综述:成人烟雾病中的认知功能障碍:额叶血流动力学、微结构脆弱性和手术考虑,重点强调非卒中表现

《Brain and Development》:Cognitive Dysfunction in Adult Moyamoya Disease: Frontal Hemodynamics, Microstructural Vulnerability, and Surgical Considerations, With Emphasis on Non-Stroke Presentations

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月10日 来源:Brain and Development 1.5

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  目的:神经认知功能障碍在成人烟雾病(MMD)中常见,包括无明显脑梗死的患者。尽管如此,认知状态尚未纳入血运重建决策。研究人员检查了非卒中成人MMD中认知功能障碍的证据、其血流动力学和微结构基础,以及认知评估是否应指导手术规划。方法:对PubMed和Embase

  
目的:神经认知功能障碍在成人烟雾病(MMD)中常见,包括无明显脑梗死的患者。尽管如此,认知状态尚未纳入血运重建决策。研究人员检查了非卒中成人MMD中认知功能障碍的证据、其血流动力学和微结构基础,以及认知评估是否应指导手术规划。方法:对PubMed和Embase(截至2026年4月)进行结构化叙述性综述。纳入报告成人MMD患者(年龄≥18岁)认知、血流动力学或神经影像学结局的研究。非卒中定义为MRI上无既往缺血性梗死或脑实质出血。结果:无论卒中史如何,超过一半的成人MMD患者存在认知障碍,主要涉及执行功能、注意力和处理速度。这种脆弱性与ACA(大脑前动脉,anterior cerebral artery)区域低灌注相关,该区域并非标准STA-MCA(颞浅动脉-大脑中动脉,superficial temporal artery–middle cerebral artery)搭桥的常规目标,并且与扩散张量成像上在可见梗死发生前即可检测到的白质微结构损伤相关;然而,现有证据主要是观察性的,因果关系尚未建立。整体脑血管反应性的改善并不能可靠地预测认知恢复。有限且初步的数据提示,针对额叶的血运重建可能为某些患者提供选择性认知获益。结论:成人MMD中的认知功能障碍,包括非卒中表现,似乎与慢性额叶血流动力学功能不全和隐匿性微结构脆弱性相关;然而,现有证据主要是观察性的,局部低灌注、白质损伤和认知之间的因果关系尚未证实。认知功能障碍不应被视为血运重建的独立指征,但可考虑与既定的临床和血流动力学标准一起评估。
1. 引言
烟雾病(moyamoya disease,MMD)是一种进行性狭窄闭塞性脑血管疾病,特征为双侧颈内动脉末端狭窄及脆弱的基底侧支网络形成。在成人中,脑血管血运重建——主要是颞浅动脉-大脑中动脉(superficial temporal artery–middle cerebral artery,STA-MCA)搭桥——是降低缺血性卒中风险和改善脑血流动力学的既定治疗方法。当前手术指征基于血流动力学损害所致的神经症状以及功能影像上客观的脑灌注或脑血管储备(cerebrovascular reserve)受损证据。神经认知功能障碍已成为成人MMD中具有临床意义但系统性地被低估的表现。即使在没有明显梗死的神经功能完整的患者中,执行功能、注意力和处理速度的缺陷也可能严重损害工作表现、社会参与和生活质量。尽管如此,认知状态目前并未纳入标准血运重建标准。手术旨在预防卒中,而认知结局——无论是保持、改善还是下降——通常被视为次要考虑。本综述聚焦三个问题:(1) 无卒中患者的认知功能障碍有多常见,其血流动力学和结构性基础是什么?(2) 为什么标准血运重建不能可靠地改善认知?(3) 认知评估如何(如果可能的话)与既定的临床和血流动力学标准一起考虑?

