李曉露，夏建國，鄒紅梅，周文蘇，張鵬

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種女性多發(fā)、多器官受累的慢性自身免疫性疾病，可影響中樞或周圍神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致神經(jīng)精神性(neuropsychiatric，NP)SLE[1]，認(rèn)知障礙是NPSLE患者最常見的臨床表現(xiàn)。有研究指出，適當(dāng)?shù)募膊≈委煵呗钥墒沟孟到y(tǒng)性紅斑狼瘡相關(guān)的認(rèn)知障礙得到控制甚至逆轉(zhuǎn)[2-3]。但目前而言，對SLE患者認(rèn)知功能障礙的診斷仍然是最具挑戰(zhàn)性的，目前尚無有效的無創(chuàng)性生物標(biāo)志物來評估患者的認(rèn)知狀態(tài)，SLE導(dǎo)致的神經(jīng)精神系統(tǒng)的異常癥狀的潛在機(jī)制也未完全闡明。

靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)通過檢測靜息狀態(tài)下腦組織血氧水平的波動(dòng)來反映自發(fā)性的神經(jīng)活動(dòng)，是評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累的首選成像方式[4]。近年來國內(nèi)外有很多研究使用rs-fMRI方法，探索non-NPSLE患者可能的生理機(jī)制及其潛在的影像標(biāo)志物。Zhang等[5]將功能連接密度與低頻振幅相耦合來探討non-NPSLE患者腦功能的改變；Yu等[6]使用低頻振幅和基于種子點(diǎn)的功能連接分析來探討臨床指標(biāo)是否可用于監(jiān)測non-NPSLE患者腦功能障礙；Liu等[7]使用局部一致性來研究non-NPSLE患者腦功能活動(dòng)的改變，并試圖探索腦功能活動(dòng)與疾病活動(dòng)度、焦慮和抑郁狀態(tài)之間可能的聯(lián)系。然而，這些研究中所涉及的腦區(qū)具有較大的異質(zhì)性，同時(shí)由于這些研究均以差異腦區(qū)的影像指標(biāo)與臨床數(shù)據(jù)之間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果具有一定的爭議性。在各種rs-fMRI數(shù)據(jù)分析方法中，局部一致性(regional homogeneity，ReHo)反映局部腦區(qū)內(nèi)相鄰體素的血氧水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)信號隨時(shí)間變化的相似性，腦組織ReHo值的增加和降低都可能與大腦活動(dòng)異常有關(guān)[8]。有研究表明在rs-fMRI的各種指標(biāo)中，ReHo在檢測腦功能復(fù)雜的自發(fā)血流動(dòng)力學(xué)變化方面表現(xiàn)出較高的敏感度和可重復(fù)性[9]。基于全腦水平的多元回歸分析，較基于差異腦區(qū)的相關(guān)性分析來說結(jié)果更加可靠和有效。因此在本研究中，我們使用局部一致性來探索non-NPSLE患者腦功能的變化，并且在全腦水平上進(jìn)行多元回歸分析，試圖找到ReHo與臨床指標(biāo)以及精神量表的相關(guān)性。

材料與方法

1.一般資料

患者組：將2019年10月-2020年12月在本院風(fēng)濕免疫科依據(jù)美國風(fēng)濕學(xué)會(huì)(American College of Rheumatology,ACR)診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷為SLE的32例女性患者納入本研究。納入標(biāo)準(zhǔn)：①18～60歲；②右利手；③無1999年ACR定義的SLE神經(jīng)精神癥狀(包括無菌性腦膜炎、腦血管疾病、脫髓鞘綜合征、頭痛、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、脊髓病、癲癇癥、急性意識模糊、焦慮癥和認(rèn)知功能障礙等在內(nèi)的19類癥狀)；④能配合磁共振檢查和神經(jīng)心理學(xué)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有明顯的神經(jīng)精神癥狀、癲癇或持續(xù)性頭痛；②有精神和/或神經(jīng)疾病史；③有顱內(nèi)異常病變，如腫瘤、腦血管疾病、腦外傷、腦萎縮，以及有外科手術(shù)史；④有自身免疫性疾病、動(dòng)脈源性高血壓、糖尿病和惡性腫瘤等疾?。虎萦形净蛐锞剖?；⑥有磁共振檢查禁忌證，如起搏器、金屬植入物和幽閉恐懼癥等。

