王治國(guó)，戰(zhàn)瑩，張國(guó)旭，武曉丹，霍花

(北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院：1核醫(yī)學(xué)科，2臨床試驗(yàn)研究室， 沈陽(yáng) 110840)

輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment，MCI)是阿爾茨海默病(Alzheimers disease,AD)的早期階段，患者可出現(xiàn)涉及多個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域的認(rèn)知功能損害。每年約有10%的MCI患者進(jìn)展為AD，而正常老年人中這一比例僅為1%～2%[1]。β-淀粉樣蛋白(β-amyloid protein，Aβ) 沉積是AD的主要病理學(xué)特征之一，Aβ級(jí)聯(lián)假說(shuō)認(rèn)為，腦中Aβ過(guò)度沉積是導(dǎo)致MCI患者大腦神經(jīng)元損傷和死亡以及患者記憶功能和認(rèn)知水平下降的根本原因；而在部分MCI患者腦中也發(fā)現(xiàn)了典型的Aβ病理改變。目前，通過(guò)腰椎穿刺檢測(cè)腦脊液中的Aβ含量能夠比較準(zhǔn)確地反映患者腦中Aβ沉積的情況，但由于其為有創(chuàng)性檢查，并且檢測(cè)成本較高，故無(wú)法將其用于大規(guī)模的篩查和長(zhǎng)期隨訪(fǎng)評(píng)估。針對(duì)正電子發(fā)射斷層顯像/計(jì)算機(jī)體層攝影(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)顯像技術(shù)開(kāi)發(fā)的碳-11標(biāo)記的匹茲堡化合物B(Pittsburgh compound B,11C-PIB)是新型的Aβ正電子顯像劑，目前已被最廣泛地應(yīng)用于AD的檢測(cè)。11C-PIB能夠通過(guò)血腦屏障，與淀粉樣沉積斑塊具有較高的親和力，因而能夠特異地反映患者腦中是否有Aβ沉積及其沉積水平[2]；同時(shí)，因其具有無(wú)創(chuàng)性，故可用于進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)患者的病情。本研究通過(guò)11C-PIB PET顯像和認(rèn)知功能評(píng)估，探討Aβ沉積與MCI患者認(rèn)知功能的相關(guān)性。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2014年6月至2017年6月期間在北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科門(mén)診就診及住院的MCI患者37例，均行11C-PIB PET/CT檢查；根據(jù)全腦平均標(biāo)準(zhǔn)化攝取值比(standardized uptake value ratio,SUVR)(截?cái)嘀禐?.5分)分為Aβ沉積陽(yáng)性組21例和Aβ沉積陰性組16例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)所有患者或其家屬主訴過(guò)去一年較前出現(xiàn)認(rèn)知功能下降及復(fù)雜工具性日常能力輕微損害，但具有一般日常生活能力[3]；(2)根據(jù)美國(guó)神經(jīng)精神病學(xué)第4版精神病的診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)(DSM-iv)癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)排除癡呆，簡(jiǎn)易智能精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination，MMSE)評(píng)分24～28分，臨床癡呆評(píng)定量表(clinical dementia rating,CDR)評(píng)分為0.5分。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有抑郁、躁狂、焦慮、酒精或藥物依賴(lài)等神經(jīng)疾病史；(2)有頭部外傷史；(3)患有可能影響認(rèn)知功能的其他疾病。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，批準(zhǔn)文號(hào)倫理K(2014)12號(hào)；所有受試者或其監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書(shū)。

