2025年10月30日发布 | 62阅读

淀粉样蛋白病理、脑小血管病、类淋巴系统功能障碍与认知的关联:一项基于阿尔茨海默病连续谱参与者的研究

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本文源自公众号:神经影像石大夫


本文为浙大二院放射科张敏鸣教授和黄沛钰教授共同通讯发表于Alzheimer’s Research & Therapy 的工作,题为“The relationship between amyloid pathology, cerebral small vessel disease, glymphatic dysfunction, and cognition: a study based on Alzheimer’s disease continuum participants”。DOI:10.1186/s13195-024-01407-w。


Abstract

Background 类淋巴系统功能障碍是导致痴呆的关键途径之一。阿尔茨海默病(AD)病理与脑小血管病(CSVD)共存是痴呆最常见的发病机制。我们假设,AD病理与CSVD可能与类淋巴系统功能障碍相关,从而导致认知功能受损。

Method 本研究纳入的参与者来自阿尔茨海默病神经影像学倡议(ADNI)数据库,均完成了淀粉样蛋白PET、扩散张量成像(DTI)和T2液体衰减反转恢复(FLAIR)序列扫描。从T2FLAIR图像评估作为CSVD最常见标志物的白质高信号(WMH),以代表CSVD的负荷。采用淀粉样蛋白PET评估脑内Aβ聚集。我们使用沿血管周围空间的扩散张量成像分析(DTI-ALPS)指数、扩大的血管周围空间(PVS)负荷以及脉络丛体积来反映类淋巴系统功能。研究了WMH负荷/Aβ聚集与这些类淋巴系统标志物之间的关系,以及类淋巴系统标志物与认知功能的相关性。此外,我们进行了中介分析,以探讨类淋巴系统标志物在WMH负荷/Aβ聚集与认知关系中的潜在中介作用。

Results 共纳入133名沿AD连续谱的参与者,包括40名认知正常且Aβ阴性(CN−)、48名认知正常且Aβ阳性(CN+)、26名轻度认知障碍且Aβ阳性(MCI+)和19名阿尔茨海默病且Aβ阳性(AD+)的参与者。我们的研究结果显示,全脑Aβ聚集(r = −0.249, p = 0.022)和WMH负荷(r = −0.458, p < 0.001)均与DTI-ALPS指数呈负相关。此外,Aβ聚集(r = 0.223, p = 0.041)和WMH负荷(r = 0.294, p = 0.006)均与脉络丛体积呈正相关。然而,我们未观察到其与PVS扩大严重程度存在显著相关性。DTI-ALPS指数与记忆力(= 0.470, FDR-p < 0.001)、执行功能(r = 0.358, FDR-p = 0.001)、视觉空间能力(r = 0.223, FDR-p < 0.040)和语言能力(= 0.419, FDR-p < 0.001)均呈正相关。相反,脉络丛体积与记忆力(= −0.315, FDR-p = 0.007)、执行功能(r = −0.321, FDR-p = 0.007)、视觉空间能力(r = −0.233, FDR-p = 0.031)和语言能力(= −0.261, FDR-p = 0.021)均呈负相关。PVS扩大严重程度与认知表现之间无显著相关性。在中介分析中,我们发现DTI-ALPS指数在WMH负荷/Aβ沉积与记忆和语言表现的关系中起到了中介作用。

Conclusion 我们的研究提供了证据,表明AD病理(Aβ)和CSVD均与类淋巴系统功能障碍相关,而后者又与认知功能受损进一步相关。这些结果可能为治疗AD的新靶点提供理论依据。


Background

类淋巴系统连接着血管周围间隙(PVS),大脑周围的脑脊液(CSF)通过这些间隙与脑实质内的组织间液(ISF)进行交换。其核心功能是清除脑实质中的代谢废物。具体而言,CSF通过PVS进入脑细胞外间隙,与ISF进行交换,最终再次通过PVS排出,同时带走脑内代谢废物。近期研究提出,类淋巴系统功能衰竭是导致痴呆的共同最终通路,因为它会促进蛋白质聚集、激活神经炎症、形成废物堆积与类淋巴功能损伤之间的恶性循环,最终导致脑损伤和痴呆。虽然类淋巴功能障碍与痴呆的关联已获广泛认可,但针对类淋巴功能损伤相关因素的研究仍较为有限。

