腦容積的影響因素及其臨床意義研究進展

錢艷芳，呂樺，邸偉，張虹

隨著社會的不斷進步，人們對自身健康的要求不斷提高。一些與腦容積相關的疾病，如癡呆、認知功能下降、言語功能障礙、急性腦卒中后手術取栓或溶栓治療后神經(jīng)功能障礙等，期待可以通過測量腦容積來預測疾病的發(fā)生發(fā)展情況，也可以通過探索影響腦容積改變的臨床標志物來幫助疾病的早期診斷，使患者獲得早期干預。腦容積是指各個感興趣腦組織的體積大小。以往有研究者關注腦容積的應用，如通過測量腦容積來研究嬰兒及兒童腦組織發(fā)育情況的可能影響因素［1］，其腦容積測量技術大多是在低場進行測量的，其方法和掃描技術已顯粗略，而3.0 T超高場高分辨MRI和三維全腦體積分析軟件可對活體組織結構進行體積測量，即可以精確測量腦容積，進而能客觀地反映腦容積的變化情況［2］。而且ADDURU等［3］通過利用臨床影像資料進行放射學分析來驗證3.0 T超高場高分辨MRI自動化測量腦容積的可靠性。本文綜述腦容積的影響因素及其臨床意義，以期為腦容積相關疾病的早期預防、治療以及預后評估提供理論依據(jù)。

1 腦容積的影響因素

研究顯示，就健康成年人來說，影響其腦組織代謝的因素有生活習慣、社會經(jīng)濟地位（socioeconomic status，SES）、體質(zhì)量、年齡等；認知功能下降與患者腦容積改變有關［4］，但究竟是腦容積改變導致認知功能下降還是認知功能下降導致腦容積發(fā)生改變還需要進一步研究。

1.1 吸煙與SES 已有研究證明，低SES與各種消極的生活方式［5］和癡呆發(fā)生風險升高有關［6］。研究顯示，與SES相關的生活因素影響著腦容積的變化及癡呆的發(fā)生風險［7］。DOUGHERTY等［8］研究低SES與衰老相關區(qū)域腦容積的關系，其測量了島葉皮質(zhì)、丘腦、扣帶回、額葉、頂下部和外側(cè)顳葉皮質(zhì)的灰質(zhì)體積，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域腦容積變化很容易受年齡相關性腦萎縮的影響，且SES與腦容積呈正相關，而吸煙狀況介導了這種關系，并指出靶向戒煙可能是減小低SES對腦容積影響的有效手段，并可能降低癡呆的易感性，提示臨床醫(yī)生應更大力度地勸阻患者戒煙，普及戒煙的益處，提前預防及減少癡呆的發(fā)生。

1.2 體質(zhì)指數(shù) 研究表明，神經(jīng)性厭食癥患者的腦萎縮情況會隨著營養(yǎng)改善和體質(zhì)量的增加而恢復［9］，因此體質(zhì)量對腦容積的影響不容忽視。而老年人可能已經(jīng)因衰老而經(jīng)歷了認知功能下降和腦容量減小，研究表明，較高的體質(zhì)指數(shù)可能對老年腦容積起到保護作用［10］。GOGNIAT等［11］研究體質(zhì)指數(shù)與腦容積的關系發(fā)現(xiàn)，在控制年齡和受教育年限的情況下，體質(zhì)指數(shù)與腦容積呈正相關，隨著體質(zhì)指數(shù)的增加，腦容積也略有增加。BOHON等［12］研究行為干預和手術減肥干預后患者腦容積的變化，指出適當?shù)捏w質(zhì)指數(shù)會使皮質(zhì)灰質(zhì)和白質(zhì)增加。因此在研究腦容積相關問題時，不可忽略體質(zhì)指數(shù)的影響，這為醫(yī)生建議患者保持適當?shù)捏w質(zhì)量提供了理論依據(jù)。

1.3 血管危險因素負擔 PASE等［13］通過研究年輕時血管危險因素負擔與當前及未來腦容積的關系發(fā)現(xiàn)，較高的血管危險因素負擔與每十年的腦容積減小有關，在橫斷面分析中，這種聯(lián)系的強度隨著年齡的增長而下降；在縱向分析中，當血管危險因素在較年輕時被測量時，血管危險因素負擔與腦容積之間的關聯(lián)強度更強，如當血管危險因素在45歲被測量時，血管危險因素負擔與未來腦容積減小的相關性最強，這種特點尤其在年輕女性中最為明顯；早期暴露于血管危險因素是預測未來腦容積變化最有力的因素，反之腦容積的變化也可以反映血管危險因素負擔的大小，推測腦容積也可指導與血管危險因素相關疾病病因的尋找和預后評估。

1.4 視網(wǎng)膜外層參數(shù) 視網(wǎng)膜與大腦結構相似，其在胚胎發(fā)育過程中從間腦延伸而來，因此與大腦發(fā)育相關的神經(jīng)退行性疾病會首先出現(xiàn)視覺癥狀［14］，如阿爾茨海默?。ˋlzheimers disease，AD）主要是由于腦容積的改變而引起的認知功能下降，此類患者β-淀粉樣蛋白和磷酸化蛋白在視網(wǎng)膜中異常積聚［15］，故推測視網(wǎng)膜發(fā)育和腦容積之間可能存在聯(lián)系，而這種聯(lián)系理論上在神經(jīng)退行性疾病中也存在。推測視網(wǎng)膜外層參數(shù)可作為一種新的與腦容積相關的生物標志物，但需要進一步探索其與神經(jīng)退行性疾病患者腦容積變化的相關性，為未來早期診斷此類疾病提供依據(jù)。

