劉 寅, 吳 彤, 項(xiàng) 顆綜述, 孫 莉?qū)徯?/p>
持續(xù)性姿勢(shì)-知覺(jué)性頭暈(persistent posturalperceptual dizziness,PPPD)作為臨床中最為常見(jiàn)的一類慢性前庭綜合征,其典型的臨床癥狀以持續(xù)性頭暈、非旋轉(zhuǎn)性眩暈和不穩(wěn)感為主,并且這些癥狀在直立姿勢(shì)、運(yùn)動(dòng)或視覺(jué)刺激時(shí)加重[1]。PPPD 既往被稱為恐懼性姿勢(shì)性眩暈(phobic postural vertigo,PPV)、慢性主觀性頭暈(chronic subjective dizziness,CSD)、視覺(jué)性眩暈(visual vertigo,VV),經(jīng)過(guò)數(shù)10年的發(fā)展,巴拉尼協(xié)會(huì)于2017年將其納入國(guó)際前庭疾病分類中,同時(shí)明確其診斷標(biāo)準(zhǔn)。目前尚缺乏針對(duì)性的PPPD流行病學(xué)研究,但可以根據(jù)該病的前身推算,其患病率約為15%~20%[1,2]。目前關(guān)于該病的發(fā)病機(jī)制尚不明確,認(rèn)為可能涉及姿勢(shì)控制系統(tǒng)的再適應(yīng)失敗假說(shuō)、皮質(zhì)多感覺(jué)整合異常、經(jīng)典和操作性條件反射建立假說(shuō)、前庭與焦慮相關(guān)機(jī)制部分重疊、前庭與疼痛的機(jī)制重疊等。
通常PPPD 可由多種原因觸發(fā),如急性、發(fā)作性前庭綜合征、驚恐發(fā)作、廣泛性焦慮及腦損傷等。正常情況下,當(dāng)急性觸發(fā)事件消失后,機(jī)體會(huì)恢復(fù)到正常的姿勢(shì)控制,同時(shí)重新整合前庭、視覺(jué)、本體覺(jué)以確定空間位置。但是PPPD 患者由于過(guò)度關(guān)注自己的姿勢(shì)平衡會(huì)采取持續(xù)的急性應(yīng)對(duì)策略,如保持高風(fēng)險(xiǎn)性姿勢(shì)控制[3]、過(guò)度依賴視覺(jué)軀體感覺(jué)進(jìn)行空間定向和環(huán)境高度警覺(jué)[4]等方式,從而導(dǎo)致姿勢(shì)控制再適應(yīng)失敗,出現(xiàn)持續(xù)的頭暈癥狀。這些因素被認(rèn)為是前庭再適應(yīng)失敗或皮質(zhì)過(guò)度興奮的原因,也是PPPD 發(fā)生和持續(xù)存在的生理機(jī)制[5]。此外,神經(jīng)質(zhì)、內(nèi)向和焦慮相關(guān)人格也被認(rèn)為是PPPD發(fā)生的危險(xiǎn)因素[6],據(jù)一項(xiàng)關(guān)于慢性主觀性頭暈患者的人格特征研究顯示,67% CSD 患者性格特點(diǎn)為高神經(jīng)質(zhì)和低外向性[6]。盡管建立了以上假說(shuō),但PPPD 的神經(jīng)基礎(chǔ)仍不清楚。PPPD 作為一種慢性功能性前庭疾病,采用前庭功能檢查、常規(guī)的輔助檢查難以發(fā)現(xiàn)其異常疾病指標(biāo),臨床醫(yī)生無(wú)法通過(guò)客觀性檢查來(lái)確診PPPD 的存在,影響后續(xù)治療與研究。近年來(lái),隨著神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)在PPPD中的不斷應(yīng)用,利用結(jié)構(gòu)性神經(jīng)影像核磁和功能性影像核磁可以觀察到PPPD 患者不同腦區(qū)的結(jié)構(gòu)變化以及各腦區(qū)之間連通性改變,這對(duì)于探索PPPD的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制提供了有利條件。因此,本文將圍繞PPPD及相關(guān)疾病進(jìn)行神經(jīng)影像學(xué)研究情況進(jìn)行綜述,為該病的病理生理學(xué)機(jī)制研究提供參考。
