朱丹,劉永康,厲勵,吳明華,錢斐

(南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,江蘇 南京 210029)

中風是世界排名第2的常見死亡原因,具有高致殘率和高復發(fā)率[1]。缺血性中風,即缺血性腦卒中,由大腦大動脈閉塞引起,是中風的主要病理類型,腦卒中急性期的早期診斷和干預對預防腦卒中復發(fā)和改善病人生存質(zhì)量具有重要意義[2-3]。阿司匹林是缺血性腦卒中抗血小板聚集的標準治療藥物,但部分患者存在阿司匹林抵抗,有關研究顯示聯(lián)合抗血小板聚集治療并不能降低腦卒中復發(fā)的風險。中醫(yī)藥為腦卒中的治療提供了新的思路,根據(jù)2018年專家共識,疏血通注射液在腦卒中治療中發(fā)揮重要作用[4],有助于改善急性腦卒中的神經(jīng)功能和日常生活能力。藥理學研究亦表明疏血通注射液可保護血管內(nèi)皮功能、抑制血小板聚集、改善微循環(huán)、促進纖維蛋白降解等[5-8]。功能磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)是一種無創(chuàng)的神經(jīng)成像技術,反映了大腦自發(fā)的內(nèi)在活動。靜息狀態(tài)下,大腦是由多個時間和空間相關的功能網(wǎng)絡共同組成。卒中后梗死灶損傷大腦結構,導致功能網(wǎng)絡的平衡受到破壞,從而影響整個大腦的功能活動。默認網(wǎng)絡(Default mode network,DMN)是靜息態(tài)中明確的功能網(wǎng)絡,其功能連接的異常與腦卒中的發(fā)生密切相關。多項研究證實腦卒中后DMN內(nèi)功能連接降低[9],然而尚無研究揭示疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療前后DMN的改變,以及其療效基礎上的影像學機制。因此本研究觀察疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療(中西醫(yī)結合治療)對急性缺血性腦卒中患者臨床療效的影響,并基于fMRI結合獨立成分分析方法,探討中西醫(yī)結合治療對DMN內(nèi)功能連接的影響,揭示其可能的神經(jīng)影像學機制。

1 臨床資料

1.1 一般資料

研究共招募了2019年1月至2020年12月在南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院(江蘇省中醫(yī)院)腦病中心住院的21名急性缺血性腦卒中患者,在數(shù)據(jù)分析過程中1名男性患者由于頭動幅度過大(三維轉(zhuǎn)動>3°),予以剔除,余20名患者納入研究(7名女性和13名男性),年齡40～75歲,平均年齡(63±9)歲,平均病程(53±17)h。另外,我們還通過廣告招募與患者年齡、性別和受教育程度相匹配的20名健康受試作為對照組(8名女性和12名男性),年齡40～75歲,平均年齡(61±8)歲。本研究經(jīng)南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院倫理委員會論證并通過,倫理審批號:2018NL-102-03,所有受試者均獲得書面知情同意。本試驗方案在中國臨床試驗注冊中心(ChiCTR)完成注冊,注冊號:ChiCTR1900020915。

1.2 診斷標準

西醫(yī)診斷標準:參照《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[10]中急性缺血性腦卒中的診斷標準:①急性起病;②局灶神經(jīng)功能缺損(一側(cè)面部或肢體無力或麻木、語言障礙等),少數(shù)為全面神經(jīng)功能缺損;③影像學出現(xiàn)責任病灶或癥狀/體征持續(xù)24 h以上;④排除非血管性病因;⑤腦CT/MRI排除腦出血。

中醫(yī)診斷標準:參照《中風病診斷與療效評定標準(試行)》[11]中中風病的診斷標準:①主癥:半身不遂、言語謇澀或不語、偏身感覺異常、口舌歪斜;②次癥:頭痛、眩暈、瞳神變化、飲水發(fā)嗆、目偏不瞬、共濟失調(diào);③起病方式:急性起病,發(fā)病前多有誘因,常有先兆癥狀;④發(fā)病年齡:多在40歲以上。具備2個主癥或1個主癥和2個次癥,結合起病、誘因、先兆癥狀、年齡即可確診。不具備上述條件,結合影像檢查結果亦可確診。