2. 文献检索策略
在PubMed和Embase中进行了结构化叙述性文献检索,截止日期为2026年4月,无下限日期。检索词包括“moyamoya disease”或“moyamoya”与“cognition”、“cognitive dysfunction”、“cognitive impairment”、“executive function”、“neuropsychological”、“white matter”、“diffusion tensor”、“cerebral blood flow”、“perfusion”、“revascularization”、“bypass”和“cerebrovascular reactivity”的组合。研究纳入标准为:年龄≥18岁、经血管造影或MRA(磁共振血管成像,magnetic resonance angiography)确认的MMD成人患者,并报告了定量认知、血流动力学或神经影像学结局。非卒中定义为MRI上无既往区域缺血性梗死或脑实质出血。排除标准包括:非成人MMD、未报告定量结局、非英文、会议摘要、社论或无可提取数据的病例报告。最终纳入27篇文献进行全文综述。由于本文为结构化叙述性综述而非正式系统评价,未进行荟萃分析或正式偏倚风险评估,结果以叙述性综合呈现。为了增加透明度,根据证据对非卒中成人MMD的适用性直接性进行分类(表1),区分直接证据和间接证据。

3. 非卒中成人MMD中的认知功能障碍:患病率、模式与自然史
成人MMD中认知障碍的患病率远高于历史认知。2024年的一项系统评价和荟萃分析纳入17项研究、1190名成人患者,发现总体认知障碍患病率为54.59%。值得注意的是,该分析中认知障碍与缺血性卒中史无显著关联,支持慢性血流动力学功能不全(独立于梗死负荷)可能在该人群中显著导致认知功能障碍的观点。障碍模式具有特征性且跨研究一致报告:执行功能障碍是最常受累的领域,其次是注意力、处理速度和记忆力的损害。一项多中心神经心理学研究对29名成人MMD患者进行评估,发现大部分患者表现出多个认知领域的破坏,其分布提示由慢性低灌注引起的弥漫性小血管疾病而非局灶性梗死。一项涵盖儿童和成人烟雾样血管病的系统评价和荟萃分析发现,成人患者在多领域持续低于人群常模,缺陷模式主要影响执行功能和加工速度,而非整体智力能力。西方中心的数据也证实了这些发现。在一项单中心前瞻性研究中,35名患者中73%的认知功能低于人群常模,且灌注成像上的血流动力学损害与认知严重程度之间无统计学显著关联。最近一项欧洲(法国)双中心回顾性队列对102名成人烟雾样血管病患者的分析发现,无痴呆型血管性认知障碍占33.3%,主要影响执行功能和处理速度;在该队列中,认知障碍在单变量分析中与诊断时的缺血性卒中及缺血性病变相关,但未评估区域性脑血流量。重要的是,一项对21名无MRI梗死灶的无症状成人MMD患者的前瞻性研究发现,与匹配的健康对照相比,患者在智力、工作记忆和计算能力方面存在损害。来自同一团队的配套研究显示,无症状无梗死患者在动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)上左额下回和中央前回的脑血流量(cerebral blood flow,CBF)降低,同时功能MRI(functional MRI,fMRI)上执行控制网络异常。这些发现支持认知和脑网络异常可能先于临床事件(如脑梗死)出现,而不仅仅是卒中后遗症。无手术情况下的认知功能自然史需要谨慎解读。一项对61名成人MMD患者进行的长期研究,在基线和最多三个后续时间点进行评估,最长随访约7年,发现神经心理学表现在无复发性卒中情况下总体保持稳定,无明确进行性恶化证据。然而,这种表面稳定性并不意味着没有持续病理过程。这些患者基线时已存在显著障碍——执行功能障碍57%、处理速度障碍31%、视觉记忆缺陷30%——且该障碍在整个随访期间持续存在。重复测试中认知评分稳定并不排除进行性亚临床白质微结构损伤,这种损伤可能在结构损害变得不可逆之前累积到低于可检测神经心理学改变的水平。因此,临床关注主要不是快速恶化,而是持续存在有功能意义的障碍,这可能代表如果在严重结构损害发展之前未解决额叶血流动力学问题,则可能错失恢复窗口。

