静息态fMRI检测胶质瘤患者的全脑功能连接损害 - 脑医汇 - 神外资讯

德国Ludwig-Maximilians大学神经外科的Veit M Stoecklein等采用基于静息状态功能MRI成像方法，评估胶质瘤患者整个大脑的功能连贯性，并推测侵袭性高级别肿瘤患者大脑功能连接的损害比低级别肿瘤患者更大。结果发表于2020年2月《Neuro-Oncology》在线。

——摘自文章章节

【Ref: Stoecklein VM, et al. Neuro Oncol. 2020 Feb 28. pii: noaa044. doi: 10.1093/neuonc/noaa044. [Epub ahead of print]】

研究背景

胶质瘤是影响全脑的疾病，肿瘤细胞的扩散远远超出肉眼可见的病变范围。目前神经放射学成像只能显现肿瘤的主体及其邻近病变。德国Ludwig-Maximilians大学神经外科的Veit M Stoecklein等采用基于静息状态功能MRI成像方法，评估胶质瘤患者整个大脑的功能连贯性，并推测侵袭性高级别肿瘤患者大脑功能连接的损害比低级别肿瘤患者更大。结果发表于2020年2月《Neuro-Oncology》在线。

研究方法

胶质瘤细胞改变大脑的功能连接可能有两种机制：首先，胶质瘤细胞迁移到超出肿瘤本身的部位，而导致功能连接破坏，因此胶质瘤细胞对大脑的侵犯损害神经元的连接完整性；肿瘤的侵袭性、疾病的严重程度与神经元连接的损伤程度相关。其次，在胶质瘤患者中，随着含氧血流量的增加，大脑血管系统对神经元激活的反应能力严重受损，而侵袭的胶质瘤细胞可取代健康的星形胶质细胞，导致血管收缩或舒张能力的丧失。因此，采用检测血氧浓度依赖性（Blood Oxygen Level-Dependent，BOLD）可能发现功能连接的受损情况。作者通过静息态功能MRI成像工具检测BOLD量化功能连接的异常，获得异常指数（ABI）。并在一组新诊断的神经胶质瘤患者中进行研究。

34例胶质瘤患者纳入研究，其中13例WHO II级、6例WHO III级和15例WHO IV级肿瘤。分析检测BOLD结果后发现，大脑连贯性异常不仅发生于胶质瘤所在半球的受损脑区，也出现在对侧半球。通过患者个体检测有下述表现：在1例胶质母细胞瘤（图1A）患者和1例左枕叶胶质瘤（图1B）患者发现功能连接的异常指数；1例MRI诊断为低级别胶质瘤（图1C）患者，BOLD检测出现大脑功能连接广泛的损害，最终确定为胶质母细胞瘤；低级别胶质瘤（图1D）患者的无胶质瘤损伤的脑组织功能连接受损不明显；体积大的低级别胶质瘤（图1 E、1F）大脑功能连贯性的损伤仅局限于肿瘤侧半球，而且与WHO分级所示的肿瘤侵袭性密切相关。同时，研究结果表明，IDH1突变型肿瘤与大脑功能异常连接相关；IDH野生型肿瘤患者的ABI比IDH1突变型肿瘤患者明显升高。不仅如此，异常指数与神经认知功能负相关，提示肿瘤主体对认知表现的直接影响。

图1. 检测BOLD显示胶质瘤患者大脑功能连接受损的典型表现。

研究结果

作者运用静息态功能MRI检测大脑半球BOLD对功能连接进行分析，发现胶质瘤患者神经功能连接的异常不仅存在于病灶及邻近区域，而且可出现在病灶远处脑组织甚至在对侧半球。神经功能连接异常与肿瘤生物学和患者认知功能损害有关。该诊断方法以传统MRI增强技术为基础，对胶质瘤患者作更全面的评估，可以个体化判断胶质瘤的范围和严重程度，具有制定有效治疗方案的潜在临床价值。