在阿尔茨海默病(AD)动物模型中,AD病理特征(尤其是Aβ聚集)已被证明与类淋巴功能障碍相关。有研究认为类淋巴功能障碍是Aβ聚集的前驱事件,而另一些研究则在APP/PS1模型中发现,在Aβ沉积早期阶段即出现类淋巴功能受损。最近一项采用活体成像标志物评估类淋巴功能的研究证实了Aβ积累与类淋巴功能障碍的关联,该研究发现活体类淋巴功能标志物的损伤先于Aβ积累出现。除AD病理特征外,脑小血管病(CSVD)相关动物研究也持续报道类淋巴功能损伤现象:高血压大鼠(最常见的CSVD模型)显示类淋巴功能抑制,多发性微梗死小鼠模型也呈现全局性类淋巴通路损伤。采用CSVD影像标志物(主要是白质高信号(WMH)负荷)的活体研究发现,其与扩大的PVS及其他无创类淋巴标志物存在空间相关性。目前AD病理与CSVD对类淋巴功能的影响分别在AD模型和CSVD模型中得以验证,但关于CSVD与AD病理在活体内对类淋巴功能的独立关联的研究尚属空白。

AD病理与CSVD共存的现象在衰老过程中普遍存在,是痴呆最常见的发病机制。在临床诊断为AD的患者中,超过80%伴有CSVD。

因此,揭示从认知正常到痴呆全程中Aβ与CSVD对类淋巴功能的影响至关重要,需要明确二者是独立导致类淋巴功能障碍,还是通过协同作用共同损害类淋巴功能。

为评估体内类淋巴系统功能,我们采用了三种无创检测方法。PVS扩大是评估类淋巴功能的常用手段,其能提供PVS状态的重要信息——严重扩大提示类淋巴功能障碍。由Taoka等首次提出的“沿血管周围间隙扩散张量成像分析”(DTI-ALPS)方法,可量化沿深部髓静脉的PVS水分子扩散程度,并通过动态增强成像证实与类淋巴清除功能存在显著相关性。作为影响类淋巴功能的关键因素,睡眠状况已被证实与DTI-ALPS指数相关。此外,DTI-ALPS与血管危险因素密切关联,后者会降低类淋巴系统的驱动动力。该技术亦广泛应用于多种神经系统疾病的体内类淋巴活性量化研究,包括特发性正常压力脑积水(iNPH)、帕金森病和多发性硬化症(MS),均一致显示DTI-ALPS值降低与疾病严重程度相关。作为类淋巴系统动力源的脉络丛体积,已在额颞叶痴呆(FTD)和AD等疾病中证实与病情严重程度相关,并被用于预测帕金森病痴呆转化风险。

基于此,本研究旨在探讨:(1)在从认知正常到痴呆的AD连续谱人群中,CSVD与Aβ与类淋巴功能标志物的关联;(2)类淋巴标志物是否介导CSVD/Aβ与认知表现之间的关系。本研究采用WMH作为CSVD的界定标准,该影像学生物标志物在AD研究中得到广泛认可与应用。我们推测WMH与Aβ均可独立引起类淋巴功能损伤,并可能通过类淋巴功能障碍途径导致认知功能损害。


Methods and materials

Ethical approval

(详见原文)

Participants

本文所用数据均来自阿尔茨海默病神经影像倡议(ADNI)数据库。该数据库由美国国家老龄化研究所(NIA)、食品药品监督管理局(FDA)及国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)共同发起,旨在探索系列磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、生物标志物及其他神经心理学评估是否可用于AD的早期发现与病程追踪。确立早期AD的特异性和敏感性标志物,将有助于临床医生和研究人员更深入地理解该疾病并开发新型治疗方案。

纳入标准如下:(1)完成淀粉样蛋白PET、弥散张量成像(DTI)及T2液体衰减反转恢复成像(FLAIR);(2)淀粉样蛋白PET与DTI检查间隔时间小于12个月;(3)DTI需采用相同参数采集(包括7次无扩散加权图像(b=0 s/mm²)及48次弥散梯度图像(b=1000 s/mm²))。排除老年抑郁量表(GDS)评分≥5分及存在仰头姿态(既往研究证实DTI-ALPS指标对仰头敏感,定义为前-后连合连线超过水平线20°以上者)的参与者。涉及仰头姿态参与者的详细信息见 Supplementary Material 1

根据参与者病史记录其血管危险因素,包括高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟史及心脏疾病(含心房颤动、心房扑动和冠心病)。

