岳欣欣,郝 崴,付 洋
1遼寧何氏醫(yī)學院醫(yī)學部臨床學院,遼寧 沈陽 110163;2沈陽軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)療科,遼寧 沈陽 110840
近年來,糖尿病相關認知功能障礙(MCI)越發(fā)成為研究的焦點,其主要臨床表現(xiàn)為思維緩慢、反應遲鈍,記憶、理解能力下降,嚴重者可出現(xiàn)生活自理能力下降等[1-2]。由于糖尿病MCI早期診斷及早期干預治療經(jīng)常被忽視,所以疾病后期對患者及其家庭產(chǎn)生嚴重的負擔,成為糖尿病嚴重并發(fā)癥之一,故對其早期診斷及早期干預具有重要意義。已知糖尿病MCI主要表現(xiàn)為大腦杏仁核和海馬組織萎縮[3]。磁共振技術(shù)對腦形態(tài)學及功能的研究具有明顯優(yōu)勢[4]。目前多選用評價量表作為診斷糖尿病MCI的金標準,但對輕度糖尿病MCI早期診斷仍有局限性。雖有研究表明磁共振技術(shù)對糖尿病MCI的診斷有一定臨床意義,但其對早期輕度糖尿病認知功能診斷的價值尚不明確。本研究以此為切入點應用磁共振技術(shù)對糖尿病MCI患者進行腦結(jié)構(gòu)的研究,評價海馬組織體積變化對糖尿病MCI的診斷效能,為早期臨床診斷提供參考價值。
選擇2015年7月~2017年6月本院門診就診的糖尿病合并MCI患者20例作為病例組(DM+MCI組)。納入標準:(1)年齡大于50歲;(2)既往無精神障礙病史;(3)無明顯視覺及語言交流障礙能夠良好配合者;(4)小學及小學以上文化程度;(5)符合糖尿病診斷標準;(6)采用統(tǒng)一調(diào)查表,即公認的蒙特利爾認知評分量表(MoCA)進行認知功能障礙評估,MoCA評分<26分定為MCI,評分越低者提示認知功能受損越嚴重。排除標準:(1)既往有嚴重腦血管病史及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病病史;(2)嚴重低血糖;(3)糖尿病酮癥酸中毒、糖尿病高滲性昏迷;(4)嚴重的內(nèi)科疾病:如心衰、腎衰的患者;(5)明顯抑郁、焦慮患者。選取我院同期糖尿病無MCI患者20例作為病例對照組(DM組),無糖尿病家族史的健康體檢者25例作為空白對照組(CON組)。記錄所有對象患者性別、年齡、空腹血糖、糖化血紅蛋白、血脂信息。
采用德國Simens Mangetom Verio 3.0T磁共振成像系統(tǒng),對DM+MCI組和CON組應用SE序列行矢狀位T1WI成像,在矢狀面T1WⅠ沿垂直于右側(cè)海馬結(jié)構(gòu)長軸方向行層厚5 mm、間隔0.5 mm的斜冠狀面,前起顳級、后至胼胝體壓部獲取圖像。在斜冠狀面T1WI上,調(diào)節(jié)適當?shù)拇皩挕⒋拔?,明確海馬結(jié)構(gòu)邊緣,通過矢狀位監(jiān)視下,在斜冠狀面上用鼠標勾畫出其輪廓,得其相應層面相應結(jié)構(gòu)面積,據(jù)其層厚計算出其體積,逐層測量完畢體積相加即得整個海馬結(jié)構(gòu)的體積。在冠狀面上測量側(cè)腦室顳角寬度,以矢狀位定位側(cè)腦室顳角開始的第2個冠狀面為標準。為消除頭顱大小對實驗因素的影響,在統(tǒng)計之前對海馬結(jié)構(gòu)體積按下述公式進行了標準化矯正:Vs=Vp×Cn/Cm(Vs為指標結(jié)構(gòu)體積,Vp為原始測得結(jié)構(gòu)體積,Cm為全體受試對象平均顱腔,Cn為個體顱腔體積)。標準化側(cè)腦室顳角寬度等于實際測量腦室顳角寬度乘以個體左右橫經(jīng)與全體受試者對象平均左右橫經(jīng)的比值。
