朱立文，黃麗麗，徐運，

腦白質(zhì)高信號（white matter hyperintensity，WMH）是高齡相關(guān)性腦結(jié)構(gòu)改變的重要表現(xiàn)和腦小血管病常見的影像標(biāo)志物，也是血管性認(rèn)知功能障礙的重要原因，在60歲以上人群中發(fā)病率高達(dá)72%～96%[1]。額葉-皮層下環(huán)路的破壞可能是WMH相關(guān)認(rèn)知障礙的病理機制，同時，額葉-皮層下環(huán)路損傷也影響灰質(zhì)的完整性，可導(dǎo)致內(nèi)側(cè)顳葉及海馬的萎縮[2-4]。海馬萎縮顯著影響記憶功能，是持續(xù)性認(rèn)知功能損害和癡呆進(jìn)展可靠的影像學(xué)標(biāo)志物[5]。即使沒有阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）神經(jīng)病理學(xué)證據(jù)的情況下，部分小血管病患者也已經(jīng)出現(xiàn)大量的海馬神經(jīng)元的丟失，表明海馬在血管性癡呆患者中同樣可能發(fā)揮重要作用[3]。病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)海馬是由多個亞區(qū)構(gòu)成的C字形結(jié)構(gòu)，這些亞區(qū)組成完整的內(nèi)部環(huán)路共同調(diào)節(jié)海馬的功能[6-7]。本研究擬探討WMH疾病進(jìn)程中海馬亞區(qū)的受累情況，并進(jìn)一步探究是否存在影響WMH患者認(rèn)知域功能障礙的海馬萎縮亞區(qū)，以尋找早期診斷WMH認(rèn)知功能障礙相關(guān)的影像標(biāo)志物。

1 對象與方法

1.1 研究對象 前瞻性納入南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科2017年1月-2019年12月連續(xù)收治的WMH患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＞45歲；②頭顱MRI的FLAIR序列上WMH分級達(dá)Fazekas≥2級；③無MRI禁忌證，可配合完成成套的神經(jīng)認(rèn)知功能評估。排除標(biāo)準(zhǔn)：①陳舊性腦梗死病灶＞1.5 cm或有心源性栓塞病史；②既往有腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血病史；③顱內(nèi)外大動脈狹窄>50%；④其他疾病導(dǎo)致的脫髓鞘病變?nèi)缑庖呓閷?dǎo)的炎癥性脫髓鞘病變，代謝性腦白質(zhì)營養(yǎng)不良等；⑤其他神經(jīng)退行性疾病，如AD、帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）等；⑥其他系統(tǒng)性疾病，如腫瘤、休克等。同期從門診納入認(rèn)知功能正常且頭顱MRI上無明顯WMH的健康志愿者作為對照組。本研究經(jīng)南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院道德倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2.1 認(rèn)知功能評定指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn) 認(rèn)知功能的評定包括對患者總體認(rèn)知功能和不同認(rèn)知域（信息處理速度、執(zhí)行功能、記憶功能和語言功能）進(jìn)行量表評價，由一位神經(jīng)心理醫(yī)師專人評定。

總體認(rèn)知功能的評定采用MMSE和MoCA量表。MMSE≤19分（文盲）、≤22分（受教育年限1～6年）、≤26分（受教育年限＞6年）被認(rèn)為存在認(rèn)知功能障礙。若MMSE評分在正常范圍，則以MoCA≤13分（文盲）、≤19分（受教育年限1～6年）、≤24分（受教育年限7～12年）、≤25分（受教育年限＞12年）為存在認(rèn)知功能障礙[8]。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)將WMH患者分為無認(rèn)知障礙（MMH without cognitive impairment，WMH-NCI）組和認(rèn)知障礙（MMH with cognitive impairment，WMHCI）組。