Neuropsychological assessment

神经心理学评估内容包括整体认知状态:MMSE量表、记忆功能(ADNI-Mem)、执行功能(ADNI-EF)、语言能力(ADNI-Lan)及视觉空间功能(ADNI-VS)。详细信息可参阅 Supplementary Material 2。临床状态通过ADNI标准进行评估,将研究对象分为认知正常(CN)、轻度认知障碍(MCI)和痴呆三类。

MRI acquisition

受试者来自17个不同研究中心,均采用西门子3T磁共振扫描仪进行扫描。T1加权成像采用矢状位三维磁化准备快速梯度回波(MPRAGE)序列,具体成像参数如下:repetition time (TR) = 2300 ms, echo time (TE) = 3 ms, voxel size = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm³, acquisition matrix = 256 × 240 mm², flip angle = 9° or 11°。弥散张量成像参数为:TR = 7200 ms,TE = 56 ms, voxel size = 2.0 × 2.0 × 2.0 mm3, acquisition matrix = 116 × 116 mm2. Seven images without diffusion weighting (b = 0 s/mm2) and 48 images with diffusion gradients were acquired (b = 1000 s/mm2)。T2液体衰减反转恢复序列采用平面回波成像序列,主要参数包括:TR = 4800 ms,TE = 441 ms, inversion time (TI) = 1650 ms,voxel size = 1.0 × 1.0 × 1.2 mm³, and acquisition matrix = 256 × 256 mm² 。更多详细信息可参阅ADNI扫描官网。

Amyloid PET

淀粉样蛋白PET成像采用AV-45示踪剂进行。在静脉推注注射后50-70分钟开始采集图像,以4×5分钟帧序列进行。具体采集流程详见ADNI PET技术操作手册。

全脑Aβ负荷通过计算每位受试者外侧与内侧额叶、前/后扣带回、外侧顶叶及外侧颞叶灰质区域内氟贝他吡摄取均值与全小脑(白质及灰质)摄取值的比值来表示。根据既定方案和临界值标准(全局AV45标准化摄取值比>1.11),通过全脑Aβ负荷评估Aβ沉积状态。

Imaging analysis

WMH segmentation

T2 FLAIR 序列图像被用于WMH病灶分割。研究采用了一种基于统计参数映射软件(SPM12)的病灶预测算法(LPA)所开发的自动分割工具(Lesion Segmentation Tool)。随后对自动生成的WMH标记图像进行了人工校正,修正了被错误归类为WMH的头皮及组织区域,以及被误判为正常白质的WMH区域。我们通过LST工具中的“提取目标值”功能获取分割后的WMH体积数据。

The quantification of total intracranial volume (TIV)

TIV分割采用计算解剖学工具箱(CAT12)完成。具体流程为:将T1加权像作为输入数据,依次进行偏置场校正和组织分割(包括GM、白质(WM)及脑脊液(CSF))。所有分割结果均经过人工视觉质检以确保数据准确性。

最后,利用CAT12的估计TIV功能得出整体TIV。

DTI-ALPS evaluation

1) Preprocessing of DTI

DTI数据的预处理采用MRtrix3软件完成,具体包括Gibbs环形伪影消除、涡流与头动校正以及偏置场校正。

2) DTI-ALPS index analysis

DTI-ALPS的计算方法参照既往文献。将预处理DTI获取的扩散张量图[Dxx、Dyy、Dzz]与FA图谱模板(JHU-ICBM-FA-2 mm)进行配准。在蒙特利尔神经研究所(MNI)空间内设置了四个直径为 6 mm 的感兴趣区。最后基于纤维方向成像图对每位受试者进行手动校正,以确认配准精度与ROI定位(详见 Fig.1A–C)。如既往研究所述,前部与后部区域的ROI可能呈现不同的类淋巴清除区域效应。因此我们进一步沿y轴将手动校正的中段ROI分别向前、向后移动1-2个体素,最终获得五组ROI:前移2体素ROI(2)、前移1体素ROI(1)、中段ROI(0)、后移1体素ROI(-1)和后移2体素ROI(-2)。左右侧DTI-ALPS指数的计算公式分别为[(Dxx-proj + Dxx-assoc)/(Dyy-proj + Dzz-assoc)],平均DTI-ALPS指数取双侧指数的算术平均值(详见 Fig.1D)。

