将整体萎缩负荷从局部结构模式中分离，揭示了轻度认知障碍中具有临床意义的异质性

《BMC Neuroscience》：Disentangling global atrophy burden from local structural patterns reveals clinically relevant heterogeneity in mild cognitive impairment

　　

摘要

背景

轻度认知障碍（MCI）是阿尔茨海默病（AD）的一个异质性前驱期。基于影像的分型可能将全局神经退行性负荷与局部解剖变异混淆，从而限制了生物学可解释性。我们的目的是将全局萎缩负荷与局部结构模式分离开来，并评估它们在 MCI 中的临床相关性。

方法

分析了 731 名参与者的基线 ADNI-1 数据，包括 205 名认知正常个体、351 名 MCI 患者和 175 名 AD 患者。全局萎缩指数（GAI）定义为经总颅内体积（TIV）校正的脑全脑脊液体积与经 TIV 校正的灰质加白质体积的比值，并进行 z 标准化。在完整的认知正常（CN）-MCI-AD 样本中筛选候选区域。在 MCI 组内，对区域测量值针对年龄、性别、教育程度和 GAI 进行残差化处理，以推导局部残差结构特征。应用主成分分析和无监督聚类来识别基于影像的分型。使用多变量回归评估临床关联，嵌套模型评估了连续残差特征相对于分型标签的增量解释价值。

结果

GAI 在认知正常、MCI 和 AD 组之间显示出明显的梯度。经 GAI 调整后，在 MCI 中识别出两种局部残差结构模式：丘脑 - 纹状体低残差分型和额叶 - 边缘旁低残差分型。与丘脑 - 纹状体分型相比，额叶 - 边缘旁分型表现出更严重的认知障碍和更差的日常功能，在协变量调整后 ADAS-Cog13 和 FAQ 评分更高。与神经精神症状的关联较弱。连续的 PCA 衍生残差特征为 ADAS-Cog13 和 FAQ 提供了超出分型标签的额外解释价值。

结论

MCI 的异质性不能仅由全局萎缩解释。局部残差结构模式与认知和功能差异相关，连续残差特征捕捉到了离散分型标签之外的额外临床信息。将全局萎缩负荷与局部解剖组织分离开来，可能有助于改善对 AD 前驱期影像异质性的解释。