采用GraphPad Prism5.0統(tǒng)計學軟件,計量資料用均數(shù)±標準差表達,兩組間的比較采用t檢驗;直線相關分析MoCA評分與一般指標及海馬體積的相關性;對檢測數(shù)據(jù)繪制ROC曲線,計算ROC曲線下的面積,評估最優(yōu)截斷點時海馬體積診斷糖尿病認知功能障礙的診斷效能,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
CON組與DM+MCI組的年齡、空腹血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯、總膽固醇、MoCA評分差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05);DM組與DM+MCI組的空腹血糖、甘油三酯、MoCA評分差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,表1)。
表1 DM+MCI組、DM組與CON組的一般情況比較
與CON組比較,DM+MCI組左側(cè)海馬的體積明顯 變 小(左 側(cè),3.21±0.32 cm3vs2.79± 0.36 cm3,P<0.05)。與CON組比較,DM+MCI組右側(cè)海馬的體積明顯變?。ㄓ覀?cè),3.21±0.32 cm3vs2.68±0.38 cm3,P<0.05)。
DM+MCI組患者海馬組織的T1WI磁共振圖像顯示雙側(cè)海馬組織萎縮,體積變小(圖1,紅色箭頭所示部位)。CON組患者海馬組織的T1WI磁共振圖像顯示雙側(cè)海馬組織形態(tài)正常,體積飽滿(圖2,紅色箭頭所示部位)。
MoCA評分與海馬體積呈正相關(P<0. 01),MoCA評分與年齡、空腹血糖、糖化血紅蛋白呈負相關(r=–0.37,–0.59,–0.24,P<0. 05)。
左側(cè)海馬體積診斷糖尿病認知功能障礙的ROC曲線下面積為0.793(P<0.05)。在最優(yōu)截斷點,左側(cè)海馬體積為2.845 cm3時診斷糖尿病認知功能障礙的靈敏度為95%,特異度為65%,陽性預測值為65%,陰性預測值為35%(圖3A)。右側(cè)海馬體積診斷糖尿病認知功能障礙的ROC曲線下面積為0.817(P<0.05)。在最優(yōu)截斷點時,左側(cè)海馬體積為2.875 cm3時診斷糖尿病認知功能障礙的靈敏度為90%,特異度為65%,陽性預測值為65%,陰性預測值為35%(圖3B)。
圖1 DM+MCI組海馬核磁共振圖像
圖2 CON組海馬核磁共振圖像
圖3 海馬體積診斷糖尿病認知功能障礙的ROC曲線
MoCA量表是針對輕度MCI的簡便、快速的篩查工具,與MMSE相比,更加強調(diào)了對執(zhí)行功能和注意力領域的功能評估,評估僅需10 min,這使其對MCI相關疾病的篩檢具有較好的敏感性和特異性[5-6]。因此,本研究選用MOCA量表作為診斷糖尿病MCI的金標準。研究發(fā)現(xiàn)DM+MCI組患者MoCA評分顯著低于DM組與CON組,這與既往研究結(jié)果一致[7-8]。國內(nèi)外已有研究指出糖尿病MCI的相關因素主要包括年齡、受教育程度、糖尿病病程、血糖水平、胰島素抵抗、氧化應激、炎性介質(zhì)以及糖基化終末產(chǎn)物的沉積等[9-10]。有研究表明,糖尿病認知功能障礙與年齡增長密切相關[11],這與本研究結(jié)果一致,本研究發(fā)現(xiàn)DM+MCI組患者年齡比CON組年齡大,相關性分析提示與MoCA評分與年齡因素存在負相關。
性別對于糖尿病認知功能障礙的影響一直存在爭議,有研究表明,糖尿病患者男女的認知障礙水平基本一致。然而也曾有報道,女性認知功能障礙的發(fā)病率略高于男性[12-14]。由于本研究樣本量小,這也是本研究的局限性,無法指出糖尿病認知功能障礙是否受性別因素影響,這提示仍需大規(guī)模研究去證實。