目前關(guān)于PPPD 及其前身疾病的結(jié)構(gòu)影像研究主要以觀察灰質(zhì)體積、皮質(zhì)厚度、皮質(zhì)折疊指數(shù)及白質(zhì)異常為主。Wurthmann 等人[7]使用體素形態(tài)測(cè)定法(voxel-based morphometry,VBM),發(fā)現(xiàn)PPPD 患者較健康人比,其顳葉皮質(zhì)、扣帶回皮質(zhì)、中央前回、海馬、背外側(cè)前額葉皮質(zhì)、尾狀核和小腦灰質(zhì)(Grey Matter,GM)體積減小,而在中央后回和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū),GM 的體積與疾病持續(xù)時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。另一項(xiàng)研究基于表面形態(tài)測(cè)量法對(duì)比了15 例PPPD 患者與正常對(duì)照組的皮質(zhì)厚度、體表面積、體表體積和皮質(zhì)折疊指數(shù)變化,發(fā)現(xiàn)PPPD 患者雙側(cè)后島葉皮質(zhì)、邊緣上回和后顳上回皮質(zhì)折疊指數(shù)減少,同時(shí)發(fā)現(xiàn)頭暈的嚴(yán)重程度與右側(cè)舌回和枕外回皮質(zhì)折疊指數(shù)呈正相關(guān),與右側(cè)頂葉上皮質(zhì)呈負(fù)相關(guān)[8]??梢?jiàn),PPPD 患者的大腦結(jié)構(gòu)性改變主要發(fā)生在多模前庭區(qū)域,其中包含頂島前庭皮質(zhì)(parieto-insular vestibular cortex,PICV),PICV 是前庭皮質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)鍵區(qū)域,參與整合來(lái)自前庭、視覺(jué)和軀體系統(tǒng)的多感覺(jué)輸入,在調(diào)節(jié)身體姿勢(shì)、運(yùn)動(dòng)、空間位置中發(fā)揮重要作用[9,10]。PICV 區(qū)的灰質(zhì)改變反映了前庭感知的變化,由于PPPD 患者都伴有前庭或非前庭的觸發(fā)因素,因此無(wú)法確定這種結(jié)構(gòu)改變是由于外周/中樞前庭受損所致的代償機(jī)制,還是由于繼發(fā)PPPD 所致的功能改變。后續(xù)Eulenburg 等人[11]通過(guò)收集前庭神經(jīng)炎發(fā)病后2.5年內(nèi)仍有頭暈癥狀的患者信息,應(yīng)用VBM法對(duì)的患者與健康對(duì)照者的腦灰質(zhì)進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)顳上回、海馬和顳上溝灰質(zhì)體積減小,這與先前PPPD 中的結(jié)構(gòu)研究存在重疊,更加證實(shí)了慢性頭暈患者會(huì)出現(xiàn)灰質(zhì)結(jié)構(gòu)異常。雖然這幾項(xiàng)研究存在內(nèi)容之間的互補(bǔ),但仍無(wú)法證明腦內(nèi)的結(jié)構(gòu)變化是由于急性前庭損害所致還是長(zhǎng)期存在的慢性頭暈所致。因此,對(duì)于PPPD 灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變,只反映了當(dāng)前所存在的慢性前庭癥狀,而患者姿勢(shì)的調(diào)節(jié)則反映了前庭皮質(zhì)的可塑性[7]。
在PPPD 腦結(jié)構(gòu)改變中除了觀察到灰質(zhì)的結(jié)構(gòu)異常,也發(fā)現(xiàn)視覺(jué)性眩暈患者腦內(nèi)存在白質(zhì)病變。研究顯示[12]視覺(jué)性眩暈患者散發(fā)性腦白質(zhì)病變明顯高于無(wú)VV 患者,雖然白質(zhì)病變?cè)?0 歲以上的健康者是常見(jiàn)的生理改變,但是研究者認(rèn)為正是由于多發(fā)的腦白質(zhì)病變才導(dǎo)致傳入前庭皮質(zhì)的視覺(jué)信息抑制減弱,從而出現(xiàn)VV患者對(duì)視覺(jué)刺激過(guò)度反應(yīng)的結(jié)果。但是Dimitriadis 等人[13]卻得出了不一致的結(jié)果,即VV患者的白質(zhì)發(fā)生率為與健康對(duì)照組并無(wú)差異,因此PPPD與腦白質(zhì)改變之間是否存在關(guān)聯(lián)性仍需要進(jìn)一步證實(shí)。
