近期，复旦大学附属华山医院神经外科顾宇翔教授、倪伟教授团队携手华山医院核医学/PET中心管一晖教授、谢芳教授团队，于核医学领域顶级期刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging（欧洲核医学与分子影像杂志，IF=8.6，中科院1区TOP）在线发表题为“The cerebellar glucose metabolism in moyamoya vasculopathy and its correlation with neurocognitive performance after cerebral revascularization surgery: a [18F]FDG PET study”（烟雾病小脑葡萄糖代谢与脑血流重建术后神经认知功能的相关性：一项[18F]FDG PET研究）的文章。复旦大学附属华山医院神经外科翁瑞源博士、苏佳斌医师，复旦大学附属华山医院核医学/PET中心任树华医师为本文共同第一作者；复旦大学附属华山医院神经外科顾宇翔教授、倪伟教授，复旦大学附属华山医院核医学/PET中心黄琪研究员为本文共同通讯作者。
烟雾病（Moyamoya disease, MMD）是一种少见的累及Willis环的慢性进展行狭窄/闭塞性脑血管病，以形成颅底异常血管网为其特征。MMD除引起脑卒中事件外，亦可导致血管性认知障碍（Vascular cognitive impairment, VCI）。据文献报道，超过70%的MMD患者可出现不同程度的VCI，甚至可发生在既往无脑卒中事件的患者中。脑血流重建术（搭桥术）通过旁路移植的方式重建MMD患者大脑血流，逆转大脑低灌注状态，降低远期卒中风险，改善患者神经认知功能，已成为治疗烟雾病的标准术式。然而并非所有MMD患者的神经认知功能都能通过此术式得到改善，具体机制未知。
MMD作为主要累及大脑前循环血供的疾病，很少导致后循环的缺血，例如脑干和小脑。但是在临床实践中我们发现，缺血的远隔部位——小脑亦存在灌注或者代谢水平的减低，称为小脑交叉性失联络现象。传统观点上，小脑被认为是参与躯体运动编码和姿势调节的锥体外系器官。但近来许多基于功能磁共振的研究发现，小脑在神经心理学任务的表现上也发挥着重要的作用。在本研究中，研究团队通过[18F]FDG PET来直观地观察MMD患者中小脑的葡萄糖代谢变化来研究MMD患者的神经认知功能与小脑葡萄糖代谢之间的关系，并进一步探究脑血流重建术后认知功能预后异质性的潜在机制。
研究团队通过回顾性观察发现小脑葡萄糖代谢与MMD患者的神经认知功能密切相关。具体表现为：随着VCI严重程度的提升，小脑后外侧叶（包括CrusI、VI小叶）的葡萄糖代谢水平逐步减低，而小脑前叶和蚓部则呈现相反的代谢趋势。通过基于体素的相关性分析发现，多个神经认知功能量表的评分与小脑后外侧叶的葡萄糖代谢水平呈显著的正相关，而小脑中线部位则表现为显著的负相关。进一步的聚类分析也显示出，呈正相关的脑区多位于小脑后外侧叶，而小脑前叶和蚓部则呈现完全相反的代谢趋势。这一结果提示在MMD患者中，小脑在参与神经认知功能时存在明显的空间差异性。（图1）
为了进一步验证小脑葡萄糖代谢与神经认知功能之间的关系，研究团队前瞻性地招募了伴VCI的MMD患者进行脑血流重建术，并进一步观察这些患者的术后小脑葡萄糖代谢变化。通过术后6个月的随访，综合分析成套神经心理学检测结果，将MMD患者分为认知功能改善组和认知功能不改善组。结果发现，改善组的小脑葡萄糖代谢显著增高区域仍然主要位于小脑的后外侧叶，而不改善组的小脑葡萄糖代谢显著增高区域位于小脑前叶和中线部位。这一结果验证了在MMD患者中，小脑后外侧叶的葡萄糖代谢功能恢复与MMD患者术后的认知功能改善密切相关。而有趣的是，小脑前叶和中线部位却呈现完全相反的代谢趋势。进一步说明在脑血流重建术后，小脑的代谢变化也呈现出这种空间异质性，并且这一异质性与认知预后有关。随后，研究团队进一步分析了全脑的葡萄糖代谢水平变化，结果发现认知改善组的葡萄糖代谢改善部位主要集中在左侧半球和右侧小脑（优势侧），其中优势侧的红核、丘脑等部位亦出现了明显的代谢改善。这一结果表明小脑-红核-丘脑-大脑环路的激活可能参与MMD脑血流重建术后的认知功能恢复。（图2）