4. 认知脆弱性的额叶血流动力学与微结构基础
成人MMD中认知脆弱性的解剖基础似乎与血流动力学损害的区域性模式密切相关。额叶灌注的损害反映了动脉闭塞性病变的分布,主要涉及颈内动脉末端及ACA(大脑前动脉,anterior cerebral artery)和MCA(大脑中动脉,middle cerebral artery)近端。由于烟雾样侧支血管优先从后部和软脑膜来源发展,它们更有效地供应大脑中后部区域,而额叶和ACA依赖区域则承受最大的慢性低灌注负担。早期对欧洲成人MMD的研究记录到,执行功能综合征与灌注MRI(perfusion MRI)上额叶灌注受损特定相关,表明额叶血流动力学-认知联系跨越了疾病表现中的种族和地理差异。在一项针对115名无卒中成人MMD患者的前瞻性队列中,动态磁敏感对比MRI(dynamic susceptibility contrast MRI,DSC-MRI)测量的CBF与执行功能和处理速度显著相关,最强关联定位于双侧额叶和半卵圆中心。另一项针对30名无脑实质损伤的成人MMD患者的回顾性研究发现,SPECT(单光子发射计算机断层扫描,single-photon emission computed tomography)上的额叶脑内盗血现象独立预测复合认知障碍,经年龄和性别校正后。长期随访数据进一步表明,记忆力与右侧背侧ACA区域rCBF(局部脑血流量,regional cerebral blood flow)特定相关,概念化能力与左侧背侧ACA区域CBF相关——与MCA区域血流可分离——表明ACA特异性灌注具有领域特异性认知相关性。在一项回顾性欧洲灌注MRI分析中,对48名成人烟雾样血管病患者,低灌注实质体积(以Tmax > 4–5秒界定)被发现是认知障碍的独立因素,经病变体积校正后,尤其在注意力/处理速度和执行领域。白质微结构损伤提供了慢性额叶低灌注与认知功能障碍之间的关键机制联系。在无明显脑病变的成人MMD患者中,扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)显示额叶和脑室周围白质束(包括上纵束和放射冠)的分数各向异性(fractional anisotropy,FA)显著降低,微结构破坏程度与神经心理学表现直接相关。这种关系表明,即使常规MRI序列表现正常,慢性缺血也会对维持额叶网络功能的轴突通路造成细微但可测量的损伤。这种隐匿性微结构损伤可能解释了为什么MMD中的认知障碍比可见病变负荷单独预测的更为普遍和临床显著,以及为什么它出现在从未经历过公认缺血事件的患者中。与慢性额叶低灌注相关的微结构损伤在严重结构损害累积之前恢复灌注时似乎至少部分可逆。在一个纵向多模态MRI队列中,血运重建后2至4年,上纵束的FA显著增加,这种恢复与处理速度和知觉组织的改善相关。在另一项关于烟雾样血管病间接血运重建的研究中,钻孔手术后正常外观额叶白质的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值降低——表明微结构改善——并伴有认知灵活性改善。作者得出结论,在严重白质疾病发展之前进行手术可能最有效地逆转认知缺陷。这些发现支持以下假设:早期恢复额叶灌注可能与更大的白质恢复潜力和认知获益相关。综合来看,这些血流动力学和微结构数据与一个假定的基质模型一致:慢性额叶ACA区域低灌注导致白质微结构损伤——即使在常规MRI正常且神经心理学评分稳定的情况下,DTI也可检测到——这可能进而导致成人MMD特征性的执行和注意认知表型。该模型是假设生成的:基础数据主要是横断面和观察性的,低灌注、微结构损伤和认知之间的因果方向尚未确定。微结构变化似乎在临床缺血事件之前就已存在,并且如果在结构损伤达到不可逆阈值之前解决血流动力学基础,则可能至少部分可逆。支持该框架的关键研究总结于表1。

5. 为什么标准血运重建不能可靠地改善认知
5.1. 血流动力学不匹配
标准STA-MCA搭桥旨在增强MCA区域的灌注,主要惠及颞叶和顶叶皮层。额叶灌注,特别是ACA依赖区域,在成功搭桥后可能仍无法充分解决。这种手术目标与认知血流动力学基础之间的结构性不匹配为血运重建后报告的一贯异质性认知结局提供了直接解释。一项前瞻性荷兰队列研究使用15O-H2O PET评估了烟雾样血管病血运重建后的认知、脑血管反应性(cerebrovascular reactivity,CVR)和功能结局。尽管CVR显著改善,短暂性脑缺血发作频率有意义降低,但大多数认知领域保持稳定而非改善,并且CVR变化幅度与认知表现变化之间未发现一致关联。这种整体血流动力学恢复与认知结局之间的分离表明,脑血管反应性正常化是认知获益的必要但非充分条件。