1.2 11C-PIB PET/CT成像

11C-PIB采用美國(guó)GE公司MINItrace回旋加速器放射性藥物制備系統(tǒng)自主合成，方法按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)程序在本科室PET中心合成，放化純度>99%，比活度約4.4 GBq/μmol。內(nèi)毒素和細(xì)菌檢測(cè)結(jié)果均為陰性，符合放射性藥品的質(zhì)量要求。顯像采用美國(guó) GE公司生產(chǎn)的 Discovery VCT PET/CT掃描儀,患者檢查前禁食>6 h，血糖水平<11.1 mmol/L。檢查時(shí)，患者平躺于掃描床上，頭部置于頭托內(nèi)固定。肘靜脈注射11C-PIB 3.7 MBq/kg后行動(dòng)態(tài)PET/CT檢查。PET數(shù)據(jù)采集為3D模式連續(xù)采集60 min，采集層數(shù)47層，采集層厚3.75 mm。圖像重建采用128×128圖像重建采集矩陣。PET數(shù)據(jù)經(jīng)衰減校正、迭代法重建后與CT圖像一同傳送至Xeleris工作站進(jìn)行同機(jī)圖像融合。

1.3 圖像處理

以顱腦CT為解剖指導(dǎo)，勾畫(huà)出大腦和小腦皮質(zhì)感興趣區(qū)域(region of interests,ROIs)；以小腦皮質(zhì)為參考區(qū)域，計(jì)算全腦平均SUVR[4]，采用半定量方法評(píng)價(jià)Aβ沉積水平。截?cái)嘀翟O(shè)為1.5，SUVR<1.5為Aβ沉積陰性(圖1A)，SUVR≥1.5為Aβ沉積陽(yáng)性(圖1B)[5]。

圖1 MCI患者腦11C-PIB顯像

Figure 111C-PIB imaging in MCI patients

A:11C-PIB negative image; B:11C-PIB positive image

1.4 認(rèn)知功能評(píng)估

認(rèn)知功能的評(píng)估包括總體和單領(lǐng)域的認(rèn)知功能測(cè)試。使用MMSE評(píng)價(jià)總體認(rèn)知功能，內(nèi)容包括時(shí)間定向、地點(diǎn)定向、語(yǔ)言即刻回憶、短期回憶、注意力、計(jì)算、語(yǔ)言復(fù)述和閱讀等。答對(duì)得1分，答錯(cuò)或不答不得分，總分為30分。單領(lǐng)域認(rèn)知功能測(cè)試包括情景記憶、執(zhí)行、視空間和語(yǔ)言功能評(píng)估，情景記憶采用故事延遲回憶(delayed story recall,DSR)進(jìn)行評(píng)估：要求患者在30 min后復(fù)述完整故事，回憶準(zhǔn)確得2分，部分記憶模糊得1分，完全忘記得0分，滿(mǎn)分56分[6]。執(zhí)行能力采用連線(xiàn)測(cè)驗(yàn)A(trail making test A,TMT A) 進(jìn)行評(píng)估：要求患者將無(wú)規(guī)律散亂分布的1～25之間的數(shù)字按順序連接，如果患者在10 s內(nèi)找不到下一個(gè)數(shù)字可進(jìn)行提示，總時(shí)間為300 s，記錄完成的時(shí)間[7]。視覺(jué)空間能力采用畫(huà)鐘測(cè)試(clock drawing test,CDT) 進(jìn)行評(píng)估：要求患者在10 min內(nèi)在白紙上獨(dú)立畫(huà)出一個(gè)鐘表，并標(biāo)出指定的時(shí)間。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：畫(huà)出閉鎖的圓表盤(pán)，1分；表盤(pán)上12個(gè)數(shù)字全部正確畫(huà)出(包括位置及順序正確)，1分；將分針標(biāo)在表盤(pán)的正確位置，1分；將時(shí)針標(biāo)在表盤(pán)的正確位置，1分。語(yǔ)言能力采用波士頓命名測(cè)試 (Boston naming test,BNT)進(jìn)行評(píng)估：要求患者對(duì)30幅圖形進(jìn)行命名，答對(duì)得1分，答錯(cuò)或無(wú)法命名不得分，總分為30分[8]。

1.5 血漿Aβ水平檢測(cè)

取患者靜脈血5 ml置于聚丙烯已二胺四乙酸二鈉抗凝管中，4℃下以3 000轉(zhuǎn)/min速度離心后立即取血清置于-80℃冰箱保存。采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)法測(cè)定血漿Aβ42和Aβ40，試劑盒采用上海酶聯(lián)公司人Aβ1-40和人Aβ1-42ELISA試劑盒，嚴(yán)格按照試劑盒要求進(jìn)行檢測(cè)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