采用韋氏記憶量表中的視覺再現(xiàn)-長延遲回憶部分（visual reproduction–longdelayed recall portion of the Wechsler memory scale，WMS-VR-DR）和聽覺言語學(xué)習(xí)測驗-延遲回憶（auditory verbal learning test-delayed recall，AVLT-DR）來評估情景記憶功能；Stroop色詞測試（Stroop color and word tests，SCWT）及連線測試（trail making test，TMT）來評估處理速度和執(zhí)行能力，其中SCWT分A、B、C三部分，TMT分A、B兩部分；采用分類語言流暢度（category verbal fluency，CVF）和波士頓命名測試（Boston naming test，BNT）對語言功能進(jìn)行評估。

將每個測試的原始分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為z分?jǐn)?shù)，其計算公式如下：

其中χ是原始分?jǐn)?shù)，是原始分?jǐn)?shù)的平均值，s是標(biāo)準(zhǔn)差。

各認(rèn)知域的評估采用相應(yīng)神經(jīng)心理測試z分?jǐn)?shù)的均值。此外，TMT和SCWT的結(jié)果為時間，因此對其值進(jìn)行了反向轉(zhuǎn)換以保持趨勢的一致性。

1.2.2 影像學(xué)指標(biāo)采集和評價 頭顱MRI影像學(xué)評定包括CSVD相關(guān)影像標(biāo)志物和海馬體積測量。

館服的穿著能起到對館員行為規(guī)范的約束作用，會給館員一種心理暗示，自覺遵守學(xué)校和圖書館紀(jì)律，注意自己的言行舉止，維護圖書館形象。無論是工作和休息期間，館服會時刻提醒你是一名圖書館工作人員，是知識的傳播者，身上理應(yīng)體現(xiàn)文化人的要求，對自己的行為舉止在一定程度上要做到自律，遵守學(xué)校的規(guī)章制度，避免和減少不良行為的發(fā)生。

使用飛利浦3.0T MRI掃描儀采集3D-T1WI、T2WI、3D-FLAIR、SWI序列。3D-T1WI和T2WI序列參數(shù)：重復(fù)時間9.8 ms，回波時間4.6 ms，翻轉(zhuǎn)角8°，層數(shù)192層，視野250 mm×250 mm，采集矩陣256×256，層厚1.0 mm；3D-FLAIR序列參數(shù)：重復(fù)時間4500 ms，回波時間333 ms，反轉(zhuǎn)時間1600 ms，層數(shù)200層，體素大小為0.95 mm×0.95 mm×0.95 mm，采集矩陣為270×260；SWI序列參數(shù)：重復(fù)時間31 ms，回波時間7.2 ms，翻轉(zhuǎn)角17°，矩陣480×480，視野230 mm×230 mm，層數(shù)162層。

由一位影像學(xué)醫(yī)師專人盲法對患者頭顱MRI結(jié)果進(jìn)行評定。CSVD影像學(xué)標(biāo)志物包括WMH、腔隙性腦梗死（lacunar infarction，LI）和腦微出血（cerebral microbleeds，CMBs），其中WMH分別測定室周、深部和總WMH體積。

LI為圓形或卵圓形直徑為3～15 mm的空腔，在T2-FLAIR序列上中心呈腦脊液樣低信號，周邊圍繞高信號環(huán)。CMB定義為SWI序列上的直徑2～10 mm的圓形或卵圓形、邊界清晰均質(zhì)性低信號灶[9]。WMH為T2WI或T2-FLAIR序列高信號，T1WI序列等信號或低信號，其內(nèi)無空腔的病灶，其中呈“帽狀”位于額葉或枕葉腳，邊緣沿側(cè)腦室橫切面如薄圈的為室周WMH，而皮層下白質(zhì)的點狀病灶則是深部WMH。利用Wisconsin白質(zhì)高信號分割工具包（版本1.3，Wisconsin老年癡呆癥研究中心，https://sourceforge.net/projects/w2mhs）基于3D-FLAIR序列進(jìn)行半自動化WMH體積的定量，可獲得室周、深部和總WMH體積[1]。除測定WMH病變體積外，還對WMH進(jìn)行Fazekas分級[10]。