近期研究觀點指出,糖尿病認知功能障礙的發(fā)病機制尚未明確,與阿爾茨海默病的發(fā)病機制具有相似性[15-16]。記憶障礙是輕度MCI的核心癥狀。在脊椎動物的腦中,海馬參與儲存記憶的神經(jīng)過程,對學習、記憶起著至關重要的作用。海馬是阿爾茨海默病最早受累的結(jié)構(gòu)之一,有研究發(fā)現(xiàn)MCI組和輕度阿爾茨海默病組的海馬體積顯著小于正常對照組,這提示MCI和輕度阿爾茨海默病病人存在海馬區(qū)神經(jīng)元的變性、死亡,且通過海馬體積的測量能有效區(qū)分MCI、阿爾茨海默病和正常老化[8,17]。還有研究表明,海馬體積是預測MCI是否轉(zhuǎn)化為阿爾茨海默病的有效指標,海馬萎縮越明顯的MCI患者,向阿爾茨海默病的轉(zhuǎn)化率越高[18-22]。由于早期糖尿病MCI患者臨床表現(xiàn)不典型,常被忽視,目前尚無研究提供診斷早期糖尿病MCI的可靠指標。本研究發(fā)現(xiàn)DM+MCI組患者海馬體積明顯小于CON組,且相關性分析提示海馬體積與MoCA評分具有正相關性。這提示海馬體積的變化對于早期診斷糖尿病MCI存在一定的敏感性。為了明確海馬體積的變化對早期糖尿病MCI的診斷價值,本研究利用核磁共振技術(shù)對腦組織成像的優(yōu)勢評價海馬體積的變化對早期糖尿病MCI的診斷效能,通過計算ROC曲線下面積,發(fā)現(xiàn)左側(cè)海馬體積診斷糖尿病MCI的ROC曲線下面積為0.793(P<0.05)。在最優(yōu)截斷點時,左側(cè)海馬體積為2.845 cm3時診斷糖尿病MCI的靈敏度為95%,特異度為65%。右側(cè)海馬體積診斷糖尿病MCI的ROC曲線下面積為0.817(P<0.05)。在最優(yōu)截斷點時,右側(cè)海馬體積為2.875 cm3時診斷糖尿病MCI的靈敏度為90%,特異度為65%。由上述結(jié)果可以推斷出海馬體積變化對早期糖尿病MCI的診斷效能佳,說明海馬體積的變化可作為早期診斷糖尿病MCI的指標與其他診斷指標聯(lián)合使用,可有效實現(xiàn)糖尿病MCI早發(fā)現(xiàn)和早診斷的目標。本研究也存在研究樣本小的局限性,期望在未來有大樣本量的研究為臨床診斷提供更好的依據(jù)。
[1]楊立勇, 沈喜妹. 老年糖尿病認知功能障礙的相關研究進展[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志, 2014, 30(10): 879-81.
[2]Szeman B, Nagy G, Varga T, et al. Changes in cognitive function in patients with diabetes mellitus[J]. Orv hetil, 2012, 153(9): 323-9.
[3]Mueller MJ, Greverus D, Weibrich CA, et al. Diagnostic utility of hippocampal size and mean diffusivity in amnestic MCI[J].Neurobiol Aging, 2007, 28(3): 398-403.
[4]張海燕, 趙 英, 丁 里. 磁共振波譜技術(shù)對老年2 型糖尿病患者認知功能障礙的診斷價值[J]. 昆明醫(yī)科大學學報, 2010, 31(10):109-11.
[5]Nasreddine ZS, Phillips NA, Bédirian V, et al. The Montreal cognitive assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment[J]. J Am Geriatr Soc, 2005, 53(4): 695-9.
