SBR（受影响较大的一侧）在路易体病（LBD）中产生最高的诊断准确性，未区分PD和DLB，截断后壳核SBR Z分数为–1.8。2023年，Lanfranchi等人发表了他们的发现，即后壳核Z分数截断值为–1.27，在区分PD和特发性震颤方面具有97%的敏感性和94%的特异性，主张采用不那么保守的截断值而不会失去特异性。这项研究还比较了DLB和AD患者的扫描，发现整个壳核Z分数为–0.96，在区分DLB与AD方面具有66%的敏感性和85%的特异性。关于DLB specifically，一个小组对RBD患者进行了¹²³I-ioflupane SPECT扫描，并随访了5年；他们确定截断纹状体Z分数为–2.55可以预测DLB的发展，敏感性为93.9%，特异性为72%。值得注意的是，这些研究都基于LBD的临床诊断，没有使用α-syn检测或病理确认。鉴于在这个问题上缺乏共识意见，我们选择评估纹状体、整个壳核、后壳核和尾状核的平均SBR Z分数。在我们的队列中，左右SBR Z分数没有显著差异，这在DLB中是预期的，因为运动帕金森综合征更常是对称的。我们发现尾状核与MDS-UPDRS-III评分的相关性最强，这是预期的，因为¹²³I-ioflupane SPECT中的尾状核变化表明疾病更晚期，而晚期疾病患者可能具有更高的MDS-UPDRS-III评分。

Simuni等人最近提出了基于CSF α-syn通过SAA存在的NSD（神经元α-syn病）的生物学定义。他们建议使用受影响较大侧的整个壳核SBR Z分数来记录多巴胺能功能障碍的证据。他们的论文没有提供Z分数截断值来排除或纳入多巴胺能功能障碍。据我们所知，我们的研究是第一个在DLB中比较¹²³I-ioflupane SPECT SBR与SAA结果的研究。值得注意的是，在45名拥有CSF SAA结果的个体中，35.5%的CSF SAA阴性，而64.4%为阳性。该队列中的SAA发现最近已发表。CSF SAA阳性的个体所有区域的SBR Z分数均显著低于CSF SAA阴性者，这表明患有α-突触核蛋白病且临床诊断为DLB的个体更可能具有¹²³I-ioflupane SPECT显示的多巴胺功能障碍证据。

我们研究的最大限制是样本量小，特别是在24个月随访时，因为截至分析时只有25名参与者符合随访条件。进行随访的参与者患很可能DLB的可能性较低，且具有较高的SBR Z分数。为了减轻选择偏倚的影响，模型针对潜在的混杂因素进行了调整，包括诊断。鉴于有限的样本量，估计值可能偏向零，尽管指南建议每个自变量两个案例可能提供足够的功效。已知药物会影响MDS-UPDRS-III评分，虽然我们的大多数参与者在检查时未服用药物，但有一部分在服用多巴胺能药物期间并处于“开”状态时接受了检查，这会影响他们的MDS-UPDRS-III评分。关于抗多巴胺能药物，幸运的是，该队列中唯一使用的药物是喹硫平和氯氮平，两者与经典抗精神病药相比，影响MDS-UPDRS-III评分的可能性较小。最后，虽然我们拥有该队列的CSF SAA结果，但我们仍在等待潜在诊断的病理确认。

我们得出结论，在DLB中，诊断时的¹²³I-ioflupane SPECT可用于在临床帕金森综合征的背景下确认潜在的多巴胺缺乏，这与先前关于DLB早期使用¹²³I-ioflupane SPECT辅助诊断的效用发现一致。我们还得出结论，诊断时的¹²³I-ioflupane SPECT除了诊断时的MDS-UPDRS-III评分外，在预测2年内的临床进展方面没有增加价值。需要进一步对出现帕金森综合征运动症状之前的患者进行研究，以了解¹²³I-ioflupane SPECT是否可以预测未来帕金森综合征的发展。此外，我们发现，存在SAA且临床诊断为DLB的个体比不存在SAA的个体更可能具有¹²³I-ioflupane SPECT显示的多巴胺功能障碍证据。因此，分析更大的队列并仅评估SAA阳性者可能会得出关于¹²³I-ioflupane SPECT预测疾病进展能力的不同结论，使其成为未来治疗学中疾病进展的可能标志物。