對照組：在本院附近社區(qū)招募與患者組年齡和受教育年限相匹配的28例女性健康志愿者作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①18～60歲；②右利手；③能配合磁共振檢查和神經(jīng)心理學(xué)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)同患者組。

由2位受過培訓(xùn)的精神科研究生對每例受試者的姓名、年齡和受教育年限等人口學(xué)資料進(jìn)行記錄。通過HIS系統(tǒng)搜集每例患者在磁共振掃描前或后5天內(nèi)血清生物學(xué)指標(biāo)(C3、C4、IgA、IgM)的實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果。在磁共振掃描前，受試者接受了一系列神經(jīng)心理學(xué)測試：①運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知功能疲勞量表(Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions,FSMC)，分別采用FSMC-M、FSMC-C評估運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知疲勞程度；②醫(yī)院焦慮抑郁量表(Hospital Anxiety and Depression Scale，HADS)分別用HADS-A、HADS-D評估受試者焦慮與抑郁狀態(tài)；③簡易精神狀態(tài)量表(Mini-Mental State Examination,MMSE)。

所有受試者均為自愿參加本研究，并簽署知情同意書。本研究得到本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

2.MRI檢查方法

所有掃描操作由同一位磁共振室醫(yī)師進(jìn)行。使用Siemens Skyra 3.0T磁共振掃描儀和4通道頭部線圈。囑受試者閉眼、保持清醒及頭部不動(dòng)。首先，獲取常規(guī)序列(T1WI、T2WI及T2-FLAIR)圖像，由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師閱片分析，排除顱腦有器質(zhì)性病變的受試者。然后，采集EPI序列行rs-fMRI檢查，掃描參數(shù)：TR 2160.0 ms，TE 30.0 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，層數(shù)40，層厚3.0 mm，視野256 mm×256 mm，體素大小4 mm×4 mm×3 mm，240個(gè)采集時(shí)間點(diǎn)。

3.數(shù)據(jù)處理和分析

基于MatlabR2013b平臺，使用Restplus-V1.2軟件對圖像進(jìn)行預(yù)處理。處理步驟：①格式轉(zhuǎn)換；②去除前5個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像，以最大程度地減少磁場不均勻性的影響，并考慮到受試者需一定時(shí)間來適應(yīng)掃描環(huán)境；③進(jìn)行時(shí)間層校正和頭動(dòng)校正(患者組有4例、對照組有1例因頭動(dòng)平移距離大于2 mm或任意角度旋轉(zhuǎn)大于2°而被排除)；④應(yīng)用3 mm×3 mm×3 mm大小的體素進(jìn)行采樣，采用一步非線性配準(zhǔn)法將所有受試者的fMRI圖像標(biāo)準(zhǔn)化到SPM標(biāo)準(zhǔn)蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)研究所(montreal neurological institute，MNI)坐標(biāo)的EPI模板上；⑤去線性趨勢；⑥采用0.01～0.08 Hz帶寬進(jìn)行濾波，以減少低頻漂移及呼吸、心臟搏動(dòng)等高頻信號的影響；⑥對6個(gè)頭動(dòng)參數(shù)、白質(zhì)信號和腦脊液信號等協(xié)變量進(jìn)行回歸分析。

基于MatlabR2013b平臺，使用Restplus-V1.2軟件進(jìn)行rs-fMRI定量指標(biāo)的計(jì)算，通過計(jì)算某體素的時(shí)間序列與其周圍相鄰26個(gè)體素的時(shí)間序列一致性的肯德爾系數(shù)(Kendall's coefficient concordance，KCC)來構(gòu)建ReHo腦圖[10]；將每個(gè)體素的ReHo值除以全腦平均ReHo值，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到mReHo值，用于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

兩組之間人口學(xué)資料和臨床數(shù)據(jù)的比較使用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料符合正態(tài)分布者采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布者使用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將受教育年限作為協(xié)變量進(jìn)行回歸分析，在SPM 12.0軟件中采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)評估兩組之間mReHo值的差異(體素水平：P<0.001；團(tuán)塊水平：AlphaSim校正，P<0.05)。在non-NPSLE患者中，采用多元回歸(multiple regression)分析，試圖在全腦水平找到mReHo值與臨床指標(biāo)、神經(jīng)精神量表評分之間具有相關(guān)性的腦區(qū)(體素水平P<0.05，團(tuán)塊水平AlphaSim校正，P<0.05)[11-12]。統(tǒng)計(jì)范圍均被限制在不含小腦的灰質(zhì)二值模板(anatomical automatic labeling binary mask no cerebellum)。使用Restplus-V1.2軟件中的utilities模塊，將mReHo值與臨床指標(biāo)、神經(jīng)精神量表評分之間具有相關(guān)性腦區(qū)的mReHo值提取出來，在SPSS 25.0軟件中與臨床指標(biāo)、神經(jīng)精神量表進(jìn)行Spearman相關(guān)分析，計(jì)算具體的相關(guān)系數(shù)。