表2 2組患者認(rèn)知功能比較

2 結(jié) 果

2.1 2組患者基線(xiàn)資料比較

兩組患者年齡、性別、教育程度、高血壓、糖尿病、吸煙飲酒和血漿Aβ42、Aβ40水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05；表1)。

2.2 2組患者認(rèn)知功能比較

Aβ-和Aβ+兩組總體和各領(lǐng)域認(rèn)知功能評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表2，兩組患者在MMSE總體認(rèn)知功能方面具有顯著差異(t=2.45,P<0.05)。在單領(lǐng)域認(rèn)知功能方面Aβ+組記憶和執(zhí)行能力表現(xiàn)較差，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.28,P<0.05；t=-2.33,P<0.05)，而視覺(jué)空間和語(yǔ)言功能不受Aβ的影響(t=-1.84,P>0.05；t=1.52,P>0.05；表2)。

2.3 11C-PIB SUVR與認(rèn)知能力相關(guān)性分析

校正性別、年齡和教育程度后，11C-PIB PET顯像SUVR值與MMSE和記憶功能呈負(fù)相關(guān)(r=-0.362,P<0.05;r=-0.403,P<0.05)，而與執(zhí)行、視覺(jué)空間和語(yǔ)言功能無(wú)明顯相關(guān)性(P>0.05；表3)。

表1 2組患者基線(xiàn)資料比較

SUVR: standardized uptake value ratio

2.4 11C-PIB SUVR與認(rèn)知功能回歸分析

由于相關(guān)性分析提示11C-PIB SUVR僅與總體認(rèn)知水平MMSE和記憶功能具有相關(guān)性，因此僅分析了11C-PIB SUVR和MMSE與記憶功能間的關(guān)系?；貧w分析表明，總體認(rèn)知水平MMSE和記憶功能受Aβ沉積水平影響，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05；表4)。

3 討 論

MCI是介于正常衰老和AD之間的一種狀態(tài)，處于此階段的患者認(rèn)知功能會(huì)出現(xiàn)輕微障礙，但尚未達(dá)到AD的程度，仍然保留有日常生活能力。評(píng)估MCI患者認(rèn)知功能狀態(tài)以及其與生物標(biāo)志物之間的關(guān)系已變得越來(lái)越重要。認(rèn)知功能涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括記憶、執(zhí)行、語(yǔ)言和視空間等，通過(guò)各種神經(jīng)心理學(xué)檢查可以評(píng)估MCI患者的綜合認(rèn)知功能和特定領(lǐng)域的認(rèn)知狀態(tài)。Aβ為AD的神經(jīng)病理學(xué)標(biāo)志之一， 在AD相關(guān)的認(rèn)知功能衰退中起重要作用。11C-PIB PET顯像提示的Aβ沉積情況可為判定AD的病理改變提供直接證據(jù)[9]。Aβ沉積能夠損害記憶功能，Aβ陽(yáng)性者總體認(rèn)知功能衰退更快，但其與其他各項(xiàng)領(lǐng)域認(rèn)知功能間的相關(guān)性尚有爭(zhēng)議。Petersen等[10]針對(duì)基線(xiàn)認(rèn)知功能正常的普通人群進(jìn)行的研究顯示，Aβ水平升高與認(rèn)知功能減退及神經(jīng)退行性變相關(guān)。Aβ陽(yáng)性患者總體認(rèn)知和記憶功能水平較低，尤其是記憶功能，而且執(zhí)行能力和視覺(jué)空間得分較低，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本文通過(guò)橫斷面研究發(fā)現(xiàn)不同Aβ攝取狀態(tài)的MCI受試者Aβ沉積與否對(duì)于其認(rèn)知能力具有顯著影響：PIB陽(yáng)性患者在總體認(rèn)知水平、記憶和執(zhí)行能力方面表現(xiàn)較差，而視覺(jué)空間和語(yǔ)言功能不受Aβ的影響。究其原因，可能是由于記憶功能損害，尤其是情景記憶功能損害是MCI發(fā)生的突出領(lǐng)域，而語(yǔ)言功能、執(zhí)行能力和視覺(jué)空間功能在尚未發(fā)生PIB明顯沉積的早期MCI階段可能不受累，只是當(dāng)病程進(jìn)展到一定臨床階段才會(huì)出現(xiàn)其它認(rèn)知領(lǐng)域和總體認(rèn)知功能的下降。