Fig. 1 DTI-ALPS processing streamline. A Preprocessing of DTI images. B DTI Tensor fitting to acquire Dxx, Dyy, and Dzz images. C Normalization and manually labeling ROI according to the fiber direction images. D Calculation of DTI-ALPS

PVS rating

PVS扩大的严重程度基于T1加权图像进行评定。基底节区与白质区域的PVS扩大分别采用独立评分体系。具体评定标准如下:基底节区中,可见PVS数量少于5个评为1级,5-10个评为2级,超过10个但仍可计数评为3级,无法计数时评为4级;白质区域中,PVS总数少于10个评为1级,总数超过10个但任一截面不超过10个评为2级,PVS数量最多的截面存在10-20个评为3级,任一截面超过20个则评为4级。

Choroid plexus volume segmentation

T1图像基于FreeSurfer 6.0版本进行自动分割,并获取了每位受试者左右两侧脉络丛的体积数据。

Groups

纳入研究的受试者被分为四组:CN-组为认知正常且淀粉样蛋白阴性、无严重CSVD(WMH FAZAKOS评分<2分);CN+组为认知正常但淀粉样蛋白阳性;MCI+组为轻度认知障碍且淀粉样蛋白阳性;AD+组为阿尔茨海默性痴呆且淀粉样蛋白阳性。

Statistical analysis

全部统计分析均采用SPSS Statistics 27.0版(IBM)及R软件(4.2.1版)完成。连续变量和分类变量分别以均值±标准差和频数(%)表示。采用ANOVA和卡方检验处理人口学资料组间比较。为考察AD连续谱中DTI-ALPS指标和脉络丛体积的变化,我们基于认知正常阴性参照组数据计算了Aβ、DTI-ALPS及脉络丛体积的W评分。为增强可视化效果,在计算DTI-ALPS的W评分时进行了乘以-1的处理。随后我们沿AD连续谱进行了非线性曲线拟合,W评分具体计算方法见 Supplementary Material 3。主要统计分析涵盖淀粉样蛋白阳性AD连续谱受试者,包含以下组成部分:

采用偏相关分析考察全局Aβ负荷和WMH与DTI-ALPS、脉络丛体积的独立关联性。使用R语言"clmm"函数探究全局Aβ负荷和WMH与基底节区PVS及白质区PVS评级分数的关系。在模型1中,我们首先将年龄、性别和TIV作为协变量;模型2中额外加入APOE ε4携带状态(采用二分编码:非携带者编码为0,携带者编码为1)作为协变量,这是因为既往研究证实APOE ε4等位基因与PVS严重程度相关。采用偏相关分析考察DTI-ALPS、脉络丛体积、基底节区PVS及白质区PVS与各认知领域表现的关系,其中基底节区与白质区PVS分析采用Spearman方法,而DTI-ALPS和脉络丛体积相关分析采用Pearson方法,均以年龄、性别、教育年限和APOE ε4携带状态作为协变量,并使用错误发现率(FDR)校正法进行多重比较校正。

通过中介分析探讨DTI-ALPS和脉络丛体积在WMH体积/全局Aβ负荷与认知表现关系中的中介作用。具体使用R语言"rodmed"包进行中介分析,将WMH体积和全局Aβ负荷作为自变量,年龄、性别和APOE ε4携带状态作为协变量,采用5000次Bootstrap抽样计算95%置信区间评估显著性,并使用FDR校正法进行多重比较校正。

Supplementary Material 3

Firstly, we ran linear regression model on CN participants with amyloid negative (A-) and without severe CSVD (defined as participants with FAZAKAS score < 2, V-), for global Aβ burden, Choroid Plexus volume and DTI-ALPS, we regressed age and sex respectively.

Next, we calculated the predicted global Aβ burden, Choroid Plexus volume, and DTI-ALPS for all participants using these regression β-weights derived from CN A-V- participants.

Finally, participants W-scores were then calculated based on the discrepancy between observed and predicted scores and divided by the test-specific control group’s standard error of estimate.