結(jié) 果

1.一般資料

兩組受試者一般臨床資料的比較結(jié)果見表1。兩組間年齡的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；兩組間受教育年限和MMSE評分的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 患者組和對照組的一般資料

患者組的病程為(8.07±6.14)年；HADS-A評分為7.39±5.01，HADS-D評分為5.75±4.33，F(xiàn)SMC-C評分為29.71±9.03，F(xiàn)SMC-M評分為30.71±9.51；實(shí)驗(yàn)室檢查：C3濃度為(0.89±0.23)g/L，C4濃度為(0.16±0.71)g/L，IgA濃度為(3.72±1.74)g/L， IgM濃度為(0.88±0.33)g/L。

2.ReHo指標(biāo)

與對照組比較，non-NPSLE患者左側(cè)顳下回和左側(cè)尾狀核的mReHo值降低(表2、圖1)。

表2 兩組mReHo值有顯著差異腦區(qū)的特征

圖1 腦功能圖上藍(lán)色區(qū)域?yàn)閠檢驗(yàn)顯示non-NPSLE患者較對照組mReHo值減低的腦區(qū)。a)左側(cè)顳下回；b)左側(cè)尾狀核。

3.相關(guān)性分析

多變量回歸分析結(jié)果顯示，non-NPSLE患者以下腦區(qū)mReHo值與神經(jīng)精神量表及臨床數(shù)據(jù)之間具有相關(guān)性(體素水平P<0.05，團(tuán)塊水平AlphaSim校正，P<0.05)：右側(cè)眶內(nèi)額上回、左側(cè)額中回的mReHo值與MMSE評分呈正相關(guān)；雙側(cè)頂上回mReHo值與HADS-D評分呈負(fù)相關(guān)；左側(cè)楔前葉mReHo值與HADS-A評分呈負(fù)相關(guān)；右側(cè)杏仁核mReHo值與病程呈負(fù)相關(guān)；右側(cè)中央后回的mReHo值與血清C4濃度呈正相關(guān)(表3、圖2～5)。

表3 患者組mReHo值與臨床指標(biāo)/神經(jīng)精神量表評分之間多元回歸分析結(jié)果*

圖2 non-NPSLE患者的腦功能圖像，黃色和紅色區(qū)域的mReHo值與MMSE評分呈正相關(guān)(多元回歸分析，體素水平P<0.05，團(tuán)塊水平AlphaSim校正，P<0.05)，a為右側(cè)眶內(nèi)額上回，b為左側(cè)額中回。圖3 non-NPSLE患者的腦功能圖像，黃色和紅色區(qū)域的mReHo值與HADS評分呈負(fù)相關(guān)(多元回歸分析，體素水平P<0.05，團(tuán)塊水平AlphaSim校正，P<0.05)，其中左側(cè)楔前葉(a)的mReHo值與HADS-A評分呈負(fù)相關(guān)，右側(cè)頂上回(b)和左側(cè)頂上回(c)的mReHo值與HADS-D評分呈負(fù)相關(guān)。 圖4 non-NPSLE患者的腦功能圖像，右側(cè)杏仁核(a)的mReHo值與病程呈負(fù)相關(guān)。 圖5 non-NPSLE患者的腦功能圖像，右側(cè)中央后回(a)d mReHo值與血清C4濃度與呈正相關(guān)。

Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示(圖6)：右側(cè)眶內(nèi)額上回和左側(cè)額中回的mReHo值與MMSE評分均呈正相關(guān)(r=0.607，P<0.001；r=0.645，P<0.001)；左側(cè)和右側(cè)頂上回的mReHo值與HADS-D評分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.751，P<0.001；r=-0.730，P<0.001)；左側(cè)楔前葉的mReHo值與HADS-A評分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.802，P<0.001)；右側(cè)杏仁核的mRe-Ho值與病程呈負(fù)相關(guān)(r=-0.702，P<0.001)；右側(cè)中央后回的mReHo值與血清C4濃度呈正相關(guān)(r=0.645，P<0.001)。

