18F FDG-PET在运动神经元病运动亚型中的相关代谢表征

《Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration》：18F FDG-PET correlates of motor neuron disease motor variants

　　

尽管¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层显像（FDG-PET）已是肌萎缩侧索硬化症（ALS）中的一项成熟生物标志物，但运动神经元病（MND）运动亚型的代谢相关特征仍缺乏清晰界定。因此，研究人员考察了MND连续谱中的脑葡萄糖代谢模式，包括进行性肌萎缩（PMA）、原发性侧索硬化（PLS）和ALS。研究回顾性纳入18例PMA、25例PLS和43例按最新诊断标准匹配的非遗传性ALS患者。FDG-PET成像显示，PMA与ALS相似，均存在广泛性低代谢；而PLS则呈现更为局灶的运动皮层低代谢模式。尽管不同MND亚型之间存在临床差异，本项回顾性研究显示，PMA与ALS具有相似的FDG-PET代谢模式，而PLS表现出更受限的皮层代谢特征。

该论文发表于《Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration》，聚焦于运动神经元病（MND）不同运动亚型的脑代谢影像学差异，旨在明确进行性肌萎缩（PMA）、原发性侧索硬化（PLS）与肌萎缩侧索硬化症（ALS）在¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层显像（FDG-PET）中的共同特征与差异特征。ALS是一类累及上运动神经元（UMN）与下运动神经元（LMN）的致死性神经退行性疾病，并可伴有不同程度的额颞叶受累。作为最常见的MND类型，ALS在临床和病理层面已较为明确；但在MND运动谱系内部，PLS主要表现为进行性、孤立性的UMN变性，而PMA则以孤立性LMN受累为定义特征。尽管这两类疾病合计约占MND病例的10%，其是否仅为受限表型，或与ALS共享更广泛的病理生物学基础，仍是重要问题。既往研究已提示PMA和PLS可能存在运动系统外表现，但有关其脑代谢改变的FDG-PET证据较少，且由于样本量有限、结果不一致，尚不足以支持稳定结论。因此，有必要在更大队列中系统比较这些MND运动亚型的脑代谢模式，以澄清其在疾病连续谱中的位置，并为影像学生物标志物的理解提供依据。

为完成该研究，研究人员回顾性纳入2011年至2021年间确诊的18例PMA、25例PLS、43例按年龄、扫描仪类型和起病部位匹配的非遗传性ALS患者，以及31名健康对照。ALS采用Gold Coast标准诊断，PLS依据最新共识标准纳入。研究以体素为基础的协方差分析（ANCOVA）结合统计参数映射（SPM12）处理FDG-PET数据，将图像标准化至蒙特利尔神经病学研究所（MNI）空间，并进行平滑、比例缩放及多重比较校正；人口学与临床资料则采用Kruskal–Wallis H检验和χ²检验进行比较，并辅以Kaplan–Meier生存分析。

研究结果部分首先报告了人口学和临床特征。按照最新PLS共识标准，25例PLS患者中18例属于明确PLS，即起病4年以上仍无LMN体征；7例属于可能PLS，即起病2–4年内无LMN体征。不同MND表型在诊断延迟、生存期和性别分布方面存在显著差异。具体而言，PLS患者的生存显著长于ALS和PMA患者，且诊断延迟明显更长，这反映出PLS病程通常更缓慢，同时在诊断上更具挑战性。另一方面，PMA患者中男性占比更高，与既往流行病学报道一致。Kaplan–Meier生存分析进一步直观显示，不同MND表型在症状起病后的累积生存轨迹存在明显分化，其中ALS下降更快，而PLS和PMA在较早阶段维持了更高的生存率。

在“不同MND表型之间的直接比较”部分，研究人员比较了PMA、PLS与ALS之间的脑代谢差异。结果显示，与PLS相比，ALS患者在前额叶/额前区及枕颞区出现相对低代谢簇，PMA患者则主要在前额叶/额前区出现相对低代谢。值得注意的是，PMA与ALS两组之间未发现显著差异。这一结果表明，尽管PMA在临床定义上主要表现为LMN受累，而ALS同时累及UMN与LMN，但二者在脑葡萄糖代谢层面呈现高度一致性。相较之下，PLS的异常模式更为局限，其与PMA和ALS之间的差异主要体现在额叶及部分枕颞联合区代谢改变的范围和程度上。

在“与健康对照的比较分析”部分，研究人员进一步评估了各MND亚型相对于健康对照的代谢特征。ALS患者表现为广泛的低代谢，主要涉及前额叶/额前区、顶叶和颞叶，同时在小脑区域观察到相对高代谢。PMA患者呈现与ALS相似的相对低代谢模式，但未见高代谢区域。PLS患者则显示围绕运动皮层的局灶性低代谢，同时在枕叶、顶颞区和额叶观察到相对高代谢。该结果说明，ALS与PMA不仅在疾病间直接比较中缺乏显著差异，而且在相对于健康脑代谢背景的偏离模式上也具有显著一致性；相反，PLS更集中地累及运动皮层，运动系统外受累相对较轻，其皮层代谢特征明显较为受限。

在讨论部分，研究人员强调，尽管PMA与ALS在临床上分别偏重LMN受累和UMN/LMN共同受累，但FDG-PET揭示二者在脑低代谢分布上具有显著相似性，提示二者可能共享上游病理生理机制。这一发现支持将PMA与ALS理解为同一MND连续谱中的不同表型，而非彼此截然分离的疾病实体。研究同时指出，PMA与ALS之间潜在的代谢差异可能与认知受累程度不同有关，但由于该队列缺乏充分的认知资料，无法正式评估认知状态与FDG摄取之间的关系。对于观察到的相对高代谢区域，研究人员认为其可能反映多种生物学过程，包括神经炎症过程。与PMA和ALS相比，PLS在本队列中呈现更局限的代谢模式和较轻的运动系统外受累，这与其较慢的疾病进展和更长生存相一致。

研究也明确讨论了局限性。首先，缺乏系统性的认知与行为学数据，因此无法分析这些临床维度与脑代谢改变之间的联系。其次，未获得用于共注册的MRI数据，可能降低了解剖定位精度。再次，少数患者缺失遗传学资料。最后，由于不同表型在病程时长上的差异本身属于疾病特征的一部分，统计分析中未对病程时长或疾病进展进行校正，因此在解释代谢差异时需予以考虑。这些局限提示，当前结果虽具有较强启发意义，但仍需在整合认知、遗传和多模态影像资料的前瞻性研究中进一步验证。

总体而言，该研究在较大样本的MND运动亚型队列中系统展示了FDG-PET代谢图谱，核心结论是：PMA与ALS在脑低代谢模式上高度相似，而PLS表现出更局限、以运动皮层为核心的代谢异常。该发现从功能影像学角度支持PMA与ALS属于同一疾病连续谱的不同表型，同时提示PLS可能具有相对独特且更受限的皮层代谢签名。对于理解MND谱系内部的异质性、完善FDG-PET作为影像学生物标志物的应用边界，以及推动不同运动亚型的病理生理分层，均具有重要意义。

研究结论部分可概括为：尽管不同MND亚型在临床表现上存在差异，PMA与ALS显示出相似的FDG-PET代谢模式，而PLS则呈现更受限的皮层代谢特征。