羅國棟(綜述),柏根基(審校)
(南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院MR室,江蘇 淮安 223300)
神經(jīng)精神性紅斑狼瘡(neuropsychiatric systemic lupus erythematosus,NPSLE)是多種因素綜合作用的結(jié)果,其影像學(xué)表現(xiàn)多樣。磁共振成像(magnatic resonance imaging,MRI)具有良好的軟組織分辨力,且可以多參數(shù)多方位成像,很好的顯示顱內(nèi)病變,尤其是顱底及后顱凹病變。各種功能性磁共振成像(functional magnatic resonance imaging,fMRI)能夠檢測到組織的功能信息及病變所引起的功能的改變,可以早期發(fā)現(xiàn)普通MRI不能發(fā)現(xiàn)的病變。fMRI可以提高NPSLE診斷的敏感性,是當(dāng)前NPSLE檢查的最優(yōu)的影像學(xué)方法,其為NPSLE患者診斷提供重要參考。
1.1NPSLE的發(fā)病機制及診斷標(biāo)準(zhǔn) NPSLE是免疫因素與其他因素綜合作用的結(jié)果。NPSLE患者腦脊液中神經(jīng)元及膠質(zhì)細胞的降解產(chǎn)物明顯升高,如神經(jīng)絲三聯(lián)蛋白(neurofilament triplet protein,NFL)、膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)。自身抗體的產(chǎn)生、免疫復(fù)合物在腦部的沉積以及前炎性細胞因子的形成(如白細胞介素6、白細胞介素8等)可能與NPSLE神經(jīng)系統(tǒng)損傷直接相關(guān)。另外,凝血功能異常也可能影響NPSLE的發(fā)病機制,在患者大腦皮質(zhì)及腦干發(fā)現(xiàn)多發(fā)小梗死灶[1-3]。NPSLE的診斷標(biāo)準(zhǔn)為系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus eythematosus,SLE)患者出現(xiàn)神經(jīng)或精神異常,同時附加下列任何一項即可診斷:①腦電圖異常;②腦脊液異常;③排除精神病、高血壓、尿毒性腦病、顱內(nèi)感染及激素治療過程中出現(xiàn)的神經(jīng)精神異常。
1.2NPSLE的臨床分型與MRI分型 NPSLE的臨床分型大致可以分為兩類:彌漫性和局灶型。彌漫性常無定位體征,表現(xiàn)為頭暈、頭痛及精神異常;局灶型有定位體征,表現(xiàn)為偏身感覺障礙、運動障礙等。根據(jù)MRI表現(xiàn),NPSLE亦可分為彌漫性和局灶性兩種,同一病例多發(fā)者為彌漫型,單發(fā)者為局灶型,張潔等[4]研究發(fā)現(xiàn),MRI分型與臨床分型并非一一對應(yīng),即MRI表現(xiàn)為彌漫型多發(fā)病灶者,不代表其臨床分型一定為彌漫型;MRI表現(xiàn)為局灶性單一病灶者,臨床不一定有定位體征。
2.1NPSLE的常規(guī)MRI表現(xiàn) NPSLE患者可有多種表現(xiàn),如脫髓鞘樣改變、腦梗死、腦出血、腦炎樣改變、腦萎縮,腦內(nèi)鈣化等。病灶多分布于大腦皮質(zhì)下白質(zhì)內(nèi)、基底核區(qū),小腦及腦干較少累及。Sibbitt等[5]通過比較NPSLE尸檢者的MRI資料和病理結(jié)果發(fā)現(xiàn),MRI能準(zhǔn)確反映腦血管和腦實質(zhì)的病理過程。但亦有部分患者的MRI檢查未見異常,Luyendijk等[6]報道,在74例NPSLE患者中,31例患者的MRI表現(xiàn)未見異常。腦萎縮多見于病程較長的患者,表現(xiàn)為皮質(zhì)彌漫性萎縮,這與免疫復(fù)合物在小血管沉積所致的長期缺血有關(guān)。Jung等[7]通過定量分析發(fā)現(xiàn),NPSLE組患者的左額葉、左頂葉、右頂葉及右枕葉皮質(zhì)厚度較對照組薄,NPSLE組患者額、顳葉皮質(zhì)較SLE組有所減少。史紅媛等[8]認為,彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)和液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluidattenuated inversion recovery,FLAIR)高信號是NPSLE初次發(fā)病較典型的MRI特征,DWI高信號反應(yīng)細胞毒性水腫,混雜信號反應(yīng)細胞毒性水腫向血管源毒性轉(zhuǎn)化的過程。