另外,焦慮、抑郁等人格特征被認(rèn)為是PPPD 的潛在誘發(fā)因素,在結(jié)構(gòu)影像學(xué)中也觀察到了焦慮抑郁等情緒所致的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)異常[14]。雖然上述兩項(xiàng)研究[7,8]采集了患者焦慮、抑郁水平,但是并未發(fā)現(xiàn)情緒與前庭多模區(qū)域灰質(zhì)體積和皮質(zhì)形態(tài)之間的變化的相關(guān)性。后續(xù)Popp 等人[15]結(jié)合結(jié)構(gòu)和功能核磁分析了PPV患者的抑郁水平與腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能的改變,發(fā)現(xiàn)PPV 患者不同前額葉區(qū)灰質(zhì)體積的增加與抑郁指數(shù)呈正相關(guān)。額葉皮質(zhì)作為調(diào)控平衡和情緒的共同區(qū)域,抑郁患者由于過(guò)度的自我關(guān)注,在功能核磁下可以觀察到明顯的前額葉皮質(zhì)激活[16],而PPV 患者由于急性觸發(fā)事件出現(xiàn)了相似的姿勢(shì)平衡的過(guò)度關(guān)注,加重了其抑郁水平和失衡癥狀,兩者相互影響,最終導(dǎo)致額葉皮質(zhì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)改變。因此,額葉灰質(zhì)的改變?yōu)榻忉屢钟魧?dǎo)致PPPD 發(fā)生提供了可能性假說(shuō)。
2.1 靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI) 目前有關(guān)PPPD 的靜息態(tài)功能磁共振成像研究主要以研究靜息狀態(tài)下不同腦區(qū)功能連通性變化。Van 等人[17]通過(guò)內(nèi)在連通性對(duì)比分析,視覺(jué)誘發(fā)性眩暈(visually induced dizziness,VID)患者較正常對(duì)照組比,右側(cè)顳上回功能連通性降低,而枕極的功能連通性增加。此外基于種子點(diǎn)分析結(jié)果顯示,視覺(jué)皮質(zhì)、丘腦、小腦、枕葉皮質(zhì)、額內(nèi)側(cè)回和楔前葉之間的連通性增加,丘腦和視覺(jué)皮質(zhì)、右側(cè)殼核、左側(cè)海馬旁回連通性下降。前庭皮質(zhì)和顳上回連通性的下降以及和視覺(jué)皮質(zhì)連通性之間的增加,這是VID 患者過(guò)度依賴視覺(jué)調(diào)節(jié)平衡的基礎(chǔ),也解釋了VID 患者在復(fù)雜視覺(jué)刺激時(shí)會(huì)出現(xiàn)頭暈的癥狀。另一項(xiàng)研究通過(guò)靜態(tài)功能核磁對(duì)PPPD患者全腦和興趣區(qū)域分析,發(fā)現(xiàn)PPPD 患者除了存在多模前庭區(qū)域功能連通性下降,視覺(jué)情感功能連通性增高外,還發(fā)現(xiàn)頭暈嚴(yán)重程度與邊緣上回和小腦的連通性呈正相關(guān)[18]。邊緣上回作為軀體感覺(jué)皮質(zhì)的一部分,可以處理人體姿勢(shì)和手勢(shì)信息。因此,PPPD 患者頭暈嚴(yán)重程度不僅依賴視覺(jué)信息,同時(shí)還有本體覺(jué)的參與。Li 等[19]考慮到PPPD 腦內(nèi)功能改變可能受到其他外周前庭疾病的影響,選擇對(duì)所有受試者進(jìn)行前庭功能檢查,以保證納入的PPPD 患者既往不存或伴有在外周前庭疾病。