Results

Participants

在本研究中,我们最终纳入了133名参与者。Table 1 展示了40名CN A-、48名CN A+、26名MCI A+及19名AD A+参与者的人口统计学特征。各组在年龄、性别、受教育年限、TIV及APOE ε4携带状态方面均无显著差异。而全局Aβ负荷、DTI-ALPS指数、脉络丛体积及WMH负荷在组间呈现显著差异。但基底节区和白质区域PVS评分未见显著差异。Fig. 2 展示了沿AD连续谱的Aβ沉积、DTI-ALPS指数及脉络丛体积的曲线拟合结果。从CN A+阶段到AD A+痴呆阶段,DTI-ALPS指数与脉络丛体积的异常程度持续增加,而Aβ沉积则从CN A-阶段至MCI A+阶段累积。

Fig. 2 Nonlinear curve fitting of global amyloid aggregation, DTI-ALPS and choroid plexus volume along AD continuum



我们在不同位置测量的DTI-ALPS指数未发现显著差异(Supplementary Material 4),且各位置间的DTI-ALPS相关性始终维持在较高水平(Supplementary Material 5)。因此,我们最终选择采用中间感兴趣区测得的DTI-ALPS指数进行后续分析。


Supplementary Material 5. The correlations between different locations DTI-ALPS

Associations of glymphatic markers with Aβ accumulation and WMH burden on amyloid positive participants

在调整年龄、性别及TIV的影响后,我们观察到全脑Aβ负荷与DTI-ALPS指数呈负相关(r = −0.240, p = 0.023),而与脉络丛体积呈正相关(r = 0.217, p = 0.041)。当进一步将APOE ε4携带状态作为协变量纳入分析时,DTI-ALPS指数(r = −0.249, p = 0.022)与脉络丛体积(r = 0.223, p = 0.041)的关联性仍保持显著,相关结果分别呈现在Fig.3A -B中。

关于WMH负荷,我们发现在校正年龄、性别及TIV后,其与DTI-ALPS呈负相关(r = −0.449, p < 0.001),而与脉络丛体积呈正相关(r = 0.280, p < 0.001)。即使在进一步校正APOE ε4携带状态的影响后,DTI-ALPS(Fig.3C)的负相关性(r = −0.458, p < 0.001)与脉络丛体积(Fig.3D)的正相关性(r = 0.294, p = 0.006)仍然保持显著。

Fig. 3 The association of DTI-ALPS and choroid plexus volume with WMH burden and Aβ in amyloid positive participants. A The association between Aβ and DTI-ALPS. Residual Aβ and residual DTI-ALPS represented amyloid burden and DTI-ALPS corrected by age, sex, TIV, and APOE status. B The association between Aβ and choroid plexus volume. Residual Aβ and residual Choroid Plexus represented amyloid burden and DTI-ALPS corrected by age, sex, TIV, and APOE status. C The association between WMH burden and DTI-ALPS. Residual WMH and residual DTI-ALPS represented WMH burden and DTI-ALPS corrected by age, sex, TIV, and APOE status. D The association between WMH burden and choroid plexus. Residual WMH and residual choroid plexus represented WMH burden and DTI-ALPS corrected by age, sex, TIV, and APOE status


然而,如Table 2所示,无论是基底节区PVS还是白质区PVS,在纳入或未纳入APOE基因状态作为协变量的情况下,我们均未观察到其与全局Aβ负荷或WMH负荷存在任何显著相关性。

考虑到血管风险因素对类淋巴标志物的潜在影响,我们专门针对至少具有一种血管风险因素的参与者重复了上述分析。此外,我们还在对血管风险评分进行额外校正的基础上,分析了类淋巴标志物与淀粉样蛋白/WMH之间的相关性。两项分析均表明,淀粉样蛋白/WMH与类淋巴标志物(DTI-ALPS指数及脉络丛体积)之间的关联仍然显著。更多细节详见Supplementary Material 6 and 7

此外,我们还分别对有无血管风险因素的参与者进行了比较。值得注意的是,心脏病患者的DTI-ALPS指数显著降低(错误发现率校正p值=0.012),但与其他血管风险因素的相关性均未呈现显著结果。Supplementary Material 8提供了更多详细信息。

Supplementary Material 8. Glymphatic markers comparison between participants with and without each vascular risk factor in amyloid positive participants

Associations between glymphatic markers and cognitive performance on amyloid positive participants

在偏相关分析中,我们观察到DTI-ALPS与认知领域存在显著关联。DTI-ALPS与记忆力(r = 0.470,FDR-p < 0.001)、执行功能(r = 0.358,FDR-p = 0.001)、视觉空间能力(r = 0.223,FDR-p < 0.040)及语言功能(r = 0.419,FDR-p < 0.001)均呈正相关。