增強掃描時部分病例T1WI可出現(xiàn)環(huán)形強化,可能與血腦屏障被破壞有關(guān)[6]。黃春元等[9]報道,10例NPSLE患者注射釓噴酸葡胺Gd-DTPA增強掃描后,4例出現(xiàn)異常強化灶,表現(xiàn)為病灶周圍點狀、條狀強化。有證據(jù)表明,NPSLE患者腦白質(zhì)內(nèi)高信號可能會引起神經(jīng)精神癥狀,在大多數(shù)量化的MRI檢測中,NPSLE患者病灶的總體積顯著高于非NPSLE患者[10-13]。
2.2DWI DWI是一種能夠無創(chuàng)檢測活體組織內(nèi)水分子擴散運動的MR功能成像,其可以很好地顯示急性梗死期的細胞毒性水腫。急性腦梗死在DWI呈高信號改變,但部分NPSLE患者腦實質(zhì)內(nèi)微小病變DWI及表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)圖未見異常。Bosma等[14]運用ADC直方圖進行定量研究發(fā)現(xiàn),NPSLE患者的分子擴散率較正常對照組增加,提示組織的完整性受損,自由水分子運動增加。水分子擴散率的增加與以下方面有關(guān):①髓鞘及軸突等限制質(zhì)子運動的成分出現(xiàn)了缺失;②腦實質(zhì)的萎縮導(dǎo)致自由水的增加,從而導(dǎo)致擴散率的增加。這種定量分析方法在治療過程中檢測病情變化及對疾病分級有一定的幫助。但Abda等[15]認為,DWI雖然比普通MRI更能反應(yīng)NPSLE的病理改變,但DWI表現(xiàn)異常與NPSLE患者癥狀之間的關(guān)聯(lián)性并不大。
2.3擴散張量成像 擴散張量成像是一種檢測腦白質(zhì)纖維束的成像方法,用于描述組織擴散特性的參數(shù):各向異性分數(shù)(fractional anisotropy,F(xiàn)A)和平均擴散系數(shù)(mean diffusivity,MD)。FA被認為是反應(yīng)軸突完整性的總度量,它反應(yīng)軸突的直徑、鞘磷脂厚度、纖維在特定方向上的連貫性或這些因素的綜合[16];MD反映的是組織分子的平均運動,它與分子的大小及組織退變等相關(guān)[17]。有文獻報道,NPSLE患者的FA與MD與正常組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義,提示彌漫性的腦白質(zhì)異常[18]。當(dāng)NPSLE患者與非NPSLE患者對比時,這種差異仍然存在,說明NPSLE患者的急性發(fā)病或治療導(dǎo)致了腦白質(zhì)的異常改變,這種改變在常規(guī)MRI上檢測不到。Hughes等[19]報道,8例急性NPSLE患者(其中6例進行了激素治療)額頂葉及胼胝體白質(zhì)內(nèi)的FA減低。也有文獻報道,NPSLE患者與對照組比較,其擴散異常僅局限于胼胝體[20]。就目前的證據(jù)而言,F(xiàn)A與MD可以區(qū)分NPSLE與非NPSLE。在NPSLE急性期的診斷上,F(xiàn)A與MD都具有潛在價值。在NPSLE患者認知功能的研究中,張藝[21]通過比較認知功能障礙組、非認知功能障礙組及對照組的FA值及ADC值發(fā)現(xiàn),認知功能障礙組患者右側(cè)海馬旁回、小腦扁桃體、腦橋腦白質(zhì)的FA值顯著小于正常對照組,認知功能障礙組患者的右側(cè)額上回、楔葉、顳中回、腦島、布羅德曼13、20、21、27、30、47區(qū)及左側(cè)額中回、布羅德曼10區(qū)、胼胝體壓部、扣帶回的腦白質(zhì)的ADC值顯著高于正常對照組;非認知功能障礙組患者的右側(cè)海馬旁回、額上回、布羅德曼10、25區(qū)、左側(cè)顳中回、齒中回、布羅德曼3、13、19、25區(qū)及雙側(cè)腦島、胼胝體膝部的ADC值顯著高于正常對照組,認知功能障礙組患者的右側(cè)布羅德曼6、21區(qū)及右側(cè)楔前葉的ADC值顯著高于非認知功能障礙組,認知功能障礙組與非認知功能障礙組、非認知功能障礙組與正常對照組的腦白質(zhì)FA值比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。擴散張量成像能較敏感地檢測腦白質(zhì)損傷,認知功能障礙組患者的腦白質(zhì)損傷更加廣泛,當(dāng)上述部位損傷時更易合并認知障礙。
