遗忘型MCI患者的脑区结构变化模式

北京老年痴呆防治协会

Beijing Association Of Alzheimer's Disease

首页> 期刊杂志> 2018> 2018年第三期

遗忘型MCI患者的脑区结构变化模式

日期：2018-09-25

摘要

目的：通过结构磁共振对比aMCI和naMCI患者不同脑区的结构变化。方法：49例MCI患者,按照记忆测试结果（AVLT测试）分为aMCI 24例,naMCI 25例,分别接受3.0T MRI扫描,FreeSurfer v6.0.0软件分析图像及数据。结果：与naMCI组相比,aMCI组皮层下核团中双侧侧杏仁核体积、右侧海马、左侧伏隔核;皮层亚区中双侧颞横回,左侧梭状回、岛叶,右侧颞上沟两侧脑区、顶下小叶及缘上回皮层厚度存在差异（P< 0.05）。进一步多因素Logistic回归分析结果提示右侧海马体积缩小,右侧缘上回及右侧颞横回皮层萎缩是记忆损害危险因素（P=0.027; P=0.035; P=0.044）。结论：aMCI患者的脑区萎缩模式与naMC存在差异,可见右侧海马体积缩小,右侧缘上回及右侧颞横回皮层萎缩,可用于预测MCI患者的疾病发展方向,但需考虑听力下降、语言能力下降对AVLT测试的影响。

Abstract

Objective To compare the structure change in different brain region between amnesic mildcognitive impairment (aMCI) and non-amnesic patients (naMCI). Methods Forty-five mild cognitive disorder (MCI) patients were divided into aMCI(24) and naMCI(25) groups according to auditory verbal learning test (AVLT). Subjects went through 3.0T MRI scan. Image data were analyzed using FreeSurfer 6.0.0. Results Compared with naMCI group, aMCI patients showed decreased volume in sub-cortical nuclei including bilateral amygdala, right hippocampus, left accumbens; and decreased cortical thickness including bilateral transverse temporal gyrus, left fusiform gyrus, left insula; banks of the right superior temporal sulcus, right inferior parietal lobule, right supramarginal gyrus (P< 0.05). Further multivariate logit regression showed that decreased right hippocampus volume, right supramarginal gyrus thickness and right transverse temporal gyrus thickness are risk factors of memory loss (P=0.027; P=0.035; P=0.044). Conclusion The atrophy mode in aMCI patient is different from that in naMCI patients. Atrophy in right hippocampus volume, right supramarginal gyrus thickness and right transverse temporal gyrus thickness are observed, which can be use to predictors the progress of MCI patient. But the influence of decline in hearing and language proficiency should be considered when using AVLT as a marker or aMCI.

关键词

遗忘型轻度认知障碍（aMCI） / 非遗忘型轻度认知障碍（naMCI） / 海马 / 缘上回 / 颞横回

Key words

Amnesic Mild Cognitive Impairment / Non-amnesic Mild Cognitive Impairmentna / Hippocampus / Supramarginal gyrus / Transverse temporal gyrus

引用本文

秦若梦 , 刘任远 , 李梦春 , 罗财妹 , 柏峰 , 赵辉 , 徐运. 临床研究遗忘型MCI患者的脑区结构变化模式. 阿尔茨海默病及相关病杂志. 2018, 1(3): 163-167 https://doi.org/10.3969/j.issn.2096-5516.2018.03.002

QIN Ruomeng , LIU Renyuan , LI Mengchun , LUO Caimei , BAI Feng , ZHAO Hui , XU Yun. Brain structure change mode in amnesic Mild cognitive disorder. Chinese Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders. 2018, 1(3): 163-167 https://doi.org/10.3969/j.issn.2096-5516.2018.03.002