圖6 non-NPSLE患者腦區(qū)mReHo值與臨床指標(biāo)或神經(jīng)精神量表評分Spearman相關(guān)性分析散點(diǎn)圖。a)右側(cè)眶內(nèi)額上回的mReHo值與MMSE評分呈正相關(guān)；b)左側(cè)額中回的mReHo值與MMSE評分呈正相關(guān)；c)左側(cè)頂上回的mReHo值與HADS-D評分呈負(fù)相關(guān)；d)右側(cè)頂上回的mReHo值與HADS-D評分呈負(fù)相關(guān)；e)左側(cè)楔前葉的mReHo值與HADS-A評分呈負(fù)相關(guān)；f)右側(cè)杏仁核的mReHo值與病程呈負(fù)相關(guān)；g)右側(cè)中央后回的mReHo值與血清C4濃度呈正相關(guān)。

討 論

rs-fMRI作為一種無創(chuàng)性研究大腦生理活動(dòng)的影像學(xué)方法，是評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累的首選成像方式[4]。ReHo是rs-fMRI常用的定量指標(biāo)，通過測量給定體素及其空間相鄰多個(gè)體素在靜止?fàn)顟B(tài)下的時(shí)間序列來評估大腦區(qū)域的同步性，其數(shù)值的增加或減少可能代表區(qū)域大腦活動(dòng)異常。在本研究中，我們采用ReHo這一指標(biāo)來探索non-NPSLE患者腦功能改變及可能的發(fā)病機(jī)制。

本研究結(jié)果顯是，non-NPSLE患者左側(cè)顳下回的ReHo值降低。顳下回是默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要腦區(qū)，與自發(fā)認(rèn)知、對外部環(huán)境的監(jiān)控和自我檢查有關(guān)[13]。有研究者發(fā)現(xiàn)活動(dòng)期和非活動(dòng)期non-NPSLE患者顳下回的局部功能活動(dòng)存在異常，他們認(rèn)為顳下回局部腦活動(dòng)異常與non-NPSLE患者認(rèn)知功能障礙有關(guān)[5,14]。尾狀核作為人腦中的重要結(jié)構(gòu)，對大腦活動(dòng)尤其是認(rèn)知方面起著至關(guān)重要的作用，Zhu等[15]發(fā)現(xiàn)non-NPSLE在執(zhí)行與認(rèn)知功能相關(guān)的任務(wù)時(shí)，雙側(cè)尾狀核的激活增加。既往有較多文獻(xiàn)報(bào)道SLE患者出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙，其中記憶、注意力和語言流暢性是受影響最嚴(yán)重的方面[16]，因此我們推斷在non-NPSLE患者中，左側(cè)顳下回和尾狀核的局部一致性降低與認(rèn)知功能障礙有關(guān)，并且可能在NPSLE的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。

本研究結(jié)果顯示，non-NPSLE患者左側(cè)額中回和右側(cè)眶內(nèi)額上回的mReHo值與MMSE評分呈正相關(guān)。背外側(cè)額上回包含額中回在內(nèi)是額頂網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分[17]，已有研究表明額頂網(wǎng)絡(luò)在工作記憶、執(zhí)行和認(rèn)知靈活性等執(zhí)行控制功能中發(fā)揮著重要作用[18]。Zhao等[19]研究發(fā)現(xiàn)non-NPSLE患者雙側(cè)額中回腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦援惓Ｅc認(rèn)知障礙有關(guān)。眶內(nèi)額上回位于內(nèi)側(cè)眶額皮質(zhì)[11]，屬于邊緣系統(tǒng)，主要參與大腦的認(rèn)知及執(zhí)行功能，是控制認(rèn)知沖動(dòng)的主要大腦區(qū)域[20-22]。MMSE是篩查嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙和癡呆的最常用工具，MMSE得分小于24分提示認(rèn)知功能障礙[23]。我們發(fā)現(xiàn)雖未達(dá)到認(rèn)知障礙的診斷標(biāo)準(zhǔn)，non-NPSLLE患者M(jìn)MSE得分較對照組降低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。我們推測額中回和眶內(nèi)額上回的功能改變可能與non-NPSLE患者認(rèn)知功能的異常有關(guān)，然而之前對SLE的研究很少涉及到眶內(nèi)額上回，眶內(nèi)額上回在non-NPSLE中的作用可能需要進(jìn)一步深入研究。

