神经型Wilson病（WD）患者类淋巴系统功能障碍、偏侧化改变及其相关因素：一项DTI–ALPS研究

《Brain and Behavior》：Glymphatic System Dysfunction and its Associated Factors in Wilson's Disease: A DTI–ALPS Study

　　

背景：Wilson病（WD）是一种铜（Cu）代谢遗传性疾病，导致Cu在多个器官蓄积，尤其是肝脏和脑，造成进行性多系统损害。研究人员探讨了WD患者类淋巴系统（glymphatic system）功能及其相关因素。

方法：纳入71例WD患者（19例肝型，52例神经型）和15名健康对照（HCs）。采用扩散张量成像-沿血管周围间隙分析（DTI–ALPS）指数进行定量。比较患者与HCs、不同WD表型间，并分析其与临床特征的相关性。

结果：与HCs相比，WD患者ALPS指数显著降低（p < 0.001）。神经型WD患者ALPS指数显著低于肝型WD患者（p = 0.018）和HCs（p < 0.001）。肝型WD患者与HCs之间未观察到显著差异（p = 0.077）。在神经型WD中，左侧ALPS指数显著高于右侧（p < 0.001），而肝型WD或HCs中未发现显著半球间差异（p > 0.05）。在神经型WD中，ALPS指数与白蛋白（albumin）、空腹血糖（fasting blood glucose）及白质体积与总颅内体积比值（V_WM/TIV ratio）呈正相关，与年龄、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）及统一Wilson病评定量表第一部分（UWDRS-I）评分呈负相关。多元回归确定年龄、AST和UWDRS-I评分为ALPS指数降低的独立预测因素。

结论：神经型WD与类淋巴系统功能受损及侧化改变相关。年龄、AST和UWDRS-I评分与功能障碍独立相关。通过DTI–ALPS指数评估的类淋巴功能在神经型WD中较肝型表型和对照受损。年龄、AST和UWDRS-I评分独立预测功能障碍，将神经退变、肝损伤和类淋巴活动改变联系起来。

研究背景：Wilson病（WD）是由ATP7B突变引起的常染色体隐性铜（Cu）代谢障碍，可导致Cu在多种器官和组织蓄积，包括肝脏、脑和肾脏，造成多系统损害。其在美国、欧洲和亚洲的患病率为2.00–3.33/100,000，在中国大陆部分地区报道的患病率更高，为4.93–6.21/100,000。WD临床表现高度异质，主要累及肝脏和脑；肝症状平均起病年龄为10–13岁，神经症状通常在20–30岁出现。神经受累是WD最严重的表现之一，常见运动障碍、精神行为异常和认知损害。类淋巴系统（glymphatic system）于2012年首次描述，主要由血管周围Virchow–Robin空间（VRS）、星形胶质细胞终足上水通道蛋白4（AQP4）介导的脑脊液-间质液转运通路以及静脉旁间质液引流通路组成，其主要生理功能是清除脑内代谢废物。越来越多研究报道，阿尔茨海默病、额颞叶痴呆、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化等神经退行性疾病存在类淋巴功能受损。目前，类淋巴功能主要采用磁共振成像（MRI）技术评估，大致分为需要对比剂或示踪剂的方法和非侵入性方法；扩散张量成像沿血管周围间隙分析（DTI–ALPS）是一种非侵入性方法，具有良好稳健性和广泛临床适用性，已用于评估阿尔茨海默病、特发性正常压力脑积水、帕金森病、高血糖和脑小血管病等疾病的类淋巴功能。基于此，研究人员假设WD中过量Cu蓄积可能损害类淋巴系统功能，这种损害可能阻碍Cu清除并最终影响疾病进展和预后，因此采用DTI–ALPS技术表征WD患者类淋巴系统功能并识别潜在影响因素。

研究人员开展了WD患者类淋巴系统功能及其相关因素研究，纳入71例WD患者（19例肝型、52例神经型）和15名健康对照（HCs），采用DTI–ALPS量化ALPS指数，比较患者与HCs、不同WD表型，并分析其与临床特征的相关性。研究结论表明，神经型WD与类淋巴系统功能受损和侧化改变相关；年龄、AST和UWDRS-I评分与功能障碍独立相关；经DTI–ALPS指数评估的类淋巴功能在神经型WD中较肝型表型和对照受损。该研究的意义在于将神经退变、肝损伤和类淋巴活动改变联系起来，为理解WD发病机制和风险评估提供依据。

关键技术方法概括（不超过250字）：样本来源于安徽省一家神经专科医院住院部，纳入71例WD患者和15名年龄、性别、教育水平匹配的HCs；WD诊断符合2022年美国肝病研究学会（AASLD）WD实践指南，Leipzig评分≥4。采用1.5T MRI采集3D高分辨率T1加权结构成像（3D-T1WI）、T2加权成像（T2–WI）和DTI数据。以DTI–ALPS在侧脑室体部层面投射纤维和联络纤维区放置球性感兴趣区，提取D_xx、D_yy、D_zz扩散值，计算左右侧及平均ALPS指数。利用3D-T1WI经SPM12和CAT12进行空间标准化、强度校正、组织分割和体积计算，得到白质体积与总颅内体积比值（V_WM/TIV）。采集生化指标，并用统一Wilson病评定量表第一部分（UWDRS-I）评估神经功能，使用R软件进行统计、相关和线性回归分析。