轻度认知障碍（mild cognitive disorder, MCI）是介于正常衰老和痴呆之间的一种认知阶段。MCI分为两种亚型：遗忘型MCI（aMCI）和非遗忘型MCI（naMCI）。目前普遍认为MCI是AD的前驱阶段,其中遗忘型aMCI转化为AD的风险最高,5年内达80%[1]。临床目前诊断aMCI依赖于临床症状,缺少更早期的诊断依据如影像学变化特征。本研究通过对脑进行分区,分析各亚区的皮层厚度或体积在aMCI的变化特点,试图发现早期影像学特征。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2016年7月至2017年6月南京鼓楼医院神经内科记忆门诊就诊或住院的MCI患者49例,本研究经南京鼓楼医院伦理委员会批准。

aMCI组纳入标准：①年龄≥55岁,右利手;② 符合2018中国痴呆与认知障碍诊治指南的MCI诊断标准[2],即记忆损害主诉,MoCA得分异常[3],日常生活能力正常,CDR=0.5; ③华山医院听觉词汇记忆测验(Huashan-auditory verbal learning test, H-AVLT)延迟回忆得分小于等于同年龄和同文化程度常模“均数减去1.5个标准差”[4]; ④同意参加本研究并签订知情同意书。naMCI组纳入标准：①年龄≥55岁,右利手;②符合2018中国痴呆与认知障碍诊治指南的MCI诊断标准;③同意参加本研究并签订知情同意书。

aMCI组及naMCI组共同排除标准：①甲减等代谢异常所致认知功能障碍;②卒中（腔梗除外）、脑肿瘤等所致认知功能障碍;③抑郁症等精神疾病所致认知功能障碍;④存在磁共振检查禁忌;⑤磁共振检查脑结构存在明显异常、皮层病灶及脑白质病变明显。

所有量表评定由研究者或经过培训的神经心理测试人员根据量表评定手册完成。

1.2 方法

1.2.1 MRI数据采集

所有MR数据扫描均在Philips Achieva 3.0 T超导型MR仪上完成,采用8通道头线圈以高分辨率的三维梯度回波序列(3D-FE)横断面T1加权像（T1WI）计算脑灰质皮层体积。参数如下：TFE因子227,重复时间（TR）9.8,回波时间（TE）4.6,转角8°,各同向性分辨率为1 mm,共采集192层。视野（FOV）220 mm×182 mm×135 mm,总扫描时间403.6 s。扫描要求覆盖全头范围,下缘起自枕骨大孔,上缘至颅顶头皮。嘱受试者扫描过程中闭眼,尽量放松并保持全身不动。

1.2.2 图像处理及数据分析

处理及分析过程参照Desikan等[5]的研究。首先进行头动矫正,去除轻微头动造成的影响。处理步骤：去除头皮和颅骨,分割脑白质,修正局部解剖结构异常,与标准脑模板进行配准,表面平滑和重组皮层。基于脑回和脑沟解剖,采用FreeSurfer v6.0.0软件根据Desikan-Killiany Atlas图谱将每半球脑皮层分割成34个不同区域。在软件重组灰白质表面模型和软脑膜表面模型的基础之上,计算每个区域的灰质厚度。

1.2.3 统计学方法

采用SPSS19.0统计软件。计量资料以 �¯±�表示,组间比较采用t检验;计数资料以百分数表示,组间比较采用卡方检验;多因素Logistic回归分析进一步评估aMCI的危险因素,P< 0.05被认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 基本信息

研究供纳入49例受试者,其中男性19例,平均年龄（67.96±9.33）岁,教育年限（11.9±3.6）年,高血压22例,糖尿病10例,高脂血症9例,老年痴呆家族史6例。除教育年限外,两组人口学资料均有可比性（P均> 0.05）,aMCI组的MMSE、MoCA、AVLT得分显著低于naMCI组,组间ADL、HAMD无明显差异（表1）。