2 腦容積的臨床意義

2.1 腦容積對多發(fā)性硬化癥（multiple sclerosis，MS）的影響MS是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥和變性為特征的慢性疾病。在MS各個階段，腦脊液神經(jīng)絲輕鏈（neuroflament light，NFL）均增高，其可全面評估疾病的活動［16］。H?KANSSON等［17］對41例MS患者和22例健康對照的腦脊液NFL進行分析，發(fā)現(xiàn)腦脊液NFL水平與新T2病變和腦容積減小有關，表明腦脊液NFL可能是腦容積減小的潛在標志，因該研究為定性研究，筆者建議采用MRI測量MS患者新T2病變的體積及MS恢復期腦容積，來進一步定量分析MS患者腦容積與腦脊液NFL的關系，為未來診斷及預防MS提供依據(jù)。炎性脫髓鞘白質(zhì)和灰質(zhì)病變是MS的特征。常規(guī)MRI上T2加權成像上的局灶性高強度可提示白質(zhì)病變［18］，提示未來可以利用MRI測量的MS患者腦白質(zhì)或灰質(zhì)的腦容積來評估MS的進展以及治療效果，并且聯(lián)合MS患者腦分子細胞代謝情況可進一步增加MS的認識，將MS的治療推向新的歷程。

2.2 腦容積對腦卒中、急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）患者預后的影響 近期腦萎縮對AIS患者預后的影響備受關注。SCHIRMER等［19］用MRI-磁共振成像液體衰減反轉(zhuǎn)恢復序列（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）測得的腦容積估計值來研究腦容積對腦卒中患者預后的影響，結果表明，較大的腦容積是腦卒中患者預后的保護因素。而M?NCH等［20］在研究機械性血栓摘除術（mechanical thrombectomy，MT）治療AIS的療效時，通過CT分割法測量AIS患者的腦容積，亞組分析結果顯示，尚未發(fā)現(xiàn)較大的腦容積是接受MT治療的AIS患者預后的保護因素。因此腦容積是否影響腦卒中患者及接受MT治療的AIS患者的預后目前尚無確切定論，分析其原因可能為測量腦容積的方法不同，且所得腦容積均為估計值，缺乏精確度和客觀性。盡管如此，這也提供了進一步研究的依據(jù)，未來可采用MRI測量的腦容積來明確二者的關系。若較大的腦容積是AIS患者MT后預后的保護因素，那么腦容積可作為此類患者是否接受MT及其預后預測的一個因素，但其具體保護機制仍需進一步探究。

2.3 腦容積對AD、輕度認知障礙（mild cognitive impairment，MCI）的影響 腦容積是評價AD、癡呆和其他神經(jīng)退行性疾病患者全腦萎縮的重要指標。ADDURU等［21］利用CT分割法來測量腦容積，并得出該方法可以用于神經(jīng)退行性疾病患者腦萎縮的檢測和跟蹤。但此方法操作復雜、耗時，且為估算值，缺乏精準性。而MRI測量腦容積是利用特殊軟件自動生成的，可排除人工誤差，且省時不耗力，可代替CT測量腦容積用于AD、癡呆和其他神經(jīng)退行性疾病的診斷及預后評估。載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）ε4等位基因是晚發(fā)性AD的主要遺傳危險因素［22］，ALEXOPOULOS等［23］利用MRI測量的腦容積發(fā)現(xiàn)，ApoEε4攜帶者比ApoEε3攜帶者的海馬體積小。KIM等［24］研究表明，經(jīng)多奈哌齊治療后，MCI患者癡呆量表評分平均得分提高8%，患者殼核、乳頭球和額下回區(qū)域腦容積明顯增加，而患者海馬體積下降0.6%，提示多奈哌齊能改善MCI患者的認知功能，但具體機制目前尚不明確。這些發(fā)現(xiàn)將有助于AD、MCI的篩選和跟蹤及了解AD、MCI與腦容積改變相關的發(fā)病機制，為未來提前預防AD、MCI的發(fā)生及其藥物治療提供依據(jù)。

3 小結與展望

腦容積的影響因素有很多，包括吸煙、SES、體質(zhì)指數(shù)、血管危險因素負擔、視網(wǎng)膜外層參數(shù)等，其與多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關，如MS、腦卒中、AIS、AD、MCI等，其可能可用于這些疾病的診斷、治療及預后評估。很多疾病均伴隨著腦容積的改變，尤其是慢性神經(jīng)退行性疾病和腦小血管病，目前關于這些疾病的研究熱點多處于分子細胞學等微觀基礎的研究，而國內(nèi)外對于此類患者腦容積的影響因素、變化情況及其機制的相關研究甚少。此外，腦卒中患者腦容積是否對接受溶栓、機械取栓治療患者的預后有影響，目前尚存爭議，至于未來腦容積是否可作為此類患者采用溶栓或機械取栓治療的判斷標準有待進一步研究。筆者將針對以上未明確的問題，繼續(xù)追溯、探討MS和AD患者腦容積的改變機制和利用MRI測量的腦容積來評估腦卒中患者溶栓、機械取栓治療后的預后情況。眾所周知，不同腦組織區(qū)域功能不同，還可以利用MRI分析不同區(qū)域腦組織的腦容積與認知、運動、言語等功能的相關性，以幫助這些功能損傷的早期預防、診斷及治療，為國家減輕老齡化負擔。

作者貢獻：錢艷芳、邸偉、張虹進行資料/文獻的收集與整理；錢艷芳撰寫論文；呂樺進行文章的審校，并對文章整體負責、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。