采用FreeSurfer圖像分析軟件包（版本6.0.0，https://www.freesurfer.net/）對3D-T1WI序列進(jìn)行處理，獲得左右側(cè)海馬總體積、各海馬亞區(qū)的體積定量及估計的顱內(nèi)總體積（estimated total intracranial volume，eTIV）。FreeSurfer的核心命令recon-all可完成以下處理步驟：頭動校正、去除非腦組織、Talairach標(biāo)準(zhǔn)空間配準(zhǔn)、白質(zhì)分割、信號標(biāo)準(zhǔn)化、拓?fù)湫Ｕ?概率圖譜結(jié)構(gòu)分割等[11]。根據(jù)內(nèi)置的圖譜，海馬一共被劃分成12個亞區(qū)：海馬尾、下托、CA1、海馬裂、前下托、旁下托、分子層、齒狀回、CA3、CA4、海馬傘及海馬杏仁核過渡區(qū)[12]。顱內(nèi)總體積=灰質(zhì)體積+白質(zhì)體積+腦脊液體積。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計數(shù)資料以例數(shù)和率表示，組間比較采用χ2檢驗（當(dāng)有>20%單元格的理論頻數(shù)<5時，采用Fisher’s確切概率法）。計量資料行Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗，滿足正態(tài)分布的變量以表示，組間比較采用單因素方差分析或協(xié)方差分析，對于三組間有統(tǒng)計學(xué)差異的變量再進(jìn)行兩兩事后分析，采用Bonferroni多重比較校正；不符合正態(tài)分布的變量以M（P25～P75）表示，組間比較采用Kruskal-Wallis檢驗，三組間有差異的變量再進(jìn)行兩兩比較，采用Bonferroni多重比較校正。

采用偏相關(guān)分析在WMH-CI組中分析海馬亞區(qū)體積與各個認(rèn)知域功能障礙的相關(guān)性?；诩韧芯刻崾灸挲g、性別、教育年限、eTIV對海馬萎縮及認(rèn)知障礙有影響，此外LI、WMH、CMB在組間有統(tǒng)計學(xué)差異，為了避免上述變量的影響，在偏相關(guān)分析中將上述因素作為協(xié)變量進(jìn)行校正。同樣采用偏相關(guān)分析在全部WMH患者中分析三組間有差異的海馬亞區(qū)體積與WMH體積的相關(guān)性（校正年齡、性別、教育年限、eTIV、LI、CMB等因素）。為避免多次相關(guān)分析增加一類錯誤，所有相關(guān)分析同樣采用Bonferroni多重比較校正。

2 結(jié)果

2.1 人口統(tǒng)計學(xué)、臨床資料及認(rèn)知功能評估比較結(jié)果 本研究共納入253例研究對象，年齡47～87歲，平均65.49±7.66歲，男性133例（52.6%）。對照組85例，WMH組168例，WMH組中WMH-NCI組79例，WMH-CI組89例。對照組、WMH-NCI組及WMH-CI組在年齡、性別、教育年限及血管危險因素上差異無統(tǒng)計學(xué)意義。三組LI、CMBs、WMH等腦小血管病影像學(xué)標(biāo)志物的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，進(jìn)一步兩兩分析顯示，WMH-NCI組及WMHCI組的LI及CMBs發(fā)生率均高于對照組（均P＜0.001），WMH-NCI組和WMH-CI組間LI（P=0.279）和CMBs（P=0.123）差異無統(tǒng)計學(xué)意義。WMH-NCI組及WMH-CI組室周、深部和總WMH體積均高于對照組（均P＜0.001），此外，WMH-CI組的室周（P=0.016）、深部（P=0.013）和總（P=0.010）WMH體積高于WMH-NCI組（表1）。