5.2. 急性高灌注作为认知障碍
急性术后高灌注构成一种独特的损伤机制,可能抵消潜在的长期认知获益。在一项针对32名有“悲惨灌注”(misery perfusion)的成人患者的前瞻性队列研究中,所有出现术后高灌注综合征的患者均经历认知下降。术后第1天的相对CBF(relative CBF,rCBF)在下降患者中显著高于保持稳定或改善的患者,且术后第1天的特定CBF阈值以区分准确性预测随后的认知恶化。在慢性低灌注且自主调节受损的组织中,突然的术后血流增加可能导致内皮功能障碍、血脑屏障破坏以及白质微结构损伤的扩展,即使常规影像上无明确梗死。早期术后建立的认知轨迹似乎持续存在:在一项对31名成人患者的5年前瞻性随访中,5年时的认知结局分布与术后2个月时高度相似。早期下降的患者在长期随访中很少恢复认知功能,表明避免围手术期高灌注损伤对于保持认知获益的可能性可能很重要。

5.3. 网络层面基础与恢复限制
即使灌注恢复充分,也不能保证认知恢复,除非底层神经网络保持足够的完整性以进行重组。多模态MRI研究已证明,血运重建后的认知改善与术后白质微结构重塑——上纵束FA增加——以及额叶-小脑网络内功能连接(functional connectivity,FC)增加相关。这些网络层面的变化与处理速度和表现智商的选择性改善相关,表明它们代表真正的神经可塑性恢复,而非单纯的灌注相关正常化。来自日本的一项初步前瞻性报告记录了无并发症血运重建病例在12个月随访时处理速度和注意任务的显著改善,支持在避免围手术期并发症时领域特异性认知获益的可能性。一项基于可靠变化指数(reliable change index,RCI)的大型单中心研究发现,技术成功手术后75%的患者认知无变化,11%改善,14%下降。综合来看,这些发现表明结局可能不仅受手术本身影响,还受术后反应的血流动力学模式和额叶网络基础的完整性影响。因此,术后认知改善既非普遍也非保证,但在避免高灌注损伤且保留足够网络基础的患者中是一种合理结局。

6. 针对性额叶血运重建:认知获益的初步证据
如果额叶血流动力学缺口导致标准STA-MCA搭桥认知获益有限,则一个可检验的预测随之而来:专门恢复额叶和ACA区域灌注的血运重建策略可能产生更大的认知获益。来自两项相关研究的证据与此预测相关,尽管两者均规模较小且为初步结果。第一项研究确立了SPECT上的额叶盗血现象——ACA区域血流动力学功能不全的区域标志——独立预测无实质损伤的成人MMD患者的复合认知障碍。第二项是一项前瞻性干预研究,对20名前向ACA血流不良的成人MMD患者实施了STA-ACA直接搭桥,并使用包含7项测试的综合电池(构成复合额叶功能指数,composite frontal lobe function index,CFFI)评估术前和术后神经认知。与接受未破裂动脉瘤或脑肿瘤开颅手术且使用相同测试电池的对照组相比,STA-ACA搭桥组的CFFI改善显著更大。改善特别体现在注意力和处理速度——这些领域与额叶-皮层下网络最密切相关,且对ACA区域缺血最脆弱。这些小型研究提供了初步证据,提示血运重建的解剖目标(而非单纯血运重建事实)可能影响认知结局。这些结果并非确认性:两者均受限于小样本、非随机设计和选择人群,且它们并未确立认知发现应指导手术策略选择。术前识别ACA区域低灌注是否能识别出更可能从针对额叶的血运重建中获得认知获益的患者,仍是一个需要前瞻性对照研究的开放性问题。STA-ACA直接搭桥技术要求高,仅在专业中心进行。需要足够长的STA额支和凸面水平的可及ACA皮质受体,且存在广泛供体采集导致的头皮缺血风险。对于没有直接ACA搭桥经验的中心,将间接双侧额叶脑-硬脑膜-骨膜-血管吻合术(encephalo-duro-periosteal synangiosis,EDPS)与标准STA-MCA搭桥结合在单次手术中,可能在不增加直接吻合技术需求的情况下提供增量的额叶灌注获益。