1.3 納入標準

①首次發(fā)病,同時符合急性缺血性腦卒中和中風病的診斷標準;②年齡35～75歲;③發(fā)病72 h以內(nèi);④神經(jīng)功能缺損程度NIHSS評分為3～22分;⑤神志清醒,可耐受30 min的磁共振檢查。

1.4 排除標準

①合并有腦出血;②合并有嚴重的內(nèi)科疾病、外科疾病以及精神病者;③過敏體質(zhì)以及對水蛭、地龍過敏者;④妊娠期或哺乳期;⑤正在參與其它臨床試驗者。

2 方法

2.1 治療方法

所有納入患者參照《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[10]制定常規(guī)治療方案,同時予疏血通注射液6 mL加入0.9%氯化鈉注射液250 mL中靜脈滴注,每日1次,治療14 d,隨訪至發(fā)病30 d。在入組當天(治療前)、發(fā)病后1個月(治療后)分別進行臨床量表評價和fMRI。健康受試只進行1次fMRI。對治療前后臨床量表評分進行分析,比較治療前后fMRI中DMN內(nèi)功能連接的差異腦區(qū),并將治療前后DMN內(nèi)功能連接的變化和臨床量表評分的變化進行相關性分析。

2.2 觀察指標及方法

2.2.1 療效評價

2.2.1.1 臨床量表評價 ①美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(The national institutes of health stroke scale,NIHSS)[12],分數(shù)越高,神經(jīng)功能缺損越嚴重;②改良Rankin表(Modified Rankin scale,mRS)[13],分數(shù)越高,病殘程度越嚴重;③日常生活活動能力量表(Barthel index,BI)[14],分數(shù)越高,日常生活能力越好;④采用《中風病診斷與療效評定標準(試行)》[11]病類診斷評分,從神識、語言、面癱、眼癥、上肢癱、指癱、下肢癱、趾癱、其他癥征9個方面按程度分別計分,總分越高,病情越重。

療效評價參考《腦卒中患者臨床神經(jīng)功能缺損程度評分標準》[15]。痊愈:NIHSS降低幅度≥91%,病殘程度0級;顯效:46%≤NIHSS降低幅度<91%,病殘程度1～3級;有效:18%≤NIHSS降低幅度<46%,生活能自理;無效:NIHSS降低幅度<18%?？傆行?(痊愈例數(shù)+顯效例數(shù)+有效例數(shù))/總例數(shù)×100%。

2.2.1.2 中醫(yī)療效評價 根據(jù)《中風病診斷與療效評定標準(試行)》[11]和《中藥新藥臨床研究指導原則》[16]評估中醫(yī)療效。治療前后分別從神識、語言、面癱、眼癥、上肢癱、指癱、下肢癱、趾癱、其他癥征9個方面按程度評分，總分為各項最高分相加而成，積分越高，癥狀越重。病類評分降低幅度=(治療前評分-治療后評分)/治療前評分×100%。依據(jù)病類評分降低幅度評估中醫(yī)療效，基本恢復:病類評分降低幅度≥81%;顯著進步:56%≤病類評分降低幅度<81%;進步:36%≤病類評分降低幅度<56%;稍進步:11%≤病類評分降低幅度<36%;無變化:0≤病類評分降低幅度<11%;惡化:病類評分降低幅度為負值?？傆行?(基本恢復例數(shù)+顯著進步例數(shù)+進步例數(shù)+稍進步例數(shù))/總例數(shù)×100%。

2.2.2 fMRI數(shù)據(jù)采集與分析 所有磁共振數(shù)據(jù)采集均在江蘇省中醫(yī)院放射科完成,采用Siemens Verio 3.0T超導MRI掃描儀,18通道頭顱線圈。所有患者均進行擴散加權成像(Diffusion weighted imaging,DWI)、3D-T1WI和靜息態(tài)fMRI。靜息態(tài)功能像采用GRE-EPI序列,具體參數(shù)如下:TR=2 310 ms,TE=21 ms,翻轉(zhuǎn)角90°,視野224 mm×224 mm,矩陣64×64,層厚3.5 mm,共掃描210個時間點。結構像采用3D MPRAGE序列,具體參數(shù)如下:TR=2 500 ms,TE=2.26 ms,翻轉(zhuǎn)角9°,視野256 mm×256 mm,層厚1 mm,層數(shù)176。