通過(guò)與對(duì)照組相比,PPPD 患者右側(cè)楔前葉和楔葉的自發(fā)性活動(dòng)和連通性降低,與中央前回之間的功能連通性下降。楔葉作為整合視覺(jué)和前庭覺(jué)的功能區(qū)[20],該區(qū)域的受損導(dǎo)致視覺(jué)和前庭信息整合異常,導(dǎo)致PPPD 患者出現(xiàn)持續(xù)頭暈和不穩(wěn),而楔葉與中央前回之間的功能減弱,解釋了PPPD患者在直立姿勢(shì),主動(dòng)或被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)癥狀加重的原因。隨后,Li 在先前的研究基礎(chǔ)上,基于種子點(diǎn)和獨(dú)立成分析發(fā)現(xiàn),除了楔前葉的功能連通性改變外,還存在右側(cè)楔前葉網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連通性下降,右側(cè)楔葉與運(yùn)動(dòng)前皮質(zhì)連通性下降和雙側(cè)胼胝體的連通性增加等改變[21]。楔葉的改變?cè)俅翁崾綪PPD 患者存在姿勢(shì)運(yùn)動(dòng)整合異常的問(wèn)題,同時(shí)增加的胼胝體功能連通性可能補(bǔ)償了楔葉的功能異常。
以上功能連通性改變主要集中在多模前庭區(qū)、視覺(jué)皮質(zhì)、海馬、額葉皮質(zhì)、楔前葉和小腦等。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)PPPD 患者前庭皮質(zhì)與其他腦區(qū)的連通性下降,而與視覺(jué)皮質(zhì)之間的連通性增加。這說(shuō)明PPPD 患者更加依賴視覺(jué)信息而非前庭。而海馬和楔葉與多模前庭區(qū)間的連通性改變,表明PPPD患者存在空間感知的缺陷和多感覺(jué)前庭信息整合異常[22]。此外,Lee[18]為了更加清楚地解釋心理因素在PPPD 患者影像學(xué)中的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)控制情緒因素后,枕葉、額葉與頂葉之間的功能連通性增加反而沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。同時(shí)發(fā)現(xiàn)焦慮的嚴(yán)重程度與視覺(jué)皮質(zhì)和額葉皮質(zhì)之間的連通性呈正相關(guān),這些改變說(shuō)明焦慮與神經(jīng)質(zhì)人格使得PPPD患者更加依賴視覺(jué)。
2.2 任務(wù)態(tài)功能磁共振成像(ts-fMRI) 任務(wù)功能核磁通過(guò)聲音和視覺(jué)等刺激觀察PPPD 患者大腦的活動(dòng),有助于了解PPPD患者大腦的神經(jīng)活動(dòng)與任務(wù)相關(guān)的認(rèn)知行為之間的聯(lián)系。在聲音誘發(fā)的前庭刺激和視覺(jué)運(yùn)動(dòng)刺激過(guò)程中,PPPD 及慢性主觀性頭暈在多模前庭皮質(zhì)區(qū)域的活動(dòng)減少。在聲音誘發(fā)前庭刺激的研究顯示,CSD 患者與對(duì)照組相比,其島葉、額葉、扣帶回、海馬等大腦功能減退,同時(shí)島葉與顳上回、枕中回、海馬、顳上回等腦區(qū)連通性下降[23]。隨后的兩項(xiàng)關(guān)于視覺(jué)刺激的功能性核磁顯示,相較于水平運(yùn)動(dòng),垂直運(yùn)動(dòng)增加了PPPD 患者頭暈嚴(yán)重程度,同時(shí)發(fā)現(xiàn)視覺(jué)皮質(zhì)活動(dòng)性增強(qiáng)[24]。視覺(jué)皮質(zhì)活動(dòng)在垂直運(yùn)動(dòng)期間增加,解釋了PPPD患者在直立姿勢(shì)下頭暈癥狀加重的原因,說(shuō)明PPPD患者高度依賴視覺(jué)。