同样,我们发现脉络丛体积与认知领域存在显著负相关:脉络丛体积与记忆力(r = −0.315,FDR-p = 0.007)、执行功能(r = −0.321,FDR-p = 0.007)、视觉空间能力(r = −0.233,FDR-p = 0.031)及语言功能(r = −0.261,FDR-p = 0.021)均呈负相关。

然而,基底节区PVS负荷与白质PVS负荷均未发现与认知表现存在显著相关性。更多详细信息请参见 Table 3

Glymphatic markers as a significant mediator between Aβ accumulation/and WMH burden cognitive performance on amyloid positive participants

在中介分析中,DTI-ALPS对全脑Aβ沉积与记忆力(间接效应β=−0.093,FDR-p=0.0496)及语言能力(间接效应β=−0.085,FDR-p=0.0496)的关系均显示出显著的中介效应。然而经过FDR多重比较校正后,我们未发现DTI-ALPS对Aβ与执行功能(β=−0.052,FDR-p=0.067)及视觉空间能力(间接效应β=−0.169,FDR-p=0.284)关系的中介作用。DTI-ALPS在WMH负荷与记忆力(间接效应β=−0.203,FDR-p=0.004)和语言能力(间接效应β=−0.188,FDR-p=0.006)之间均呈现显著中介效应。经FDR校正后,未发现DTI-ALPS对WMH负荷与执行功能(间接效应β=−0.149,FDR-p=0.053)及视觉空间能力(间接效应β=−0.041,FDR-p=0.354)关系的中介作用。但WMH负荷对执行功能(总效应β=−0.149,p=0.049)和视觉空间能力(总效应β=−0.341,FDR-p=0.049)的总效应均达到显著水平。具体结果详见 Fig.4

Fig. 4 The mediating effect of DTI-ALPS in the relationship between WMH burden/Aβ accumulation and cognitive performance

关于脉络丛体积,我们的分析显示,在采用FDR多重比较校正后,无论是Aβ沉积还是WMH负荷对各认知子领域均未产生显著间接影响,如Fig.5所示。

Fig. 5 The mediating effect of choroid plexus volume in the relationship between WMH burden/Aβ accumulation and cognitive performance


Discussion

本研究发现:(1) CSVD与Aβ负荷均独立与DTI-ALPS指标及脉络丛体积关联;(2) 多数认知域表现与DTI-ALPS指标及脉络丛体积具有相关性;(3) 更重要的是,DTI-ALPS在CSVD/Aβ与认知表现之间起中介作用。

系列研究已证实Aβ与类淋巴系统功能的相关性。本研究采用活体成像方法发现,DTI-ALPS指标降低与脉络丛体积增大均与Aβ沉积增加相关。但未发现PVS扩大程度与Aβ沉积的相关性,此结果与既往研究一致。DTI-ALPS通过评估脑深部髓静脉周围扩散特性,被视作评估类淋巴清除功能的标志物;脉络丛体积在脑脊液(CSF)生成中起关键作用,可能是驱动类淋巴系统运行的动力来源;而MRI观测到的PVS扩大主要分布于小动脉周围,可能引起CSF灌注及其与脑实质液交换的流体动力学变化。这些标志物与Aβ沉积的不同关联模式,可能提示废物清除通路中各子过程具有独特作用机制,但也可能源于不同MRI检测方法的灵敏度差异,尚需进一步验证。

通过绘制DTI-ALPS指标与脉络丛体积随淀粉样蛋白在AD连续谱上积累的变化曲线,我们发现:Aβ从CN−到MCI+阶段持续积累,随后趋于平缓;而DTI-ALPS与脉络丛体积则从CN+到AD+阶段呈现一致性的变化。值得注意的是,Aβ积累曲线的起始变化时间点早于DTI-ALPS和脉络丛体积的改变。这些发现似乎与既往认为淀粉样蛋白沉积是类淋巴功能障碍结果的假设不符。实际上,当前关于类淋巴功能障碍与Aβ积累关联的证据主要来源于对比研究。例如APP转基因小鼠较野生型小鼠表现出类淋巴功能下降;晚发性AD受试者与正常对照组相比存在类淋巴系统损伤。然而需要明确的是,仅通过AD与非AD群体的对比研究,尚不足以推断类淋巴功能障碍导致Aβ聚集,抑或相反。二者关系的复杂性及因果方向性亟需进一步探究以获得更全面的认知。部分研究通过使用AQP-4缺陷动物模型(该通道被认为是类淋巴功能的关键结构)指出类淋巴功能障碍会引发Aβ聚集。但需注意的是,脑实质Aβ斑块同样可能驱动AQP-4在血管周分布的减少,进而导致类淋巴功能受损。此外,分布于毛细血管及动脉壁的Aβ可能阻碍血管周间隙的液体流动,从而降低液体扩散能力。而Aβ相关的炎症反应亦可能增加血管周间隙的液体流动阻力。两项研究还揭示了体内类淋巴标记物在疾病晚期的参与特性。其中一项重点探讨AD病理与DTI-ALPS关系的研究提示,DTI-ALPS可能是晚于AD病理出现的标记物。另一项针对PVS负荷严重程度的研究同样未发现证据支持体内类淋巴标记物在AD发病早期的作用。这些研究结果共同强调了AD疾病进展的复杂性与多面性,要求我们对疾病涉及的各因素间的时间关联性进行更深入的探索。