表1 人口統(tǒng)計學(xué)及臨床資料評估

三組間認(rèn)知功能比較顯示，總體認(rèn)知功能及各認(rèn)知域評分差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。兩兩比較顯示，WMH-CI組與其他兩組相比表現(xiàn)為廣泛的認(rèn)知域功能障礙，包括總體認(rèn)知功能、信息處理速度、執(zhí)行功能、記憶功能及語言功能，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（除在WMS-VR-DR指標(biāo)上與WMH-NCI組相比，P=0.001外，其余指標(biāo)比較的P值均＜0.001），而WMH-NCI組患者則僅在連線測試B評分上低于對照組（P=0.040）（表2）。

表2 認(rèn)知功能評估結(jié)果

2.2 海馬總體積及海馬亞區(qū)體積的比較結(jié)果 比較三組間海馬總體積的差異，僅發(fā)現(xiàn)右側(cè)海馬總體體積差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.024）（表3）;進(jìn)一步進(jìn)行海馬亞區(qū)體積比較發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬傘（左側(cè)P=0.012，右側(cè)P=0.003）、右側(cè)下托（P=0.033）、右側(cè)分子層（P=0.012）、右側(cè)齒狀回（P=0.002）、右側(cè)CA3（P=0.019）及右側(cè)CA4（P=0.011）亞區(qū)體積在三組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。進(jìn)一步兩兩分析發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，WMHNCI組出現(xiàn)右側(cè)齒狀回（P=0.006）、右側(cè)CA3（P=0.006）和右側(cè)CA4（P=0.020）海馬亞區(qū)的萎縮，而WMH-CI組與對照組相比，則出現(xiàn)左側(cè)海馬傘（P=0.004）、右側(cè)下托（P=0.022）、右側(cè)分子層（P=0.003）、右側(cè)齒狀回（P=0.001）、右側(cè)CA3（P=0.039）、右側(cè)CA4（P=0.003）和右側(cè)海馬傘（P=0.020）亞區(qū)體積降低；與WMH-NCI組相比，WMH-CI組右側(cè)下托（P=0.026）和右側(cè)海馬傘（P=0.001）體積下降。經(jīng)Bonferroni多重比較校正后，WMH-CI組與對照組在右側(cè)分子層、右側(cè)齒狀回及右側(cè)CA4亞區(qū)體積的差異仍然有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05/12）；WMH-CI組與WMH-NCI組間在右側(cè)海馬傘亞區(qū)的體積差異也仍然有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05/12）。

表3 海馬及各亞區(qū)體積比較結(jié)果

2.3 海馬亞區(qū)體積與WMH體積的相關(guān)性分析 在WMH人群中，總WMH體積與右側(cè)齒狀回（r=-0.134，P=0.035）和右側(cè)CA3區(qū)（r=-0.149，P=0.020）的海馬亞區(qū)體積呈負(fù)相關(guān)；進(jìn)一步將WMH分成室周和深部分析時發(fā)現(xiàn)，右側(cè)齒狀回（r=-0.128，P=0.045）及右側(cè)CA3區(qū)（r=-0.139，P=0.029）的海馬亞區(qū)體積隨著室周WMH體積的增加而減小，但與深部WMH體積的變化無相關(guān)性。

2.4 海馬亞區(qū)體積與認(rèn)知域功能的相關(guān)性分析 經(jīng)Bonferroni多重比較校正后，WMHCI組中患者的總體認(rèn)知功能（r=0.315，P=0.004）及語言功能（r=0.318，P=0.006）與右側(cè)下托體積呈正相關(guān)；執(zhí)行功能與右側(cè)分子層（r=0.300，P=0.006）、右側(cè)齒狀回（r=0.333，P=0.002）和右側(cè)CA4（r=0.323，P=0.003）的體積呈正相關(guān)（圖1）。