表1 受试者一般信息及认知功能评估结果（ �¯±�）

指标	aMCI（n=22）	naMCI（n=25）	P值
性别（男：女）	9:13	10:15	0.861
年龄	68.67±7.74	67.28±10.75	0.608
教育年限	10.71±3.72	13.04±3.12	0.021*
高血压/%	50.0	40.0	0.899
糖尿病/%	25.0	16.0	0.551
高脂血症/%	25.0	16.0	0.670
痴呆家族史/%	8.3	16.0	0.424
MMSE	25.58±2.45	27.88±2.83	0.004*
MoCA	18.38±3.56	21.56±3.25	0.002*
HAMD	3.25±4.41	5±5.65	0.234
ADL	9.25±5.13	8.17±0.82	0.312
IADL	14.94±7.3	12.48±0.99	0.116
AVLT延迟回忆	1.7±2.11	4.87±2.46	<0.001*

注：*与naMCI组相比P< 0.05。

2.2 aMCI与naMCI两组皮层及皮层下核团各亚区比较

2.2.1 aMCI与naMCI两组皮层颞叶各亚区厚度比较

双侧颞叶皮层共分为18个亚区。与naMCI组相比,aMCI组的双侧颞横回、左侧梭状回、右侧颞上沟两侧脑区皮层厚度显著萎缩（表2）。

表2 两组颞叶各亚区皮层厚度比较 (�¯±� mm)

亚区	aMCI（n=24）	naMCI（n=25）	P值
左侧颞横回	2.092±0.188	2.227±0.153	0.008*
左侧颞极	3.250±0.227	3.253±0.384	0.974
左侧颞上回	2.247±0.155	2.312±0.169	0.164
左侧颞上沟两侧脑区	2.087±0.169	2.156±0.151	0.137
左侧颞中回	2.305±0.179	2.370±0.156	0.179
左侧颞下回	2.336±0.182	2.368±0.164	0.513
左侧梭状回	2.412±0.203	2.533±0.134	0.018*
左侧舌回	1.879±0.140	1.933±0.128	0.158
左侧海马旁回	2.354±0.354	2.461±0.315	0.265
右侧颞横回	2.087±0.240	2.274±0.176	0.003*
右侧颞叶	3.191±0.338	3.315±0.327	0.197
右侧颞上回	2.347±0.145	2.384±0.141	0.371
右侧颞上沟两侧脑区	2.134±0.172	2.254±0.175	0.019*
右侧内侧颞叶	2.373±0.164	2.456±0.134	0.057
右侧下颞叶	2.329±0.174	2.392±0.155	0.188
右侧梭状回	2.433±0.162	2.51±0.162	0.105
右侧舌回	1.905±0.143	1.922±0.103	0.645
右侧海马旁回	2.348±0.274	2.416±0.216	0.336

注：*与naMCI组相比P< 0.05。

2.2.2 aMCI与naMCI两组皮层额叶各亚区厚度比较

双侧额叶皮层共分为20个亚区。两组额叶皮层各亚区厚度未见明显差异（表3）。

表3 两组额叶各亚区皮层厚度比较 (�¯±�, mm)

亚区	aMCI（n=24）	naMCI（n=25）	P值
左侧额极	2.344±0.274	2.277±0.180	0.313
左侧眶部	2.275±0.181	2.244±0.155	0.527
左侧外侧眶回	2.374±0.138	2.409±0.130	0.363
左侧内侧眶回	2.222±0.173	2.227±0.140	0.915
左侧额上回	2.314±0.162	2.32±0.132	0.881
左侧额中回前部	1.960±0.118	1.974±0.120	0.674
左侧额中回后部	2.163±0.174	2.172±0.163	0.859
左侧额下回	2.035±0.156	2.086±0.156	0.261
左侧中央前回	2.360±0.162	2.338±0.141	0.614
左侧中央旁回	2.304±0.195	2.297±0.114	0.889
右侧额叶	2.310±0.168	2.294±0.163	0.748
右侧眶部	2.251±0.171	2.221±0.177	0.555
右侧后眶额部	2.340±0.097	2.341±0.136	0.986
右侧中间眶额部	2.296±0.162	2.267±0.126	0.48
右侧额上回	2.340±0.159	2.335±0.162	0.926
右侧侧中扣带回	1.969±0.093	2.007±0.116	0.210
右侧中额叶尾部	2.184±0.178	2.212±0.179	0.596
右侧额下回	2.026±0.104	2.068±0.106	0.173
右侧中央前回	2.355±0.127	2.359±0.168	0.933
右侧中央旁回	2.275±0.172	2.280±0.157	0.914