采用MRIcron軟件,由1名經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)生和1名神經(jīng)科醫(yī)生討論后通過DWI圖像對每例入組的患者手動描繪出責任病灶的輪廓圖像(2名醫(yī)生事先均不知曉患者的臨床量表測評結果),利用SPM12和ANTs對責任病灶圖像進行標準化配準,最終生成病灶疊加圖,并將此生成圖像用于后續(xù)的分析中。

分析均基于患者功能圖像減去病灶疊加圖的健康腦圖像,由此保證分析的腦組織均為有效腦區(qū)。所有靜息態(tài)fMRI的圖像均基于Matlab平臺,使用SPM8、ANTs、GRETNA、GIFT軟件。首先去掉前10個時間點以避免不穩(wěn)定的磁場對試驗的影響,然后進行時間層和頭動校正,將頭動三維平移>3 mm,三維轉(zhuǎn)動>3°的患者數(shù)據(jù)剔除,然后利用ANTs進行兩步配準得到標準空間的功能像。共20名患者2個時點的數(shù)據(jù)進入后續(xù)分析過程。再以全寬半高(FWHM)為6 mm的高斯平滑。采用空間獨立成分分析(Independent component analysis,ICA)方法提取靜息態(tài)腦網(wǎng)絡。使用GIFT軟件包進行ICA成分分解,估計出20個獨立成分,然后根據(jù)逆向重建,重建出各個獨立成分的時間序列和空間分布,重建后的平均空間圖被歸一化為標準化的功能連接強度。通過視覺檢查確定DMN,以此用于后續(xù)分析。

2.3 統(tǒng)計學分析

臨床量表評分采用配對樣本t檢驗。fMRI數(shù)據(jù)首先進行單樣本t檢驗,并基于團塊水平進行FWE校正,voxelP<0.001,clusterP<0.05,得到組水平的DMN。然后在DMN范圍內(nèi)進行雙樣本t檢驗,比較患者和健康受試的差異,配對樣本t檢驗,比較治療前后的差異。多重比較校正同樣采用基于團塊水平的FWE校正,voxelP<0.001,clusterP<0.05。再將異常腦區(qū)的DMN內(nèi)功能連接值提取出來,與臨床量表評分做Pearson相關性分析,統(tǒng)計學檢驗均取P<0.05。

3 結果

3.1 患者治療前后療效觀察

量表評分結果見表1。治療后,20例患者痊愈2例,顯效10例,有效7例,無效1例,總有效率為95%。

3.2 患者中醫(yī)療效情況

中風病病類診斷評分結果見表2。治療后,20例患者基本恢復4例,顯著進步6例,進步2例,稍進步6例,無變化2例,惡化0例,總有效率為90%。

表1 患者治療前后臨床量表評分變化

注:與治療前比較,**P<0.01。

3.3 患者治療前病灶疊加圖

將所有患者病灶進行疊加,輪廓如圖1所示,病灶部位累及額葉、顳葉、小腦、基底節(jié)區(qū)等。

表2 患者治療前后中風病病類診斷評分變化

注:與治療前比較,**P<0.01。

注:不同顏色代表該部位存在損傷的患者數(shù)量圖1 患者的病灶分布圖

3.4 靜息態(tài)DMN圖

從ICA分離出的20個獨立成分,我們通過視覺檢查所確定的DMN如圖2所示,DMN包括內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、前扣帶回、后扣帶回、楔前葉、頂下小葉等腦區(qū)。后續(xù)分析均基于此DMN,分別比較患者治療前和健康受試、患者治療后和健康受試、患者治療前后DMN內(nèi)的功能連接差異。

3.5 治療前患者與健康受試DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

與健康受試相比,中西醫(yī)結合治療前患者DMN內(nèi)功能連接顯著降低的腦區(qū)是右側(cè)顳上回、右側(cè)楔前葉(表3和圖3),無顯著增強的腦區(qū)。