圖1 有認(rèn)知障礙的腦白質(zhì)高信號患者認(rèn)知域功能與海馬亞區(qū)體積的偏相關(guān)分析

3 討論

海馬是學(xué)習(xí)和記憶的關(guān)鍵腦區(qū)，易受到血管性因素的影響[4，13]。WMH是腦小血管病的重要影像標(biāo)志物，可引起以信息處理速度及執(zhí)行功能障礙為主的認(rèn)知損害，而其認(rèn)知障礙的發(fā)生發(fā)展過程中，海馬的結(jié)構(gòu)異常同樣發(fā)揮重要作用。既往研究已發(fā)現(xiàn)WMH對海馬萎縮有一定的影響[13-15]，而較少關(guān)注WMH與海馬亞區(qū)萎縮的關(guān)系。海馬呈C字形結(jié)構(gòu)，橫跨了內(nèi)側(cè)顳葉中心部位，由CA1～CA4區(qū)、齒狀回等多個亞區(qū)構(gòu)成，各個海馬亞區(qū)是分離又功能連接的整體[6]。本研究團隊推測不同海馬亞區(qū)在WMH發(fā)展中受累的情況可能存在不同，故利用FreeSurfer 6.0的海馬亞區(qū)分割定量算法探究了WMH人群中海馬亞區(qū)體積的萎縮模式及其與WMH體積定量及認(rèn)知功能障礙間的關(guān)系。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①WMH患者表現(xiàn)為非對稱性海馬萎縮，以右側(cè)半球分子層、齒狀回、CA4、海馬傘的亞區(qū)萎縮為主；②海馬亞區(qū)的萎縮隨WMH，特別是室周WMH負(fù)荷的增加而加重；③WMH患者執(zhí)行功能與右側(cè)分子層、齒狀回及CA4區(qū)海馬亞區(qū)體積相關(guān)，而總體認(rèn)知功能和語言功能則明顯受右側(cè)下托萎縮的影響。

本研究比較了海馬總體積的差異，發(fā)現(xiàn)WMH-CI組患者與對照組相比，僅右側(cè)海馬總體積存在顯著的萎縮；進(jìn)一步比較海馬亞區(qū)體積時可以發(fā)現(xiàn)，左側(cè)半球僅左側(cè)海馬傘在WMH-CI患者出現(xiàn)顯著的萎縮，但經(jīng)過多重比較校正后這種差異不再顯著；而右側(cè)半球中右側(cè)下托、分子層、齒狀回、CA3、CA4、海馬傘均表現(xiàn)為顯著的亞區(qū)萎縮，且經(jīng)多重比較校正后，右側(cè)分子層、齒狀回、CA4的差異仍然顯著。既往研究者基于體素的分析同樣提出了WMH患者右側(cè)海馬萎縮的非對稱萎縮現(xiàn)象[13]，本研究則進(jìn)一步證實在海馬亞區(qū)萎縮中這種模式同樣存在。這些發(fā)現(xiàn)提示小血管病的發(fā)病機制可能與海馬亞區(qū)的萎縮相關(guān)，這可能涉及了穿支動脈閉塞和神經(jīng)炎癥反應(yīng)等[16-17]。有研究提示上述海馬亞區(qū)的萎縮與血管病變有關(guān)，提示在癡呆列隊中CA區(qū)、下托、齒狀回、分子層亞區(qū)的萎縮情況可用于鑒別血管性癡呆和AD相關(guān)癡呆[18]。在動物模型中，上述區(qū)域也被發(fā)現(xiàn)更易發(fā)生缺血，可能是由于其構(gòu)成成分特點（如下托的糖皮質(zhì)激素密度較高）或天然的神經(jīng)元丟失易感性（如CA4、齒狀回等）[17]。