7. 认知是否应影响血运重建决策?
7.1. 当前框架及其认知盲点
当前成人MMD的血运重建标准以症状性缺血和灌注成像上可证实的血流动力学损害为中心。既定指征包括伴有血流动力学损害的症状性缺血或出血,以及伴有同时存在静息性缺血性病变和CVR受损的无症状患者也可能符合条件。然而,客观记录的认知功能障碍并未纳入这些标准,无论其严重程度或与影像学发现的一致性如何。在实践中,这一遗漏具有临床后果。许多成人MMD患者在诊断时已有可检测的认知障碍,且与在其他情境下已证明手术合理性的同一额叶血流动力学功能不全相关。无症状患者可能在临床事件发生前就已存在多领域认知障碍的证据,提高了足以影响认知的血流动力学功能不全可能在达到传统手术阈值之前就已存在的可能性。当前框架并未明确考虑这种血流动力学疾病的认知表现。

7.2. 认知作为手术决策中的补充轴
目前,单独认知障碍不足以证明血运重建的合理性。然而,当客观认知缺陷与额叶血流动力学损害模式匹配时,认知测试仍可能有助于手术规划。将针对额叶的血运重建与认知获益联系起来的证据主要基于观察性数据和一项20名患者的前瞻性研究;这些发现应被视为假设生成而非实践定义。当前指南主要支持在满足强血流动力学和症状性标准时进行血运重建。在这一既定框架内,认知状态可能在两个层面发挥作用。首先,对于已满足主要标准(症状性缺血、血流动力学损害、静息性缺血病变)的患者,同时存在的客观认知障碍——特别是与低灌注区域一致的执行和处理速度领域缺陷——可能加强手术理由并支持早期而非延迟干预。其次,对于主要标准处于临界状态或干预紧迫性不确定的患者,正式的额叶-皮层下功能障碍神经心理学证据与解剖上一致的额叶或ACA区域CVR受损的组合,可被视为决策中的一个额外因素。这些建议基于间接和观察性证据,需要前瞻性评估。基于当前证据无法提出特定截断值。MoCA(蒙特利尔认知评估,Montreal Cognitive Assessment)单独作为筛查工具过于粗糙,不能作为手术触发因素——低于阈值的评分可能反映多种原因,且本身并不确立手术合理性所需的血流动力学基础。适当的顺序是:以MoCA或等效工具作为初始筛查信号,随后进行领域特异性正式神经心理学测试以确认和表征障碍,并与乙酰唑胺激发SPECT上的额叶和ACA区域灌注发现交叉参考。当这三个要素汇聚时——执行或处理速度领域的正式认知障碍、SPECT上一致的区域额叶低灌注、以及提示可逆性保留的缺失或微小梗死——这种组合可能提供当前可用的最一致的认知理由来考虑血运重建,尽管该建议序列尚未经过前瞻性验证。

7.3. 术前评估的实践意义
将这一框架转化为实践只需对现有术前方案进行适度修改。乙酰唑胺激发SPECT已是许多进行MMD手术的专业中心标准术前检查的一部分;主要变化在于解读实践——系统性地将额叶和ACA区域CVR作为独立参数与整体半球储备一起记录,而非仅报告整体或后部CVR。这不需要新设备或额外影像学检查。神经心理学评估可考虑作为成人MMD患者术前评估的一部分,特别是当认知保持是相关治疗目标时。MoCA提供了实用的初始筛查;提示障碍的评分可能促使进行全面的领域特异性评估。应特别关注执行功能、处理速度和注意力——这些领域在MMD中最一致受损,且与额叶ACA区域低灌注最密切相关。当认知保持或改善是明确治疗目标时,额叶区域血运重建的充分性可与标准MCA搭桥规划一起考虑。原则上,这可在选定的具有可证实的ACA区域低灌注和相应认知障碍的患者中,结合STA-MCA搭桥与双额叶间接增强,或在具有适当专业知识的中心进行STA-ACA直接搭桥。这些策略考虑是探索性的,并非旨在作为治疗建议;血运重建技术的选择应继续遵循既定标准和个体手术判断。术后认知改善并非保证,且现有工具无法在个体患者水平可靠预测。当前证据支持改善在相当一部分患者中是可能的,最可能发生在严重白质结构损伤累积之前进行手术,并且可能通过避免围手术期高灌注而获益。这些是手术认知获益最大化的条件,它们并不构成保证。

