高心肺适能而非体力活动水平与青少年多发性硬化患者更大脑体积及更低病灶体积相关

《Multiple Sclerosis and Related Disorders》：Higher fitness levels associate with higher brain volume and lower lesion volume in youth with Multiple Sclerosis

　　

目的：探讨青少年多发性硬化（multiple sclerosis, MS）患者心肺适能（cardiorespiratory fitness, CRF）与脑容积指标之间的关系。

方法：研究人员对MS青少年患者（n=33；26名女性；中位年龄16.5岁，四分位距1.91）进行心肺运动测试、体力活动（physical activity, PA）指标测定以及MRI病灶/脑容积评估。采用皮尔逊相关性评价病灶/脑容积与心肺适能及体力活动之间的关系。

结果：研究人员发现：（1）较高的病灶容积与较低的负荷最大z分数相关（r=-0.35，p=0.04）；（2）全脑容积和丘脑容积与峰值摄氧量（VO₂ peak）相关（r=0.55，p<0.001；r=0.41，p=0.018），并与最大负荷相关（全脑容积，r=0.45，p=0.009）；（3）VO₂ peak与海马齿状回头部容积相关（r=0.36，p=0.04）。

结论：较高的CRF水平（而非PA水平）与MS青少年较低的病灶容积以及较高的全脑、丘脑和齿状回容积相关。未来需要采用纵向及干预性研究设计来确定这些关系的方向性。

青少年多发性硬化（MS）患者存在较高的疾病活动度、脑生长轨迹改变、进行性认知功能下降以及高水平的抑郁和疲劳。既往研究已发现中等至剧烈体力活动与儿童起病多发性硬化（pediatric-onset multiple sclerosis, POMS）的脑结构（如全脑容积、病灶容积、视网膜指标）和功能（如残疾评分、抑郁疲劳评分）相关，提示体力活动可能是潜在干预靶点。但是，体力活动（physical activity, PA）仅反映日常活动的总量，而心肺适能（cardiorespiratory fitness, CRF）反映机体在持续体力活动中输送氧气的能力，受遗传与生物学因素影响，是与PA相关却独立的概念。在健康儿童和成人中，CRF与海马体积等脑结构指标存在关联，在成人MS中也发现较高CRF与较大海马体积有关。然而，此前尚无研究在青少年MS人群中将全脑及区域脑体积与CRF水平进行关联分析。因此，本研究旨在填补这一证据空白，探索青少年MS患者中CRF与脑结构指标之间的关系，并重点关注已知对体适能敏感的区域。

研究在加拿大多伦多病童医院（The Hospital for Sick Children）招募了33例11~19岁MS患者（女性26例，中位年龄16.5岁，四分位距1.91），纳入标准为EDSS≤4且MRI在运动测试一年内完成。所有受试者均接受了标准化的心肺运动试验、7天加速度计体力活动监测和脑MRI检查。研究结果显示：较高的CRF与较低的病灶容积、较高的全脑容积、丘脑容积及海马齿状回头部容积显著相关；而任何体力活动指标（包括剧烈体力活动、中等至剧烈体力活动、久坐时间等）与这些脑结构指标均无显著关联。该结果提示，在POMS群体中，CRF可能比单纯PA水平更敏感地反映与神经结构相关的生理储备，从而为以提升体适能为核心的干预研究提供了方向性依据。

关键技术方法方面，样本来自加拿大多伦多病童医院的33例MS青少年（女性26例，中位年龄16.5岁）。体力活动使用Actigraph GT3X加速度计进行标准化7天监测；CRF采用自行车测力计（Lode Examiner）并按Godfrey方案递增负荷，测定峰值摄氧量（VO₂ peak）、最大心率及最大负荷，并以Blanchard等建立的儿童参考值转换为z分数。MRI采用标准化T2-FLAIR和3D T1序列（1.5或3.0 T），图像处理使用FreeSurfer 7.4自动分割全脑、丘脑及海马亚区并计算体积，病灶体积先经3D Slicer半自动工具分割，再由单名检查者手动校正并由神经放射科医生确认。统计分析在JASP（0.19.1.0）中完成，使用Pearson相关分析评估变量间关系，p<0.05为显著性水平。

研究结果共分为四个部分。3.1 人口统计学、体力活动与体适能水平及脑容积：本队列中，93%的受试者每日剧烈体力活动不足5分钟，平均VPA仅2.4分钟/天，MVPA平均16分钟/天；CRF指标均显著低于健康儿童参考值，其中VO₂ peak平均低1.2个标准差，最大负荷低2.18个标准差。CRF与VPA存在强正相关（r=0.653，p<0.001），与MVPA中等正相关（r=0.374），与久坐时间中等负相关（r=-0.396）。3.2 全脑容积和病灶容积与标准化CRF值及PA水平的相关性：较高全脑容积与较高VO₂ peak（r=0.55，p<0.001）及较高最大负荷（r=0.50，p=0.009）显著相关；较高病灶容积与较低最大负荷z分数显著相关（r=-0.35，p=0.04）。未发现脑或病灶容积与任何PA指标显著相关。3.3 区域脑容积（全脑容积和丘脑容积）与标准化CRF值及PA水平的相关性：较高丘脑容积与较高VO₂ peak显著相关（r=0.410，p=0.018），但与最大心率或最大负荷无关，且与PA指标无关。3.4 区域脑容积（海马亚区）与CRF值和PA水平的相关性：仅齿状回头部体积与VO₂ peak显著正相关（r=0.36，p=0.04），而齿状回体部、整体齿状回及整体海马体积与CRF或PA均无显著相关；校正年龄、体质指数（BMI）和EDSS后结果不变。

讨论部分指出，尽管VPA与CRF存在强相关，但只有CRF而非PA与脑容积及病灶容积相关，这可能与本队列VPA普遍极低、PA指标变异有限有关，而CRF更能体现长期活动水平、遗传背景及疾病负担的综合影响。由于研究为横断面设计，不能排除疾病负担本身导致CRF降低的反向因果可能。齿状回头部与CRF的特异性关联与既往运动干预研究中前部海马体积增加的现象一致，研究者提出的可能机制涉及脑血流增加以及脑源性神经营养因子（BDNF）、胰岛素样生长因子（IGF）和血管内皮生长因子（VEGF）水平上升。研究局限性包括样本量较小、未对多重比较进行校正，以及横断面设计限制因果推断。研究结论最终翻译为：总之，研究人员发现MS儿童的心肺适能与脑体积之间存在关联，而这些脑结局指标与通过客观手段测量的体力活动之间未发现关联。未来需要纵向研究以及实验或准实验设计的研究来明确所观察到的关联的方向性。