图2. 脑血流重建术后小脑葡萄糖代谢水平与神经认知功能恢复的相关性分析
脑血流重建部位多位于大脑的额颞叶皮层，而搭桥的远隔部位——小脑的代谢却出现了显著的变化，并且这一变化与认知功能的改善密切相关。为进一步探索大脑-小脑交互作用在MMD脑血流重建术后的变化机制，研究团队基于FDG PET影像构建了代谢协变网络，结果发现认知改善组的代谢协变网络在术后出现显著变化，而不改善组没有此类变化。其中，小脑和大脑之间的链接强度增强与多项认知量表的表现改善呈现显著的相关性。这一结果说明小脑在搭桥术后认知功能的恢复中扮演者重要角色，而这一角色可能是通过大脑-小脑之间的交互作用得以实现。（图3）
图3. 脑血流重建术后大脑-小脑代谢协变网络变化与认知功能恢复的相关性分析
综合上述结果，研究团队提出小脑后外侧叶的葡萄糖代谢水平低下与MMD患者的神经认知功能密切相关，并且小脑前叶和蚓部则呈现出完全相反的趋势。脑血流重建术后小脑后外侧叶的代谢改善与良好的神经功能预后相关，并且这一改变可能是通过皮质-丘脑-红核-小脑环路的激活实现的。这一发现有助于我们理解MMD脑血流重建术后认知功能变化异质性的发生机制，其中小脑葡萄糖代谢的空间异质性很可能参与这一过程。
这一发现将有助于我们理解MMD脑血流重建术后认知功能恢复的潜在机制，这可能与小脑-红核-丘脑-大脑环路的激活有关。本研究对未来是否可以通过以小脑为靶点的直接干预，例如经颅磁刺激（TMS）或脑深部电刺激（DBS），来实现VCI患者的认知功能康复具有重要的启示意义。未来期待更多研究来探寻小脑在神经认知功能障碍性疾病中的作用。
通讯作者简介
顾宇翔 教授
复旦大学附属华山医院
● 博士，复旦大学附属华山医院神经外科主任医师，教授，博士生导师
● 华山医院党委副书记，神经外科副主任
● 国家区域医疗中心、华山医院福建医院执行院长
● 目前主要从事应用血管内介入、显微外科及复合技术对脑血管疾病、脑卒中的临床诊治工作，同时开展脑血管疾病的病理生理与人工智能技术的相关应用研究
● 目前担任“中国医药教育协会神经外科专业委员会副主任委员”、“中国研究型学会脑血管病专委会副主任委员”、“中国卒中学会复合介入神经外科分会副主任委员，上海市医师协会神经介入专委会副会长、上海市医学会卒中分会副主任委员，兼任“中国临床神经科学杂志”及“中国脑血管病杂志”编委等
● 作为主要完成人获国家科技进步奖、教育部科技奖、上海市科技进步奖、中华医学科技奖、上海市医学科技奖等多项奖项
倪伟 副主任医师
复旦大学附属华山医院
● 神经外科副主任医师，博士
● 美国密歇根大学神经外科博士后
● 从事脑脊髓血管病的微创介入和显微外科治疗工作，同步掌握各种世界最新脑血管显微外科及微创介入材料与技术，尤其擅长经桡动脉入路的微创介入手术，个人年手术量超600余台
● 多次在国内及国际性脑血管病大会进行显微外科及神经介入手术演示；手术视频多次发表于国际权威神经外科期刊《OPERATIVE NEUROSURGERY》及《WORLD NEUROSURGERY》上；担任国家卫健委脑卒中急救关键技术全国巡回讲师，全国神经介入血流导向装置培训导师，执笔《2024年中国烟雾病专家共识》。作为骨干研究人员参与“十二五”、“十三五"国家科技支撑计划，并作为主要参与人获得国家科技进步奖二等奖、上海市医学科技奖一等奖、教育部科技进步一等奖等。近年来以第一或通讯作者发表SCl论文30余篇，主持国家自然科学基金4项
黄琪 博士
复旦大学附属华山医院核医学/PET中心
● 中国图学学会医学影像与设备专业委员会委员、上海市生物医学工程学会核医学工程专委会常委
● 主要从事神经影像数据处理、核医学神经影像数据库建设、动物脑成像分析方法和影像组学等领域的研究
● 以第一或通讯作者（含共同）在Nat Commun、Mol Psychiatry、Alzheimers Dement、EJNMMI等杂志发表SCI论文30余篇。主持国家自然科学基金（青年）、上海市扬帆计划等课题，以科研骨干身份参与国家重点研发计划等重大项目
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