《临床心血管病杂志》
脑小血管病(CSVD)是指由于脑的穿支动脉、小动静脉及毛细血管的各种病变所导致的一系列临床、影像和病理综合征[1]。根据2013年国际血管改变神经影像标准报告小组建议,CSVD在影像学上突出表现为脑白质高信号(WMH)、腔隙性脑梗死(LI)、脑微出血(CMBs)及血管周围间隙扩大(EPVS)等[2]。在病理学上,CSVD可表现为小动脉粥样硬化,脂质透明样变性,纤维素样坏死,淀粉样变性,EPVS,微小动脉瘤,血-脑屏障(BBB)破坏及血管炎等。CSVD可引起认知障碍和痴呆、卒中、锥体外系症状、步态异常、尿便障碍等多种临床表现[3],其中CSVD与认知障碍相关研究是目前的热点话题。CSVD所致的血管性认知障碍和痴呆起病隐匿且进展缓慢,主要表现为执行功能、反应和处理速度下降[4]。CSVD的具体发生机制目前尚不明确,潜在的病理生理机制可能由于小动脉、小静脉及毛细血管等小血管的病变导致神经胶质增生、坏死及周围脑白质区损伤,破坏了重要的皮质-皮质下神经网络从而影响认知功能[5]。神经影像学已成为诊断CSVD和无症状脑血管疾病的重要工具,特别是在疾病早期阶段,当前除了传统的CT及MRI技术以外,关于DTI、功能MRI(fMRI)、PET等的研究认为其可能成为CSVD早期阶段的影像学标志物[6-7]。本文就CSVD神经影像学主要类型与认知功能障碍的相关性研究进展综述如下。
1 WMH
CSVD有多种表现形式,其中最突出的表现是WMH[8],脑白质病变在老年人中较为常见,超过60岁以上的老年人,几乎都存在WMH。WMH的病因学与病理生理学尚未完全了解,目前的研究认为WMH可能是由于小血管病变、慢性缺血造成的脱髓鞘和轴索损伤;也有研究认为是由于脑血管自身调节异常或BBB功能障碍所致的低灌注、炎性改变和血管淀粉样变等[9]。
目前认为WMH的危险因素主要为年龄、高血压病、糖尿病、吸烟、大量饮酒等。有研究认为年龄、高血压、糖尿病、吸烟和大量饮酒等因素会导致脑白质损害,可降低白质微结构的完整性,引起WMH体积增加;高教育水平可明显的减缓认知功能的下降,同时可以延缓WMH的加重进展[10]。
相比以前对于WMH的认识,目前认为其对所有认知领域均有影响,但在注意力和执行功能方面最为显着[11]。WMH引起的认知功能障碍与其部位及体积相关[12]。WMH所致的认知障碍可能是破坏了皮质皮质下神经环路,进而导致认知脑区的功能紊乱。Zeestraten等[13]研究认为,DTI显示的弥漫性白质损害与认知功能障碍有关,并认为是白质破坏导致皮质-皮质下神经网络连接失去完整性从而引起认知障碍。损害白质纤维在额叶及颞叶皮质间的连接,以及额叶皮质和纹状体之间的连接,可能解释不同的认知障碍的表现。 Ye等[14]研究认为WMH可导致前额叶,外侧裂及舌叶萎缩,而这些脑区萎缩可能导致执行功能和记忆功能障碍。处理速度的下降是CSVD较早也较重要的认知损害表现。有研究[15]表明额叶内侧和丘脑投射纤维构成的额叶皮质下神经环路的损伤可能与CSVD的处理速度降低有关。但也有研究表明侧脑室旁的WMH进展和相应的信息处理速度减低有关,而皮质下WMH进展与认知障碍无关[9]。
目前认为血管性因素和Alzheimer’s病(AD)常同时存在,相互作用,加速认知障碍的发生进展。APOE ε4与AD的病理特征密切相关, Koizumi等[16]研究表明携带APOE ε4等位基因的个体更易发生皮质下白质缺血缺氧性病变;导致特定的大脑区域白质微结构完整性破坏。遗传因素与WMH的发病机理可能亦存在相关性,一项关于全基因组与WMH相关性研究的Meta分析纳入了9361例非卒中的WMH人群,表明CHR17q25为WMH的易患基因[17]。
总之,目前研究认为WMH可引起多认知领域功能障碍,其中以执行注意功能损害为主。认知障碍的损害程度与WMH的发生部位及其体积相关。WMH所致的认知障碍的机制可能是破坏了皮质-皮质下神经环路,进而导致特定认知脑区功能障碍;同时研究认为WMH与遗传因素存在密切相关性。
2 LI
LI是CSVD的主要表现之一,是卒中后认知功能障碍和血管性痴呆的重要预测因子。大多数的研究表明LI后认知障碍涉及多认知领域,包括信息处理速度、注意力、执行功能、记忆力、语言及视空间功能等[18]。LI的危险因素与脑血管病危险因素相同,主要有高血压、动脉硬化、糖尿病、心源性及动脉源性栓子、高脂血症以及吸烟酗酒等。
有研究表明无症状性LI可导致灰质萎缩及功能连接的损害,进而引起认知功能下降;灰质萎缩主要位于岛叶、扣带回皮质、尾状核及上颞极;认知功能下降涉及多认知域,主要为注意力、执行功能及记忆力的损害[19]。Markus等[20]研究表明在LI的老年人中存在海马体积萎缩,同时还有杏仁核、壳核、丘脑、尾状核及苍白球、后皮质、颞中回及后扣带回等萎缩。对于LI所致皮质萎缩及认知损害的机制,Thong等[21]研究发现认知功能损害是由于脑白质与相应脑区连接纤维束破坏,而不是直接破坏相应的皮质脑区。LI的数量和体积是症状性CSVD处理速度和执行功能降低的预测因子。Benjamin等[22]研究发现前内侧丘脑的LI与处理速度减退相关;前内侧丘脑与眶额叶及前额叶皮质有广泛的纤维连接,该区的LI会损坏与眶额叶及前额叶皮质的连接从而导致处理速度下降。Metzger等[23]研究发现丘脑与纹状体也存在紧密连接形成皮质纹状体丘脑-皮质环路;从而认为处理速度不是单一的神经网络系统决定,可能与多个重叠的神经网络相关。而前内侧丘脑可能是处理速度神经网络的中枢。