本研究發(fā)現(xiàn)海馬亞區(qū)的萎縮隨WMH，特別是室周WMH負(fù)荷的增加而加重，WMH和灰質(zhì)包括海馬的萎縮常常是一種共存的模式，共同促進(jìn)認(rèn)知功能障礙發(fā)展。本研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)齒狀回和CA3亞區(qū)的體積隨著WMH特別是室周WMH的增加而減小。WMH是腦小血管病的影像標(biāo)志物，其與海馬萎縮的關(guān)系提示了血管病理及缺血缺氧對腦萎縮的加劇效應(yīng)[19]。其可能的機制是WMH通過皮層-皮層下失連接間接引起海馬的萎縮，特別是與海馬相連的纖維束區(qū)域的WMH可能通過Wallerian變性引起軸突的丟失及隨后的海馬萎縮[14]。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)多個海馬亞區(qū)體積萎縮與WMH認(rèn)知功能障礙之間具有相關(guān)性。WMH最易受累的認(rèn)知域是執(zhí)行功能，本研究中患者的執(zhí)行功能受到右側(cè)分子層、齒狀回及CA4區(qū)亞區(qū)萎縮的影響，且這種影響?yīng)毩⒂赪MH體積、LI等腦小血管病常見的影像標(biāo)志物。此外，WMH總體認(rèn)知和語言功能受右側(cè)下托萎縮影響。動物研究發(fā)現(xiàn)，CA區(qū)、下托、齒狀回等海馬亞區(qū)對缺血、炎癥和反應(yīng)性膠質(zhì)增生的血管變化敏感[17，20]。海馬內(nèi)部神經(jīng)環(huán)路的信息輸入起源于內(nèi)嗅皮層神經(jīng)元，穿過下托至齒狀回，再延伸至CA3區(qū)，CA3區(qū)的部分纖維可投射至海馬傘；輸出通路則主要包括CA1-4區(qū)或下托，最終可投射至后扣帶皮質(zhì)、杏仁核、前額葉等[21]。CA4位于齒狀回內(nèi)部，可接收大腦皮質(zhì)興奮，故這兩個區(qū)域神經(jīng)突觸的丟失影響海馬的信息輸入，推測齒狀回和CA4亞區(qū)可能是WMH執(zhí)行障礙發(fā)病機制的重要位點[21]。下托則被發(fā)現(xiàn)與廣泛的認(rèn)知任務(wù)相關(guān)，這可能與它在功能環(huán)路中的解剖位置相關(guān)，既是海馬投射至外部的輸出要塞，又是亞區(qū)間聯(lián)絡(luò)的樞紐[5]。

雖然海馬是AD患者記憶功能的神經(jīng)解剖學(xué)基礎(chǔ)，但在血管性認(rèn)知障礙患者相關(guān)的橫斷面和縱向研究中均發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重WMH患者的大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下萎縮與執(zhí)行能力的相關(guān)性更強，但在記憶能力方面沒有發(fā)現(xiàn)相互作用[22-23]。這可能也是本研究未發(fā)現(xiàn)對記憶有顯著影響的海馬亞區(qū)的原因。

本研究尚存在以下局限性：首先，本研究是一個橫斷面研究，在因果關(guān)系的推斷上存在一定的局限性，還需要大型的縱向研究來驗證本研究的結(jié)論；其次，本研究是一個單中心研究，可能存在樣本偏倚，且納入樣本量仍不足，導(dǎo)致結(jié)果存在誤差，如本研究一些相關(guān)關(guān)系僅表現(xiàn)為弱相關(guān)，尚需多中心的大樣本研究來進(jìn)一步證實。本研究發(fā)現(xiàn)多個影響WMH患者認(rèn)知域功能障礙的海馬亞區(qū)，尚需長程研究來驗證海馬亞區(qū)萎縮在WMH患者認(rèn)知功能障礙中的早期診斷和預(yù)測價值。

【點睛】本研究基于頭顱MRI對WMH患者認(rèn)知功能障礙與海馬及其各亞區(qū)萎縮情況進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示W(wǎng)MH患者右側(cè)海馬萎縮更明顯，海馬右側(cè)分子層、齒狀回及CA4區(qū)亞區(qū)影響WMH患者執(zhí)行功能而右側(cè)下托的萎縮與患者的總體認(rèn)知和語言功能下降有關(guān)。