3.6 治療后患者與健康受試DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

與健康受試相比,中西醫(yī)結合治療后患者DMN內(nèi)功能連接既無顯著增強腦區(qū),也無顯著降低腦區(qū)。

圖2 組水平的DMN圖

3.7 中西醫(yī)結合治療前后患者DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

經(jīng)疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療后,患者DMN內(nèi)功能連接顯著增強的腦區(qū)是右側(cè)后扣帶回、右側(cè)楔前葉(表4和圖4),無顯著降低的腦區(qū)。

表3 治療前患者與健康受試DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

注:雙樣本t檢驗,P<0.05,Alphasim校正,cluster size=17。

注:紅色區(qū)域代表患者DMN內(nèi)功能連接降低腦區(qū)圖3 治療前患者與健康受試DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

表4 中西醫(yī)結合治療前后患者DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

注:配對t檢驗,P<0.05,Alphasim校正,cluster size=15。

注:紅色區(qū)域代表患者治療后DMN內(nèi)功能連接增強腦區(qū)圖4 患者治療前后DMN內(nèi)功能連接差異腦區(qū)

綜上所述,急性缺血性腦卒中患者較健康受試DMN內(nèi)楔前葉的功能連接顯著降低,經(jīng)疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療后,楔前葉的功能連接顯著增強,并與健康受試無顯著差異(圖5)。

圖5 DMN內(nèi)右側(cè)楔前葉功能連接在患者治療前后及健康受試之間的差異

3.8 治療前后患者DMN內(nèi)功能連接值變化與臨床量表評分變化的相關性分析

提取患者治療前后DMN內(nèi)差異腦區(qū)的功能連接值,與臨床量表進行相關性分析可見,治療前后DMN內(nèi)右側(cè)楔前葉功能連接的差值與NIHSS量表治療前后的差值呈負相關(r=-0.657,P<0.01),與BI量表治療前后的差值呈正相關(r=0.585,P<0.01),表明患者經(jīng)治療后,神經(jīng)功能缺損恢復越好及日常生活能力提高越多,DMN內(nèi)右側(cè)楔前葉的功能連接越強。見圖6。

圖6 DMN內(nèi)功能連接值變化與臨床量表評分變化的Pearson相關性分析

4 討論

缺血性腦卒中是臨床最常見的卒中類型,在我國占腦卒中的69.6%～70.8%[17-18]。疏血通注射液主要原料為水蛭和地龍,已被納入缺血性腦卒中治療的臨床應用專家共識,在適應證、禁忌癥、干預時點與用法用量、合并用藥以及安全性上均規(guī)范應用[4]。水蛭性咸、苦、平,有小毒,歸肝經(jīng),破血通經(jīng),逐瘀消癥。地龍性寒,味咸,清熱定驚,通經(jīng)活絡,平喘利尿。兩藥配伍,共奏活血化瘀、息風通絡之功。臨床研究表明,疏血通注射液可以促進神經(jīng)功能恢復,改善生活質(zhì)量[19-21],具有明確中西醫(yī)療效,然而其效應機制尚不清楚。近年來,越來越多的fMRI技術被用于研究各類腦部和其他疾病,它不僅從結構更能從功能方面研究大腦的內(nèi)在活動。先前的研究已經(jīng)證實卒中后與神經(jīng)元活動異常相關的多個腦神經(jīng)功能網(wǎng)絡發(fā)生異常,特別是DMN[22]。因此,本研究基于靜息態(tài)fMRI技術,運用獨立成分分析方法,評價疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療對急性缺血性腦卒中DMN內(nèi)功能連接的影響,探討中西醫(yī)結合治療療效基礎上的腦功能網(wǎng)絡機制。

NIHSS量表是在急性腦卒中研究中提出的神經(jīng)功能檢查量表,mRS量表用來衡量腦卒中患者殘障程度和神經(jīng)功能恢復狀況,BI量表是衡量患者日常生活能力,3種量表內(nèi)容全面,可信度、效度及敏感度均較高,從不同角度評估患者病情及預后,均是臨床常用的卒中量表。本研究中急性缺血性腦卒中患者經(jīng)中西醫(yī)結合治療后,NIHSS、mRS量表評分較治療前顯著降低,BI量表評分較治療前顯著升高,中醫(yī)病類診斷評分顯著降低,提示缺血性腦卒中中西醫(yī)結合治療后在神經(jīng)功能缺損程度、病殘程度、日常生活能力及中醫(yī)病情嚴重程度方面療效顯著,中西醫(yī)總有效率達90%～95%。說明疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療急性缺血性腦卒中總體臨床療效確切。