我们在AD连续谱中发现CSVD与类淋巴系统标志物存在关联,这一结果与先前针对CSVD患者的研究一致。由全脑范围内的血管周通路网络构成的类淋巴系统,其功能与脑小血管损伤密切相关。血管周间隙的液体运动依赖于脑动脉搏动,针对脑动脉搏动的研究发现动脉僵硬度与类淋巴功能障碍相关。此外,静脉胶原增生也被认为会降低类淋巴清除功能。除脑小血管提供的动力外,血脑屏障(BBB)破坏伴随血管周炎症因子及代谢废物增加也会加剧液体运动阻力。在CSVD大鼠模型中还观察到AQP-4水通道蛋白减少。综上,在AD连续谱中,CSVD相关的驱动力减弱、阻力增加及水通道缺失可能共同导致类淋巴功能损伤。

我们进一步发现DTI-ALPS指数与脉络丛体积在各认知域均与认知表现存在关联,这一结果印证了“类淋巴功能衰竭是痴呆的共同终末通路”的观点。与先前研究不同,除考虑Aβ淀粉样蛋白在AD连续谱中的影响外,我们还研究了CSVD对认知功能的潜在影响——这种影响可能通过类淋巴系统功能介导实现。我们观察到DTI-ALPS介导了CSVD和Aβ与记忆力、语言功能的关联,其中记忆力域的间接效应系数最大。该发现印证了AD痴呆具有多因素病因而非仅由AD病理驱动的观点。另一有趣现象是:虽然类淋巴标志物未介导CSVD与视空间功能、执行功能的关系,但总效应显著,提示CSVD还存在其他影响AD进展的途径。这一观点进一步支持CSVD在AD连续谱中的关键作用。

本研究有助于进一步理解体内类淋巴系统指数在AD中的作用。首先,与既往研究仅关注AD痴呆期的AD病理改变或血管性痴呆中的CSVD不同,本研究纳入了从CN到痴呆的AD谱系受试者,探究了AD病理与CSVD的独立及交互作用。两种病理的独立效应结果表明,控制Aβ或CSVD均可有效改善类淋巴功能。更重要的是,从类淋巴功能视角出发,我们的发现为混合型AD痴呆(AD病理合并CSVD)提供了机制性证据,突破了既往研究仅关注其对全脑功能或结构连接的叠加效应。

本研究存在若干局限性。首先,对CSVD的评估仅基于WMH负荷,未纳入其他重要CSVD标志物(如腔隙灶和微出血)。需注意的是WMH可能存在非血管性成因,这可能给结果带来偏倚。但值得指出的是,多数病理学研究主要将WMH与CSVD相关联。此外,本研究人群中腔隙灶(12%)和微出血(7.5%)的低检出率显著影响了统计效能。其次,研究涉及17个中心的受试者,可能导致DTI-ALPS指标的异质性。因样本量有限,难以进行多中心间比较。但ADNI的采集方案已由专业影像核心统一标准化,不同SIEMENS扫描仪间的差异应已最小化。最后,本研究为横断面设计。尽管现有假设得到了前期证据、AD连续谱曲线拟合及中介分析的支持,但纵向设计能更全面地探讨该问题。在解读研究结果时需考虑上述局限,这些也为未来研究指明了方向——通过解决这些问题,可更深入理解CSVD、AD生物标志物与类淋巴标志物间的关联。

综上所述,本研究证实AD病理(Aβ)与CSVD均与类淋巴功能障碍相关,而该功能障碍进一步与认知损害密切相关。

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