研究结果：
3.1 基线特征比较：本研究共纳入71例WD患者，其中肝型19例、神经型52例，以及15名HCs。三组在年龄、性别和教育水平方面均无统计学显著差异（均p > 0.05）；肝型与神经型WD在病程方面也无显著差异（p > 0.05）。这些结果表明各组基线具有可比性。
3.2 ALPS指数比较：
3.2.1 组间比较：神经型组ALPS指数为1.44 ± 0.14，显著低于肝型组1.53 ± 0.16和HC组1.62 ± 0.12（两者均p < 0.05）。肝型组ALPS指数虽低于HC组，但差异无统计学意义（p > 0.05）。
3.2.2 组内比较：在神经型组内，左侧ALPS指数为1.49 ± 0.15，显著高于右侧1.38 ± 0.16（p < 0.001）；肝型组或HC组未观察到显著左右差异（p > 0.05）。进一步计算左右差值，神经型组半球间差异为8.0%，肝型组为4.7%，HC组为3.1%；三组ΔALPS差异有统计学意义（p = 0.001）。事后LSD检验显示，神经型组与HC组差异显著（p < 0.001），肝型组与HC组差异显著（p = 0.026），而神经型WD与肝型WD组间差异无统计学意义（p = 0.210）。
3.3 相关分析：在神经型组中，ALPS指数与白蛋白（Alb）水平（r = 0.278，p = 0.046）、空腹血糖（FBG）水平（r = 0.287，p = 0.039）和V_WM/TIV比值（r = 0.342，p = 0.013）呈显著正相关；与年龄（r = -0.277，p = 0.047）、ALT水平（r = -0.309，p = 0.026）、AST水平（r = -0.408，p = 0.003）和UWDRS-I评分（r = -0.484，p < 0.001）呈显著负相关。与性别、教育水平、Cu水平、铜蓝蛋白（Cp）水平、24小时尿铜排泄（UC）、总胆红素（TB）水平、病程、Child-Pugh分级或肝脏超声分类均无显著相关（均p > 0.05）。
3.4 简单线性回归分析：以神经型患者ALPS指数为因变量，自变量包括性别、教育水平、年龄、病程、TB、Alb、ALT、AST、FBG、Cu、Cp、UC、UWDRS-I评分、V_WM/TIV比值、Child-Pugh分级和肝脏超声分类；教育水平和Child-Pugh分级作为哑变量。每个自变量分别进入单变量回归模型。结果显示，Alb水平、FBG水平和V_WM/TIV比值是ALPS指数的显著正向预测因素（p < 0.05），而年龄、ALT水平、AST水平和UWDRS-I评分是显著负向预测因素（p < 0.05）。
3.5 多元线性回归分析：以神经型组患者ALPS指数为因变量，将单因素分析中显著相关的变量（年龄、Alb水平、FBG水平、V_WM/TIV比值、ALT水平、AST水平和UWDRS-I评分）纳入多变量模型。结果显示，年龄、AST水平和UWDRS-I评分是神经型WD患者ALPS指数的独立负向预测因素。回归方程为：ALPS指数 = 1.67 ? 0.003 × UWDRS-I评分 ? 0.002 × AST水平 ? 0.004 × 年龄（岁）。模型调整R²为0.350，Durbin–Watson统计量为1.827，提示模型有效性和稳健性良好。