2.2.3 aMCI与naMCI两组扣带回皮层各亚区厚度比较

双侧扣带回皮层共分为8个亚区,两组扣带回皮层各亚区厚度无显著差异（表4）。

表4 两组扣带回各亚区皮层厚度比较 (�¯±�, mm)

亚区	aMCI（n=24）	naMCI（n=25）	P值
左侧前扣带回膝部	2.402±0.241	2.479±0.208	0.238
左侧尾侧前扣带回	2.383±0.313	2.347±0.275	0.667
左侧扣带回峡部	2.235±0.231	2.199±0.167	0.533
左侧后扣带回	2.271±0.202	2.303±0.18	0.553
右侧侧前扣带回	2.634±0.225	2.673±0.275	0.593
右侧前扣带回尾部	2.313±0.187	2.367±0.315	0.477
右侧扣带峡	2.189±0.243	2.161±0.151	0.633
右侧后扣带回	2.172±0.188	2.240±0.150	0.171

2.2.4 aMCI与naMCI两组顶叶各亚区厚度比较：

双侧顶枕叶皮层共分为12个亚区。aMCI组的右侧下顶叶和右侧缘上回皮层厚度显著低于naMCI组。（见表5）

表5 两组顶枕叶各亚区皮层厚度比较 (�¯±�, mm)

亚区	aMCI（n=24）	naMCI（n=25）	P值
左侧中央后回	1.83±0.11	1.829±0.078	0.96
左侧顶上小叶	1.923±0.173	1.928±0.11	0.9
左侧顶下小叶	2.029±0.178	2.096±0.123	0.132
左侧缘上回	2.061±0.159	2.116±0.106	0.158
左侧楔前叶	2.087±0.2	2.123±0.105	0.435
左侧楔叶	1.771±0.122	1.789±0.11	0.589
右侧中央后回	1.817±0.099	1.85±0.096	0.241
右侧顶上小叶	1.896±0.142	1.901±0.146	0.897
右侧下顶叶	2.013±0.135	2.102±0.146	0.032*
右侧缘上回	2.052±0.111	2.144±0.121	0.008*
右侧楔前叶	2.045±0.144	2.078±0.108	0.365
右侧楔叶	1.76±0.144	1.797±0.131	0.354

注：*与naMCI组相比P< 0.05。

2.2.5 aMCI与naMCI两组皮层下核团体积比较

aMCI组的右侧海马、双侧杏仁体、左侧伏核核亚区体积较naMCI显著减小（表6）。

表6 两组皮层下核团各亚区体积比较 (�¯±�, cc)

亚区	aMCI（n=24）	naMCI（n=25）	P值
左侧丘脑	5439.37±668.92	5730.79±449.03	0.079
左侧尾状核	3203.53±643	3286.73±612.02	0.645
左侧壳核	4496.91±706.6	4667.06±596.88	0.366
左侧苍白球	1747.29±215.22	1750.51±247.53	0.962
左侧海马	3145.68±425.76	3365.23±333.84	0.05
左侧杏仁体	1226.6±237.37	1399.58±209.79	0.009*
左侧伏隔核	441.61±87.2	491.44±71.78	0.034*
右侧丘脑	5508.54±741.18	5677.36±508.86	0.356
右侧尾状核	3292.15±518.67	3506.57±635.59	0.203
右侧壳核	4588.84±709.43	4771.35±663.4	0.357
右侧苍白球	1753.13±246.91	1656.17±249.35	0.178
右侧海马	3219.83±425.49	3560.25±373.32	0.005*
右侧杏仁体	1348.32±302.18	1586.77±203.29	0.002*
右侧伏隔核	456.26±77.78	480.82±69.99	0.251