8. 局限性
当前证据基础存在若干局限性。首先,本综述的基础研究主要是单中心回顾性或小型前瞻性队列,多数来自亚洲中心。样本量有限,且研究间发现的一致性受患者选择、神经心理学方法和随访间隔的显著异质性限制。因此,无法进行跨研究直接定量比较,所呈现的结论必然是推断性的。其次,提出的额叶血流动力学缺口框架虽然在机制上一致且得到相关影像学数据支持,但尚未通过具有标准化额叶灌注终点和认知结局的前瞻性试验验证。将认知障碍归因于区域ACA区域低灌注(而非整体血流动力学功能不全或静息性梗死负荷)需要具有个体水平灌注映射的前瞻性纵向研究。第三,STA-ACA搭桥作为特定认知干预的证据仅来自一个机构20名患者的前瞻性研究。虽然发现生物学上合理且效应方向与提出的框架一致,但需要在更大的独立队列中进行重复,然后才能推荐STA-ACA搭桥作为认知指征。该手术的技术要求和风险也必须与观察到的认知获益的适度性和领域特异性相权衡。第四,无手术情况下认知下降的自然史数据有限。现有纵向数据表明在无复发性卒中情况下总体稳定,来自保守治疗的非手术MMD患者的数据表明,认知障碍可能在无血运重建的情况下长期持续。这些数据并不排除进行性皮层下微结构损伤,该损伤可能最终跨过临床可检测阈值。需要比较具有匹配血流动力学特征的手术和保守治疗患者的认知轨迹的前瞻性研究,以确定认知障碍是否以及何时构成干预的充分指征。第五,所综述研究中认知发现的解读受到已知影响神经心理学表现的因素控制不完整的限制。年龄、教育程度、职业复杂性、语言和文化背景、病前智力能力、情绪障碍(如抑郁和焦虑)、睡眠障碍、药物效应以及血管危险因素(包括高血压、糖尿病和吸烟)均可影响测试结果,但在纳入的研究中测量和调整程度不一。所使用的神经心理学电池的异质性、定义障碍的不同阈值以及重复测试的练习效应进一步限制了可比性。这些因素可能混淆区域低灌注与认知之间的关联,应在未来的前瞻性工作中系统性地加以解决。

9. 结论
成人MMD中的认知功能障碍不仅仅是卒中的结果。在许多患者中——包括那些无脑梗死的患者——执行功能、注意力和处理速度的认知障碍与慢性额叶低灌注和隐匿性白质微结构损伤相关,尽管因果关系尚未确立。标准STA-MCA搭桥可能无法可靠地解决与这些缺陷相关的额叶血流动力学基础。急性高灌注损伤、网络重组限制以及搭桥区域与额叶血流动力学目标之间的解剖不匹配可能共同导致血运重建后报告的异质性认知结局。新兴但有限的证据表明,针对性的额叶血运重建可能为具有可证实的ACA区域低灌注的患者提供选择性认知获益。无论是通过直接STA-ACA搭桥还是联合间接额叶增强,恢复额叶网络基础的灌注代表了成人MMD中一个潜在的手术目标,值得前瞻性研究。认知功能障碍尚不是既定的手术指征,不应被视为如此。当前证据支持更系统的术前评估:在SPECT上审查额叶和ACA区域CVR及整体储备,并在认知保持是治疗优先时纳入神经心理学评估。当额叶低灌注和客观认知缺陷在无梗死情况下同时出现时,该组合应在手术规划中明确讨论。这是否最终证明正式新指征的合理性,仍有待前瞻性数据确定。
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