2.4血氧水平依賴成像 血氧水平依賴成像(blood oxygen level dependent imaging,BOLD-fMRI)依據(jù)的是人腦功能區(qū)活動時,局部腦組織靜脈血氧濃度較周圍組織高,脫氧血紅蛋白減少,后者是較強的順磁性物質(zhì),其減少可導(dǎo)致T2加權(quán)像中局部信號升高。BOLD-fMRI可利用脫氧血紅蛋白作為內(nèi)在對比因子識別局部組織灌注。Fitzgibbonl等[22]報道,NPSLE患者較對照組在記憶任務(wù)中,額頂葉表現(xiàn)出更多的激活區(qū),表明其需要更多的皮質(zhì)通路來補充經(jīng)典通路的功能受損。
2.5MR波譜 MR波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是目前能夠無創(chuàng)檢測活體組織內(nèi)化學(xué)物質(zhì)、反應(yīng)組織代謝信息的唯一方法。MRS可以檢測到存在于NPSLE活動期及靜止期普通MRI不能發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元異常,表現(xiàn)為神經(jīng)元損傷或缺失、脫髓鞘病變等。氮-乙酰天冬氨酸(N-Acetyl-L-aspartic acid,NAA)是神經(jīng)元標(biāo)志物,分布于大腦的各個部位,可通過NAA的定量檢測評定中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷程度、部位及范圍。膽堿與細胞膜磷脂的合成和分解有關(guān),是反映髓鞘形成、細胞代謝和膠質(zhì)增生的指標(biāo)。肌酸與能量代謝有關(guān),其非常穩(wěn)定,常用作對照。史鳳霞[23]研究發(fā)現(xiàn),NPSLE患者在常規(guī)MRI表現(xiàn)正常的額葉和頂葉深部白質(zhì)、基底核區(qū)在MRS上表現(xiàn)為NAA/肌酸降低,說明NPSLE患者腦組織的大體結(jié)構(gòu)可無異常,但是微觀上存在腦組織損害,這說明MRS提高了NPSLE診斷的敏感性和特異性。主要癥狀的NPSLE患者的頂葉NAA降低較次要癥狀NPSLE患者明顯;主要癥狀的NPSLE患者基底核Cho/肌酸升高較次要癥狀NPSLE患者明顯,且主要癥狀的NPSLE患者的SLE疾病活動指數(shù)較次要癥狀的NPSLE患者高;MRI陽性的NPSLE患者額葉和頂葉NAA/肌酸降低較MRI陰性的NPSLE患者明顯。說明MRS可反映NPSLE病情的嚴重性,并與疾病的活動性有一定關(guān)系。
NPSLE是SLE的嚴重并發(fā)癥,是SLE患者死亡的主要原因之一。由于其發(fā)病機制尚不清楚、臨床表現(xiàn)形式多樣而腦組織活檢又難以開展,這給NPSLE的診斷和治療帶來了一定的困難。MRI對于NPSLE的診斷及隨訪有重要價值,尤其各種fMRI的發(fā)展,為早期發(fā)現(xiàn)未出現(xiàn)臨床癥狀的NPSLE患者提供可能,并可對病變進行定量分析,為評價病變組織的功能提供有效信息,為NPSLE的早期診斷、治療及對其發(fā)病機制的深入研究提供了廣闊的前景。NPSLE患者臨床癥狀(如頭痛、癲癇、認知障礙)與影像學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系還需要進一步研究,如臨床癥狀嚴重程度是否與病灶的大小及部位相關(guān),治療過程中病情的進展與病灶變化的關(guān)系等,隨著各種fMRI技術(shù)的發(fā)展,為評估兩者的關(guān)系及闡述其機制提供新的線索。
[2] Williams RC Jr,Sugiura K,Tan EM.Antibodies to microtubule-associated protein 2 in patients with neuropsychiatric systemic lupus erythematosus[J].Arthritis Rheum,2004,50(4):1239-1247.
[3] Alexander JJ,JacobA,Bao L,etal.Complement-dependent apoptosis and inflammatory gene changes in murine lupus cerebritis[J].Immunol,2005,175(12):8312-8319.