由于PPPD 患者具有焦慮、抑郁、神經(jīng)質(zhì)等明顯的人格特征,為此研究人員進(jìn)一步研究了神經(jīng)質(zhì)和內(nèi)向性人格對(duì)于PPPD 患者大腦活動(dòng)和連通性的影響,發(fā)現(xiàn)在垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,伴有較高水平的神經(jīng)質(zhì)PPPD 患者在視覺(jué)刺激時(shí)額下回的活動(dòng)性增強(qiáng),以及左側(cè)額下回與雙側(cè)視覺(jué)腦區(qū)連通性增強(qiáng)[25]。這兩項(xiàng)視覺(jué)刺激功能核磁更加清楚地表明,神經(jīng)質(zhì)人格增強(qiáng)了PPPD患者關(guān)于視覺(jué)信息的腦內(nèi)活動(dòng)與連通性,這可能是PPPD患者通過(guò)增強(qiáng)視覺(jué)信息來(lái)促進(jìn)前庭代償?shù)姆绞健?/p>
由此可以發(fā)現(xiàn)無(wú)論是在任務(wù)態(tài)功能核磁還是靜息態(tài)功能核磁中,PPPD 患者腦功能異常都是以前庭-視覺(jué)-前額葉網(wǎng)絡(luò)內(nèi)活動(dòng)和功能連接異常為主,這也解釋了PPPD患者的持續(xù)性前庭癥狀,以及過(guò)度依賴視覺(jué)而非前庭覺(jué)的生理機(jī)制。
單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(Single photon emission computed tomography, SPECT)被廣泛地應(yīng)用于評(píng)估精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病,可以用來(lái)評(píng)估患者腦內(nèi)代謝差異。腦代謝與腦血流能夠反映疾病的病理和生理變化,因此采用SPET 技術(shù)分析PPPD 患者腦血流變化有助于了解PPPD 的潛在病理機(jī)制[26,27]。目前有報(bào)道使用SPET技術(shù)分析PPPD患者與健康對(duì)照者的腦血流變化[28],對(duì)比發(fā)現(xiàn),PPPD 患者左側(cè)后島葉、雙側(cè)顳上回、右側(cè)額下回、中央前回等腦區(qū)血流明顯降低,而雙側(cè)小腦灌注升高。腦血流改變區(qū)域與先前PPPD 功能神經(jīng)影像學(xué)研究一致[18,23]。這些區(qū)域的腦血流變化再次證實(shí),PPPD 患者存在多感覺(jué)前庭、認(rèn)知以及姿勢(shì)控制障礙[28]。
綜上,利用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)有助于了解PPPD 疾病的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制,上述研究表明PPPD患者的多感覺(jué)前庭處理和空間認(rèn)知相關(guān)區(qū)域之間的大腦結(jié)構(gòu)、功能和連通性下降,而與視覺(jué)處理區(qū)域的功能和連通性增強(qiáng)。同時(shí),這些結(jié)構(gòu)異常也會(huì)發(fā)生在其他前庭疾病中,提示這些區(qū)域的改變可能是前庭適應(yīng)不良及代償機(jī)制。由于PPPD患者常伴有焦慮抑郁等情緒問(wèn)題,這些因素也會(huì)調(diào)節(jié)大腦結(jié)構(gòu)和連接模式。因此,在解釋PPPD 患者腦結(jié)構(gòu)和功能改變需要考慮其他因素的影響,如情緒共病、觸發(fā)因素等。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:劉寅負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)并撰寫論文;吳彤負(fù)責(zé)文獻(xiàn)收集及修改;項(xiàng)顆負(fù)責(zé)文章寫作思路;孫莉負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)及定稿。