本研究結(jié)果顯示，non-NPSLE患者HADS-D評分與雙側(cè)頂上回mReHo值呈負(fù)相關(guān)。HADS用于評估受試者的抑郁和焦慮狀態(tài)，HADS-A和HADS-D評分大于7分均表示受試者可能處于抑郁和焦慮狀態(tài)。頂上回位于頂葉皮層，在注意過程中起導(dǎo)向作用，當(dāng)個(gè)體面對負(fù)性環(huán)境時(shí)，頂上回可以很好地調(diào)節(jié)注意方向。Beevers等[24]發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者右側(cè)頂上回的活動(dòng)強(qiáng)度降低，這可能與抑郁癥患者很難從負(fù)性環(huán)境中解離出來有關(guān)。這與我們的研究相一致，我們推測頂上回腦功能異常可能在non-NPSLE的抑郁發(fā)病機(jī)制中也發(fā)揮著重要作用，但尚需要進(jìn)一步大樣本的研究來證實(shí)。楔前葉已經(jīng)被證明是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的一部分，與許多高水平的認(rèn)知功能有關(guān)，如情景記憶，自我相關(guān)的信息處理，以及意識的各個(gè)方面[25]。Liu等[7]研究結(jié)果顯示non-NPSLE患者焦慮評分與左側(cè)楔前葉ReHo值呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步證實(shí)了楔前葉與non-NPSLE患者焦慮之間的關(guān)系，其可能作為non-NPSLE患者焦慮癥狀的影像標(biāo)志物。

non-NPSLE患者右側(cè)杏仁核的mReHo值與病程呈負(fù)相關(guān)，提示隨著病程的延長，右側(cè)杏仁核的mReHo值下降。杏仁核是產(chǎn)生和調(diào)節(jié)情緒、控制學(xué)習(xí)和記憶的重要大腦區(qū)域，Mackay等[26]研究發(fā)現(xiàn)在有意識的感知恐懼面孔時(shí)長期SLE患者杏仁核激活較短期患者下降，這與我們的結(jié)果相一致，杏仁核活動(dòng)異常是疾病作用的結(jié)果，這可能為臨床監(jiān)測疾病的進(jìn)展與治療提供了一種新思路。

我們研究還發(fā)現(xiàn)C4與non-NPSLE患者左側(cè)中央后回的mReHo值呈正相關(guān)，提示隨著血清內(nèi)C4濃度的降低，中央后回局部腦功能活動(dòng)降低。Aggarwal等[27]研究指出SLE患者通過激活補(bǔ)體系統(tǒng)介導(dǎo)的經(jīng)典途徑或旁路途徑消耗免疫復(fù)合物，導(dǎo)致血清中C3和C4水平明顯降低。我們推測中央后回的活動(dòng)異?？赡苁怯蒀4缺乏介導(dǎo)的免疫炎癥反應(yīng)引起的，C4可能是監(jiān)測其功能的生物標(biāo)志物，這與Yu等[6]提出C4可能是監(jiān)測non-NPSLE患者腦功能障礙的生物標(biāo)志物的結(jié)論相一致。

本研究存在一定的局限性：第一，non-NPSLE患者樣本量較小，可能影響結(jié)果的可靠性；第二，目前對non-NPSLE認(rèn)知障礙的診斷尚無明確的標(biāo)準(zhǔn)，這種缺乏客觀和具體的神經(jīng)認(rèn)知評估限制了我們對結(jié)果的解釋；第三，在進(jìn)行多元分析的時(shí)候，由于樣本量較小，采用較為寬松的體素閾值，結(jié)果可能存在一定的爭議，在將來的研究中可能對閾值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更嚴(yán)格的控制；第四，免疫抑制治療作為一個(gè)可能的混雜因素并沒有得到解決，這也是功能MRI研究中常見的局限性[28]。

綜上所述，non-NPSLE患者多個(gè)腦區(qū)的ReHo值異常，且在non-NPSLE患者中某些腦區(qū)的ReHo值與臨床指標(biāo)及神經(jīng)精神量表評分之間存在相關(guān)性，提示腦功能活動(dòng)異?？赡馨l(fā)生在NPSLE之前，特定腦區(qū)的ReHo的改變可能與non-NPSLE的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，這一指標(biāo)有望成為監(jiān)測non-NPSLE患者臨床前期認(rèn)知功能障礙的影像學(xué)生物標(biāo)志物。