本研究結果顯示急性缺血性腦卒中患者DMN內(nèi)功能連接顯著降低的腦區(qū)是右側(cè)顳上回、右側(cè)楔前葉,經(jīng)疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療后,患者DMN內(nèi)功能連接與健康受試無顯著差異。由此可見,中西醫(yī)結合治療可以改善急性缺血性腦卒中患者的DMN內(nèi)功能連接,從而改善患者臨床癥狀?；颊咧委熐昂蟮谋容^顯示中西醫(yī)結合治療可顯著提高DMN內(nèi)右側(cè)后扣帶回和右側(cè)楔前葉的功能連接。同時相關性分析顯示DMN內(nèi)右側(cè)楔前葉功能連接的變化與臨床指標的改善顯著相關,主要表現(xiàn)在神經(jīng)功能的恢復程度和日常生活能力的提高程度。由此可見,中西醫(yī)結合治療的效應腦區(qū)可能與DMN內(nèi)楔前葉的功能連接有關,這也為將來腦卒中后的康復治療提供指導。

腦功能網(wǎng)絡的重組對腦卒中患者的神經(jīng)功能恢復起著至關重要的作用,對臨床康復有著舉足輕重的指導作用。DMN是靜息態(tài)腦網(wǎng)絡中最重要的功能網(wǎng)絡之一,主要功能表現(xiàn)為認知和情感控制。而楔前葉與相鄰的后扣帶回是DMN中最為活躍的大腦皮層,可以將自身和周圍世界收集的信息進行整合和重新分配,在情景記憶過程中發(fā)揮主導作用。既往多項研究表明[23-24]卒中后患者DMN內(nèi)后扣帶回、楔前葉、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)的功能連接顯著降低。DMN的改變可能與以下幾個原因有關:首先責任病灶可能與DMN的某些腦區(qū)之間存在直接或間接的解剖聯(lián)系;其次,卒中后神經(jīng)遞質(zhì)可能異常釋放和過度沉積在DMN的某些腦區(qū);最后,大腦包含了多個相互連接的靜息態(tài)功能網(wǎng)絡,如感覺運動網(wǎng)絡、額頂葉網(wǎng)絡、突顯網(wǎng)絡等,DMN的損傷可能繼發(fā)于其他功能網(wǎng)絡的損傷。通過我們的研究結果證實了腦卒中患者神經(jīng)功能缺損的改善和日常生活能力的提高伴隨著DMN內(nèi)右側(cè)楔前葉功能連接的提高。這也表明了右側(cè)楔前葉的功能網(wǎng)絡連接評估可以作為評價缺血性腦卒中治療效果的潛在指標。

缺血性腦卒中后神經(jīng)功能的重塑是由多種因素綜合影響的結果[23],本研究肯定了疏血通注射液聯(lián)合常規(guī)治療方案可以提高患者神經(jīng)功能恢復和改善生活質(zhì)量,其治療效果可能與大腦神經(jīng)功能網(wǎng)絡的重組即DMN內(nèi)功能連接的提高有關。但本研究仍存在很多不足,首先,由于病灶的個體差異,雖然我們在數(shù)據(jù)分析過程中已去除病灶,僅保留未受損腦區(qū),但在試驗過程中,我們很難找到病變部位、大小和疾病嚴重程度完全相同的患者。其次,本研究只針對2個時間點,仍需要長期隨訪,以期縱向地觀察康復過程中功能網(wǎng)絡的變化,最后,本研究只是研究中西醫(yī)結合治療方案對急性缺血性腦卒中的影響,未設置隨機對照試驗。盡管有以上的不足,靜息態(tài)fMRI仍然是神經(jīng)影像學的一把利劍,為缺血性腦卒中的診治提供新思路。