《Brain Research Bulletin》：Neurovascular coupling alterations in children with acute lymphoblastic leukemia after chemotherapy: an ASL and rs-fMRI study
编辑推荐：
本研究结合动脉自旋标记（ASL）和静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术，检查急性淋巴细胞白血病（ALL）儿童的区域神经血管耦合指数。与健康对照组相比，化疗后评估的ALL儿童在脑血流（CBF）-rs-fMRI耦合指数上表现出区域差异。在错误发现率（FDR）
本研究结合动脉自旋标记（ASL）和静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术，检查急性淋巴细胞白血病（ALL）儿童的区域神经血管耦合指数。与健康对照组相比，化疗后评估的ALL儿童在脑血流（CBF）-rs-fMRI耦合指数上表现出区域差异。在错误发现率（FDR）校正后，区域成像指标与认知表现之间无显著关联。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia, ALL）是儿童最常见的恶性肿瘤，占儿童癌症诊断的约25%，且发病率在1-4岁达到高峰。尽管化疗显著提高了生存率（中国ALL患儿总生存率达91.1%），但化疗后认知功能障碍仍持续存在。脑血流（cerebral blood flow, CBF）和神经元活动之间通过神经血管耦合（neurovascular coupling, NVC）维持动态平衡，而神经血管单元（neurovascular unit, NVU）的完整性是NVC的基础。既往研究多采用单模态MRI（如结构或功能成像），难以同时评估CBF与神经元活动的协同变化，无法揭示NVC在化疗后脑功能改变中的角色。为填补这一空白，研究人员整合动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）和静息态功能磁共振成像（resting-state functional MRI, rs-fMRI）技术，首次系统评估ALL儿童化疗后的区域NVC指数及其与认知表现的关系，旨在从NVC角度阐明化疗后脑功能异常的病理机制。该研究发表于《Brain Research Bulletin》。
**关键技术与方法**
研究人员采用多模态MRI方案，包括三维伪连续ASL（3D-pCASL）获取CBF图，以及梯度回波平面成像（GE-EPI）序列采集rs-fMRI数据。从rs-fMRI中计算低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF）、分数低频振幅（fractional ALFF, fALFF）、局部一致性（regional homogeneity, ReHo）和度中心性（degree centrality, DC）。通过体素级比率图（CBF/ALFF、CBF/fALFF、CBF/ReHo、CBF/DC）量化区域NVC，并采用高斯随机场（Gaussian Random Field, GRF）理论进行多重比较校正。样本队列来自遵义医科大学附属医院和贵州儿童医院，共纳入23例ALL儿童（化疗后，中位停药时间3.0个月）和30例健康对照（healthy controls, HC），均接受中国韦氏儿童智力量表第四版（C-WISC-IV）认知评估。
**研究结果**
**3.2. 脑血流（CBF）改变**
与HC组相比，ALL组在双侧颞中回、右侧额中回和右侧顶上小叶的归一化CBF显著降低，而左侧海马、丘脑、壳核和右侧丘脑的CBF升高。
**3.3. 静息态功能指标改变**
- **ALFF**：左侧舌回和前楔叶降低，右侧尾状核、额上回和左侧额中回升高。
- **fALFF**：右侧颞下回、距状回和左侧舌回降低，左侧尾状核升高。
- **ReHo**：仅左侧舌回、双侧丘脑和左侧中央后回降低，无升高区域。
- **DC**：右侧距状回降低，左侧额中回升高。
**3.4. 全脑神经血管耦合分析**
两组间CBF与ALFF、fALFF、ReHo、DC的全脑相关系数无显著差异（p>0.05）。
**3.5. 区域神经血管耦合分析**
- **CBF/ALFF**：右侧颞中回降低；左侧海马（皮层下簇）、舌回、中央后回、额中回和内侧额上回升高。
- **CBF/fALFF**：双侧颞中回降低；左侧壳核、丘脑和中央后回升高。
- **CBF/ReHo**：右侧颞中回和额下回三角部降低；左侧尾状核、舌回、丘脑和中央后回升高。
- **CBF/DC**：右侧颞中回降低；左侧丘脑升高。
**3.6. 相关分析**
未经校正时，部分脑区成像指标（如左海马CBF与知觉推理指数、左颞中回CBF与工作记忆指数）与认知评分存在名义相关，但经错误发现率（false discovery rate, FDR）校正后，所有相关性均不显著（q>0.05）。
**3.7. 治疗方案的敏感性分析**
比较CCLG与CCCG方案亚组，发现左侧丘脑区CBF/fALFF、CBF/ReHo和CBF/DC存在显著差异，但CCCG组样本量小（n=7），结果需谨慎解释。
**讨论与结论**
讨论部分指出，ALL化疗后NVC比率在多个脑区呈现区域特异性改变：涉及语义理解（双侧颞中回、额下回三角部）的NVC降低，而涉及认知-情绪处理（海马）、感觉运动（中央后回、舌回）和执行控制（额中回）的区域NVC升高。分解分析提示，NVC变化的驱动因素各异：部分区域由CBF改变主导，部分由静息态指标改变主导，或两者共同作用。这些改变可能反映疾病本身和/或化疗药物的联合神经毒性效应，但受限于横断面设计，无法区分因果。研究结论翻译如下：本研究首次采用多模态ASL和rs-fMRI方法，证实ALL儿童化疗后存在区域神经血管耦合改变；尽管这些改变与认知评分无显著相关，但多脑区NVC变化为化疗后早期脑功能改变提供了初步证据；由于横断面设计、样本量有限、缺乏化疗前基线数据以及左侧丘脑NVC策略相关差异，本结果应视为初步发现，其对认知结果的临床意义需纵向大样本研究验证。