[6]溫洪波, 張振馨, 牛富生, 等. 北京地區(qū)蒙特利爾認知量表的應用研究[J]. 中華內(nèi)科雜志, 2008, 47(1): 36-9.
[7]陳蕊華, 蔣曉真, 趙曉暉, 等. 2型糖尿病患者輕度認知功能障礙的危險因素分析[J]. 中國全科醫(yī)學, 2012, 15(24): 2758-61.
[8]虎子穎, 趙志剛, 張會峰, 等. 2型糖尿病患者輕度認知功能障礙與海馬體積及血清抵抗素的相關性研究[J]. 中國糖尿病雜志,2015, 12(4): 331-3.
[9]Sun CM, Meng Q, Zhang L, et al. Glutamate attenuates IGF-1 receptor tyrosine phosphorylation in mouse brain: Possible significance in ischemic brain damage[J]. Neurosci Res, 2012,74(3/4): 290-7.
[10]Wang SB, Jia JP. Oxymatrine attenuates diabetes-associated cognitive deficits in rats[J]. Acta Pharmacol Sin, 2014, 35(3): 331-8.
[11]Gataullina S, de Lonlay P, Dellatolas G, et al. Topography of brain damage in metabolic hypoglycaemia is determined by age at which hypoglycaemia occurred[J]. Dev Med Child Neurol, 2013, 55(2):162-6.
[12]Grodstein F, Wilson RS, Chen J, et al. Type 2 diabetes and cognitive function in community-dwelling elderly women[J].Diabetes Care, 2001, 24(6): 1060-5.
[13]Okereke OI, Kang JH, Cook NR, et al. Type 2 diabetes mellitus and cognitive decline in two large cohorts of community-dwelling older adults[J]. J Am Geriatr Soc, 2008, 56(6): 1028-36.
[14]Hempel R, Onopa R, Convit A. Type 2 diabetes affects hippocampus volume differentially in men and women[J].Diabetes Metab Res Rev, 2012, 28(1): 76-83.
[15]Huang CC, Chung CM, Leu HB, et al. Diabetes mellitus and the risk of Alzheimer's disease:a nationwide population-based study[J]. PLoS One, 2014, 9(1): e87095-8.
[16]Dominguez RO, Pagano MA, Marschoff ER, et al. Alzheimer disease and cognitive impairment associated with diabetes mellitus type 2: Associations and a hypothesis[J]. Neurologia, 2014, 29(9):567-72.
[17]Chu XL, Zhao YW, Liu F, et al. Rapidly raise blood sugar will aggravate brain damage after severe hypoglycemia in rats[J]. Cell Biochem Biophys, 2014, 69(1): 131-9.
[18]張蓮娥, 孫英春, 李玉紅, 等. 阿爾茨海默病與海馬關系研究[J].中國實用醫(yī)藥, 2014, 23(13): 253-5.
[19]郭艷娥, 王 盼, 周 波, 等. 阿爾茨海默病及輕度認知功能障礙患者海馬及海馬旁回灰質(zhì)體積與認知功能的相關性[J]. 中華老年心腦血管病雜志, 2016, 18(4): 339-44.
[20]Zarei M, Beckmann CF, Binnewijzend MA, et al. Functional segmentation of the hippocampus in the healthy human brain and in Alzheimer's disease[J]. Neuroimage, 2013, 6(11): 28-35.
[21]Choi MH, Kim HS, Gim SY, et al. Differences in cognitive ability and hippocampal volume between Alzheimer's disease, amnestic mild cognitive impairment, and healthy control groups, and their correlation[J]. Neurosci Lett, 2016, 620(9): 115-20.
[22]Peng GP, Feng Z, He FP, et al. Correlation of hippocampal volume and cognitive performances in patients with either mild cognitive impairment or Alzheimer's disease[J]. CNS Neurosci Ther, 2015,21(1): 15-22.