注：*与naMCI组相比P< 0.05。

2.3 多因素Logistic回归分析aMCI的危险因素

将双侧侧杏仁核、右侧海马、左侧伏隔核体积,双侧颞横回,左侧梭状回,右侧颞上沟两侧脑区、顶下小叶缘上回皮层厚度及教育年限纳入方程,以向后法进行多因素Logistic回归,得到右侧海马体积、右侧缘上回厚度、右侧颞横回厚度为aMCI的危险因素,有显著性意义（表7）。

表7 多因素Logistic回归分析aMCI的危险因素

	β值	S.E,值	Exp (B)	Sig.
右侧海马体积	0.003	0.001	1.003(1.001~1.005)	0.027*
右侧缘上回厚度	8.431	3.993	4584.807(1.831~1.1493359.6)	0.035*
右侧颞横回厚度	4.055	2.01	57.674(1.122~2964.904)	0.044*
常量	-36.052	10.997	0(0~0)	0.001*

注：*与naMCI组相比P< 0.05。

3 讨论

阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）是一种最常见的神经退行性疾病,现阶段AD尚无彻底根治的办法,目前临床上更多的研究致力于AD的早期诊断以及预防。现在认为aMCI是AD的临床前期阶段,进展为AD的风险远远高于naMCI,因此早期识别aMCI尤为重要。AD早期出现内嗅皮层和海马的萎缩,随着疾病的进展出现颞叶、顶叶及额叶的萎缩[6]。但是在AD的临床前期阶段,上述脑叶萎缩的情况并不清楚。对于皮层的脑区来说,某一区域的总体厚度或体积变化分析往往不能反应局部的变化趋势。为更详细地了解其萎缩模式,本课题组选取aMCI及naMCI受试者,分别将颞叶、额叶、扣带回皮层、顶枕叶各分为多个亚区,对比其厚度变化,结合皮层下核团的差异进行分析。

本研究中与naMCI组相比,aMCI右侧缘上回和右侧颞横回的皮层厚度分别减少了4.3%和8.2%,而既往研究中少有报道。颞横回为听觉中枢,负责处理传入听觉信号,缘上回位于顶上小叶,与角回共同负责将单词和语义联合[7]。AVLT量表主要用于评估情景记忆,被认为是区分aMCI的良好指标[8,9],但需要准确的听力和语义理解为基础。本研究评定过程中,有多位病人将“司机”和“头巾”误说为“丝巾”,将“长裤”和“大衣”说为“长衣”,显示出听力和语义理解力下降对测验结果的不利影响。因此推测,颞横回或缘上回萎缩可能独立影响记忆储存。既往研究发现受教育程度较高的人群中,颞横回皮层、扣带回皮层厚度增加,且AD的发生率减低,考虑教育增加了这些脑区的脑功能储备,提示颞横回作为听觉中枢,参与听觉相关的学习和记忆[10]。此外近期有研究也发现AD患者中R-AVLT评分下降与右侧缘上回萎缩有关,考虑与缘上回参与听觉语言工作记忆有关[11]。我们的结果在aMCI患者中也发现右侧缘上回萎缩,与之一致,而且提示在疾病更早期阶段就出现了萎缩。

与认知损害相一致的是,aMCI阶段海马体积可有10%~15%的萎缩,AD阶段可达15%~30%[12]。本研究中aMCI组右侧海马体积是naMCI组的90%（P= 0.005）,符合AD前期的临床演变过程。左侧海马、双侧内嗅皮质等脑区无显著性,可能为样本量较小和naMCI组异质性所致。本研究排除了帕金森综合征和脑卒中,但naMCI组可能尚有FTD前期、脑小血管病所致认知损害,和记忆损害尚未超过1.5SD的AD前期等不同疾病单元,因而掩盖了组间差异。