讨论部分总结：本研究首次采用DTI–ALPS评估WD患者类淋巴系统功能，并初步探讨该人群类淋巴功能障碍的危险因素。主要发现为：与HCs相比，神经型WD患者存在显著类淋巴系统功能障碍，且右侧更明显；肝型WD患者未见这些改变。在神经型WD队列中，ALPS指数与Alb水平、FBG水平和V_WM/TIV比值呈显著正相关，与年龄、ALT水平、AST水平和UWDRS-I评分呈负相关。多因素分析进一步确定，年龄较大、AST水平升高和神经症状更严重是神经型WD类淋巴功能障碍的独立危险因素。原文讨论提出，WD神经损害主要由系统性Cu毒性引起，涉及多种病理机制；铜毒性动物研究显示脑Cu升高导致Cu在星形胶质细胞内蓄积，星形胶质细胞可能通过隔离过量Cu保护神经元；随着脑Cu蓄积进展，星形胶质细胞发生增殖、肥大和病理性形态改变，形成I型和II型Alzheimer细胞及Opalski细胞。神经型WD患者尸检显示神经元丢失、胶质细胞增殖和VRS扩大。WD脑内星形胶质细胞增殖、发育异常和VRS扩大等病理改变可直接破坏类淋巴系统解剖结构，进而损害清除功能，并可能阻碍脑内Cu清除，形成自我强化恶性循环。肝型WD主要表现为Cu沉积和肝损害，而脑星形胶质细胞等结构基本未受影响，这可能解释其类淋巴功能保留。研究还发现，神经型WD患者左半球类淋巴功能障碍相对较轻，左侧ALPS指数显著高于右侧，半球间差异为8.0%，提示明显偏侧化。原文认为，这可能与人类脑功能和结构侧化有关；正常情况下左半球与语言、执行功能和高阶认知过程密切相关，这种侧化可能需要更高代谢活动和类淋巴清除能力，病理条件下左半球类淋巴系统具有更大功能储备和代偿能力，可能更能抵抗病理损伤。帕金森病中也报道过类似偏侧化改变。此外，肝型WD患者ALPS指数虽与HCs无显著差异，但左右差值显著大于对照，提示半球间类淋巴不对称可能是ALPS指数可检测下降之前的影像学改变。相关分析中，ALPS指数与Alb和FBG正相关，提示系统性营养状态与类淋巴功能密切关联；Alb由肝脏合成，维持整体营养状态和血浆胶体渗透压，其降低可改变类淋巴流体内渗透压动力学并损害类淋巴功能，较高Alb可能具有保护作用。FBG是脑星形胶质细胞主要能源，充足FBG对维持星形胶质细胞功能和结构完整性必要。V_WM/TIV比值反映白质保存程度，较高比值提示白质结构更完整，有利于类淋巴通路通畅和清除功能增强。ALPS指数与ALT、AST负相关，ALT和AST是肝细胞损伤的关键生化标志物，其升高反映肝损害加重；原文提出，肝病相关炎症可加重，而炎症可通过阻碍血管周围空间脑脊液流动和下调星形胶质细胞AQP4表达等机制损害类淋巴功能；因此，神经型WD中ALT/AST与ALPS指数的负相关可能部分通过“肝-脑轴”炎症通路介导，但由于未测定炎症细胞因子或AQP4表达水平，该假设仍需进一步研究。ALPS指数与UWDRS-I评分强负相关，UWDRS用于评估WD临床严重程度，具有良好信效度，中文版已在华人群中验证，第一部分专门评估神经功能；UWDRS-I评分越高直接反映WD患者脑损伤越重，并伴随更严重类淋巴系统功能障碍。多元线性回归显示，仅年龄、AST水平和UWDRS-I评分是神经型WD患者类淋巴功能障碍的独立危险因素。年龄是类淋巴功能生理性下降的公认因素，机制与年龄相关动脉搏动性降低和星形胶质细胞AQP4表达下调有关；本研究显示年龄在控制疾病严重度（UWDRS-I）和肝损伤（AST）后仍显著，且肝型WD患者ALPS指数与HCs无显著差异，而神经型WD明显降低，提示年龄对类淋巴功能的不良影响可能并非所有WD患者普遍现象，而是特别出现在神经受累者中，神经损害可能是加速年龄相关类淋巴下降的重要协同因素。AST主要富集于肝细胞线粒体，其升高常提示严重肝细胞损伤；AST作为独立相关因素提示神经型WD患者肝损害可能通过“肝-脑轴”通路负面影响类淋巴系统。UWDRS-I评分作为独立危险因素，强烈支持神经症状严重程度与类淋巴系统损害程度之间存在直接而密切的病理生理联系。尽管单变量分析显示V_WM/TIV比值与ALPS指数显著相关，但在控制年龄、AST和UWDRS-I评分后该效应不再显著，提示白质萎缩与类淋巴功能障碍之间的关联可能主要由疾病严重程度介导，二者可能代表平行病理过程而非因果关系。作为反映脑功能状态的功能影像指标，ALPS指数可补充临床指标，有助于更全面评估WD患者脑受累。

研究结论翻译：总之，本研究阐明了WD患者类淋巴系统功能特征，揭示神经型患者存在显著损害。ALPS指数显示出作为表型区分、肝型WD纵向监测和治疗反应评估的实用生物标志物潜力。此外，研究人员确定年龄较大、AST水平升高和较高UWDRS-I评分是与神经型WD类淋巴系统功能障碍独立相关的因素，为临床医生提供了简洁而稳健的风险评估框架以识别高危个体。然而，本研究存在若干局限。第一，其横断面设计无法就类淋巴系统功能障碍与疾病进展之间的关系进行因果推断。第二，作为单中心研究且某些亚组样本量相对较小，这些发现的普适性可能有限，需通过大规模多中心研究验证。第三，未将治疗相关变量纳入分析，其潜在影响需要进一步研究。最后，尽管研究人员使用非侵入且便捷的ALPS指数间接评估类淋巴功能，但其尚未与基于示踪剂的金标准直接验证。未来研究应在TX小鼠模型中对这两种方法进行直接比较分析。