[4] 張潔,戴敏方,趙英,等.狼瘡腦病的MRI表現(xiàn)及24例病例分析[J].中國醫(yī)藥指南,2008,36(5):1-3.
[5] Sibbitt WL Jr,Brooks WM,Kornfeld M,etal.Magnenic resonance imaging and brain histopathology in neuropsychiatric systemic lupus erythematosus[J].Semin Arthritis Rheum,2010,40(1):32-52.
[6] Luyendijk J,Steens SC,Ouwendijk WJ,etal.Neuropsychiatric systemic lupus erythematosus lessons learned from magnetic resonance imaging[J].Arthritis Rheum,2011,63(3):22-732.
[7] Jung RE,Segall JM,Grazioplene RG,etal.Cortical thickness and subcortical gray matter reductions in neuropsychiatric systemic lupus erythematosus[J].PLoS One,2010,5(3):e9302.
[8] 史紅媛,盧光明,田迎.狼瘡腦病初次發(fā)病的MRI表現(xiàn)與診斷[J].臨床放射學(xué)雜志,2012,31(2):171-174.
[9] 黃春元,黃飚,劉紅軍,等.系統(tǒng)性紅斑狼瘡腦病的MRI表現(xiàn)[J].實用放射學(xué)雜志,2007,23(9):1161-1163.
[10] Sanna G,Piga M,Terryberry JW,etal.Central nervous system involvement in systemic lupus erythematosus:cerebral imaging and serological profile in patients with and without overt neuropsychiatric manifestations[J].Lupus,2000,9(8):513-583.
[11] Gonzalez-Crespo MR,Blanco FJ,Ramos A,etal.Magnetic resonance imaging of the brain in systemic lupus erythematosus[J].Br J Rheumatol,1995,34(11):1055-1060.
[12] Appenzeller S,Vasconcelos Faria A,Li LM,etal.Quantitative magnetic resonance imaging analyses and clinical significance of hyperintense white matter lesions in systemic lupus erythematosus patients[J].Ann Neurol,2008,64(6):635-643.
[13] Castellino G,Padovan M,Bortoluzzi A,etal.Single photon emission computed tomography and magnet resonance imaging evaluation in SLE patients with and without neuropsychiatric involvement[J].Rheumatology (Oxford),2008,47(3):319-323.
[14] Bosma GP,Huizinga TW,Moollaart SP,etal.Bnormal brain diffusivity in patients with neuropsychiatric systemic lupus erythematosus[J].AJNR Am J Neuroradiol,2003,24(5):850-854.
[15] Abda EA,Selim ZI,Radwan ME,etal.Markers of acute neuropsychiatric systemic lupus erythematosus:a multidisciplinary evaluation[J].Rheumatol Int,2013,33(5):1243-1253.
[16] Cohen MX,Schoene-Bake JC,Elger CE,etal.Connectivity-based segregation of the human striatum predicts personality characteristics[J].Nat Neurosci,2009,12(1):32-34.
[17] Pierpaoli C,Jezzard P,Basser PJ,etal.Diffusion tensor MR imaging of the human brain[J].Radiology,1996,201(3):637-648.
[18] Jung RE,Caprihan A,Chavez RS,etal.Diffusion tensor imaging in neuropsychiatric systemic lupus erythematosus[J].BMC Neurology,2010,10:65.
[19] Hughes M,Sundgren PC,Fan X,etal.Diffusion tensor imaging in patients with acute onset of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus:a prospective study of apparent diffusion coefficient,fractional anisotropy values,and eigenvalues in different regions of the brain[J].Acta Radioly,2007,48(2):213-222.
[20] Zhang L,Harrison M,Heier LA,etal.Diffusion changes in patients with systemic lupus erythematosus[J].Magn Reson Imaging,2007,25(3):399-405.
[21] 張藝.磁共振彌散張量成像在系統(tǒng)性紅斑狼瘡合并認知功能障礙中的應(yīng)用研究[D].長沙:中南大學(xué),2011.
[22] Fitzgibbon1 BM,Fairhall SL,Kjrk IJ,etal.Functional MRI in NPSLE patients reveals increased parietal and frontal brain activation during a working memory task compared with controls[J].Rheumatology(Oxford),2008,47(1):50-53.
[23] 史鳳霞.H-1MRS評價神經(jīng)精神性狼瘡的臨床探討[D].長沙:中南大學(xué),2008.