本研究的局限性在于作为一个横断面研究,很难判断缘上回和颞横回皮层萎缩是原发性或继发于海马和内嗅皮质萎缩,因此今后的研究我们将对这些受试者进行随访,定期评估认知能力下降和上述皮层萎缩之间的关系。

4 结论

aMCI与naMCI患者的脑区萎缩模式存在差异,可见aMCI组右侧海马体积、右侧缘上回及右侧颞横回皮层厚度减少。提示记忆认知域的评分是预测向AD转换可能性的良好指标,但采用AVLT时需考虑听力下降、语义理解能力下降的影响。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

[1]	Petersen, RC, Roberts, RO, Knopman, DS, et al. Mild cognitive impairment: ten years later[J]. Arch Neurol, 2009, 66(12): 1447-1455. 本文引用 [1]

[2]	中国痴呆与认知障碍诊治指南写作组, 中国医师协会神经内科医师分会认知障碍疾病专业委员会, 2018中国痴呆与认知障碍诊治指南(五): 轻度认知障碍的诊断与治疗[J]. 中华医学杂志, 2018(17): 1294-1301. 本文引用 [1]

[3]

Lu J, Li D, Li F, et al. Montreal cognitive assessment in detecting cognitive impairment in Chinese elderly individuals: a population-based study[J]. J Geriatr Psychiatry Neurol, 2011, 24(4): 184-190.

https://doi.org/10.1177/0891988711422528

http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0891988711422528

本文引用 [1]

[4]	郭起浩, 孙一忞, 虞培敏, 等. 听觉词语学习测验的社区老人常模[J]. 中国临床心理学杂志, 2007(2): 132-134. 本文引用 [1]

[5]

Desikan RS, Segonne, F, Fischl, B, et al. An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest[J]. Neuroimage, 2006, 31(3): 968-980.

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2006.01.021

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16530430

本文引用 [1] 摘要

[6]	Du AT, Schuff N, Kramer JH, et al. Different regional patterns of cortical thinning in Alzheimer’s disease and frontotemporal dementia[J]. Brain, 2007, 130(4): 1159-1166. https://doi.org/10.1093/brain/awm016 https://academic.oup.com/brain/article-lookup/doi/10.1093/brain/awm016 本文引用 [1]

[7]	Humphreys GF, Lambon RM, Fusion and fission of cognitive functions in the human parietal cortex[J]. Cereb Cortex, 2015, 25(10): 3547-3560. https://doi.org/10.1093/cercor/bhu198 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25205661 本文引用 [1] 摘要

[8]	Brugnolo A, Morbelli S, Arnaldi D, et al. Metabolic correlates of Rey auditory verbal learning test in elderly subjects with memory complaints[J]. J Alzheimers Dis, 2014, 39(1): 103-113. https://doi.org/10.3233/JAD-121684 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24150105 本文引用 [1] 摘要

[9]	Wolk DA, Dickerson BC, Fractionating verbal episodic memory in Alzheimer’s disease[J]. Neuroimage, 2011, 54(2): 1530-1539. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2010.09.005 https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1053811910011766 本文引用 [1]

[10]	Liu Y, Julkunen V, Paajanen T, et al. Education increases reserve against Alzheimer’s disease-evidence from structural MRI analysis[J]. Neuroradiol, 2012, 54(9): 929-938. https://doi.org/10.1007/s00234-012-1005-0 http://link.springer.com/10.1007/s00234-012-1005-0 本文引用 [1]

[11]	Ahmed S, Loane C, Bartels S, et al. Lateral parietal contributions to memory impairment in posterior cortical atrophy[J]. Neuroimage Clin, 2018, 20: 252-259. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2018.07.005 https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2213158218302171 本文引用 [1]

[12]	Leung KK, Bartlett JW, Barnes J, et al. Cerebral atrophy in mild cognitive impairment and Alzheimer disease: rates and acceleration[J]. Neurology, 2013, 80(7): 648-654. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e318281ccd3 https://www.neurology.org/lookup/doi/10.1212/WNL.0b013e318281ccd3 本文引用 [1]