表3 11C-PIB SUVR與認(rèn)知功能相關(guān)性分析

SUVR: standardized uptake value ratio; MMSE: mini-mental state examination

表4 11C-PIB SUVR與認(rèn)知功能相關(guān)性回歸分析

SUVR: standardized uptake value ratio; MMSE: mini-mental state examination

進(jìn)一步分析Aβ沉積水平對(duì)認(rèn)知功能可能的影響后發(fā)現(xiàn)，在控制了各組性別、年齡和教育程度后，11C-PIB PET顯像SUVR值與總體認(rèn)知水平MMSE和記憶功能呈負(fù)相關(guān)，而與執(zhí)行、視覺(jué)空間和語(yǔ)言功能未見(jiàn)明顯相關(guān)性?；貧w分析表明Aβ沉積對(duì)認(rèn)知功能的影響主要體現(xiàn)在總體認(rèn)知水平和記憶功能方面。Baker等[11]通過(guò)一項(xiàng)薈萃分析發(fā)現(xiàn)，PIB沉積與患者的總體認(rèn)知水平、情景記憶、注意/執(zhí)行、語(yǔ)言和視覺(jué)空間處理功能呈負(fù)相關(guān)，尤其在情景記憶功能方面，Aβ陽(yáng)性患者的表現(xiàn)水平較差[12]，這與本文結(jié)果一致；在執(zhí)行功能、視覺(jué)空間功能和語(yǔ)言功能未見(jiàn)明顯相關(guān)性的原因可能是：(1)MCI患者認(rèn)知功能衰退由多種因素共同導(dǎo)致；本研究表明Aβ沉積與其有一定關(guān)聯(lián)，但并不是唯一的影響因素。遺傳因素、生活方式和血管風(fēng)險(xiǎn)等可能獨(dú)立或與Aβ沉積協(xié)同促進(jìn)認(rèn)知功能的下降[13]。(2)患者腦中Aβ沉積隨時(shí)間推移逐漸趨于穩(wěn)定，因此并不與認(rèn)知損害的嚴(yán)重程度相關(guān)。(3)Aβ很可能是認(rèn)知功能缺陷的間接原因，異常的Aβ沉積可能通過(guò)觸發(fā)下游神經(jīng)退行性過(guò)程對(duì)認(rèn)知功能產(chǎn)生影響。(4)PIB陰性的MCI可能是由多種神經(jīng)病理學(xué)因素共同導(dǎo)致。認(rèn)知功能減退與后扣帶代謝降低和海馬萎縮有關(guān)[14]；Bejanin等發(fā)現(xiàn)認(rèn)知功能損害與腦內(nèi)tau蛋白區(qū)域性異常相關(guān)，而這些tau蛋白異常區(qū)域未見(jiàn)Aβ明顯沉積[15]。近年來(lái)正電子探針不斷開(kāi)發(fā)，PET用于AD的早期診斷、鑒別診斷和病情評(píng)估等方面的研究越來(lái)越多。隨著多模態(tài)分子影像技術(shù)的進(jìn)展，一體化PET/MR的出現(xiàn)能夠同時(shí)獲得分子影像和結(jié)構(gòu)改變，滿(mǎn)足不同臨床需求，進(jìn)而提高疾病診斷和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[16]。

本研究的局限性在于納入樣本量較小，可能無(wú)法觀察到某些領(lǐng)域的顯著性改變。另外，認(rèn)知功能的衰退是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，我們采用的橫斷面研究?jī)H能反映有限的信息，還需要開(kāi)展前瞻性隊(duì)列研究以進(jìn)一步探討Aβ對(duì)MCI患者認(rèn)知衰退水平的影響。