血管周围间隙（perivascular spaces，PVS）在缺血性卒中后纵向MRI检测中的变化追踪

《European Stroke Journal》：Tracking the changes in longitudinal MRI-detected perivascular spaces following ischaemic stroke

　　

引言：卒中是全球死亡和发病的主要原因。磁共振成像可见的血管周围间隙（perivascular spaces，PVS）是脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）的新兴标志物，在卒中中可能具有预后价值。研究人员旨在描述缺血性卒中后PVS体积和簇计数的纵向变化。 患者与方法：研究人员在卒中存活者（n=124；39名女性；年龄中位数[Q1，Q3]=70[62，76]岁）与健康对照（n=39；15名女性；年龄中位数=69[66，72.5]岁）之间比较PVS体积和簇计数。磁共振成像扫描于卒中后3个月、12个月和36个月获取。PVS使用经验证的深度学习算法（nnU-Net）从T1加权（T1-weighted，T1w）MRI自动分割。采用广义线性混合效应模型评估组间差异和PVS纵向变化，校正基线年龄、性别、总颅内体积（total intracranial volume，TIV）和体重指数（body mass index，BMI）。 结果：在3个月时间点，卒中组全脑PVS指标显著大于对照。至36个月，卒中患者在额叶相对对照显示显著PVS减少（PVS体积：exp(β)=0.93；95% CI，0.82，0.99，P=.032；PVS簇计数：exp(β)=0.91；95% CI，0.83，1；P=.037）。 讨论：与对照中观察到的年龄相关PVS扩大相反，卒中存活者在36个月内出现PVS体积和簇计数的显著纵向减少。这些发现提示卒中后MRI可见PVS轨迹是动态且区域特异的，挑战了将PVS扩大简单解释为脑血管疾病负荷标志的观点。 结论：缺血性卒中与PVS体积和计数的动态、区域性变化相关。

研究背景方面，缺血性卒中占所有卒中病例的71%，是全球死亡与发病的主要来源。传统上，血管周围间隙（perivascular spaces，PVS）按STRIVE标准被视作脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）的关键磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）标志物，其扩大被认为与衰老和脑血管病理相关。既往研究多依赖二维视觉评分，难以捕捉全脑PVS负荷；而PVS同时参与类淋巴系统（glymphatic system）脑脊液流动与废物清除，缺血后类淋巴功能受损可与继发损伤相关。已有文献对PVS与缺血性卒中复发、出血性卒中预后的关联结论不一，因此研究人员希望借助全自动体素级分割与纵向设计，明确卒中后PVS是否仅呈进行性扩大，还是存在动态区域变化。

研究人员开展一项前瞻性观察队列研究CANVAS，纳入任意部位缺血性卒中存活者124例与无卒中史对照39例，在卒中后3、12、36个月行3T T1加权（T1-weighted，T1w）MRI，使用验证过的nnU-Net卷积神经网络自动分割全脑白质、基底节（basal ganglia，BG）、中脑、海马等区域PVS，并提取体积与簇计数，按额叶、顶叶、颞叶、枕叶及前脑动脉（anterior cerebral artery，ACA）、大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）、大脑后动脉（posterior cerebral artery，PCA）供血区分析；统计上采用Tweedie分布广义线性混合效应模型（generalised linear mixed-effects models，GLMMs），校正年龄、性别、总颅内体积（total intracranial volume，TIV）、体重指数（body mass index，BMI），并用Benjamini–Hochberg法校正多重比较。结论为：卒中后3个月卒中组全脑PVS负荷高于对照，但随后36个月内对照呈年龄相关性PVS扩大，卒中组却在多区域出现PVS体积与簇计数下降，说明PVS轨迹动态且区域特异，不能把PVS扩大简单当作脑血管疾病负担标志。该文发表于《European Stroke Journal》，对重新解释PVS作为卒中后影像学生物标志物具有重要价值。

关键技术方法上，研究人员来自澳大利亚维多利亚州三家医院急性卒中单元招募的CANVAS队列；影像为3T Siemens Tim Trio的T1w MPRAGE序列；PVS分割采用验证版nnU-Net；脑区分割用FastSurfer提取TIV与分区，再用ANTs配准到MNI152模板并映射ICBM2009与血管供血区图谱；簇计数用scikit-image的measure.label与centroid；统计用R语言glmmTMB包拟合Tweedie/二项GLMM，参数启动自助法算95% CI，并做DHARMa残差诊断与FDR校正。

研究结果如下。

Global perivascular space comparison：研究人员通过比较全脑PVS，发现基线卒中组总PVS体积与簇计数更高；3年中对照持续扩大，卒中组呈缩小趋势，36个月时全脑减少未达多重比较后显著。

Perivascular spaces in the white matter and basal ganglia：研究人员分析白质与基底节，白质中卒中组基线与对照差异显著，36个月缩小趋势存在但校正后不显著；基底节组间与纵向交互均无显著性。

Lobar perivascular spaces：研究人员按脑叶分析，额、顶、颞叶基线PVS体积和计数卒中组更高；36个月顶叶簇计数显著减少（P_adj<.001），额叶有减少趋势但未过校正阈值，颞、枕叶无显著纵向组间差异。

Perivascular spaces via vascular territories：研究人员按动脉供血区分析，基线ACA与MCA区PVS体积更高，MCA区簇计数更高；36个月MCA区簇计数显著下降（P_adj=.024），ACA、PCA区无显著纵向差异。

Perivascular spaces in the midbrain and hippocampus：研究人员分析中脑与海马，逻辑混合模型显示两组间及36个月纵向变化均无统计学意义。

讨论部分总结：研究人员指出，既往半定量研究结论不一，而本研究用纵向全自动量化发现卒中后PVS并非单纯扩大，而是先高负荷后多区域缩小，可能与超急性期类淋巴清除受损、血脑屏障障碍、炎症浸润、局部萎缩及Wallerian变性有关；白质与MCA区变化或部分由解剖灌注分布造成。研究人员强调PVS形态不是线性健康标志，单时间点解释有局限，需结合脑萎缩与其他CSVD标记；中脑、海马因检出少和样本小需更大队列。局限性包括仅缺血性卒中、病变异质性未分层、未联用白质高信号（white matter hyperintensities，WMHs）/腔隙/微出血、T1w对PVS灵敏度低于T2w且缺外部验证。

结论部分翻译：研究人员发现，卒中存活者在卒中后3个月时PVS计数和体积多于无卒中对照；但在3年随访中，对照组出现预期的年龄相关PVS增加，而卒中组在多个脑区出现PVS计数和体积减少。总之，研究人员提供了新证据：缺血性卒中后3年内血管周围间隙改变是动态的。这些观察突出了MRI-PVS作为卒中后结局影像学生物标志物的潜力，但仍需进一步研究来阐明其生物学基础，并确定PVS测量可有效应用的具体临床场景。