阿爾茨海默病中白質微結構各向異性降低先于高信號出現的時序關聯研究

《Cell Reports Medicine》:White matter fractional anisotropy decreases precede hyperintensities in Alzheimer’s disease

【字體: 時間:2025年05月21日 來源:Cell Reports Medicine 11.7

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  這篇研究通過多模態影像技術揭示阿爾茨海默。ˋD)病理進程中白質(WM)退化的時序規律:tau蛋白沉積優先導致微結構各向異性分數(FA)降低,進而引發宏觀結構白質高信號(WMH)增加。研究結合ADNI和GHABS隊列數據,證實FA可作為比WMH更敏感的早期WM損傷標志物,為AD的早期監測和tau靶向治療提供新見解。

  

引言

白質(WM)作為大腦皮層間信息傳遞的關鍵通道,其完整性對阿爾茨海默。ˋD)的認知功能至關重要。既往研究表明白質退化涉及脫髓鞘、軸突丟失等微觀和宏觀結構改變,但AD核心病理β-淀粉樣蛋白(Aβ)斑塊和tau蛋白纏結與WM退化的動態關聯尚未明確。本研究通過整合擴散磁共振成像(dMRI)和T2液體衰減反轉恢復(FLAIR)技術,系統分析AD連續體中微結構各向異性分數(FA)與宏觀結構白質高信號(WMH)的時序關系。

結果

1. 人口統計學特征
ADNI隊列328名參與者中,A+THIGH+組(Braak Ⅴ/Ⅵ期tau陽性)占比最高(32.6%),且表現出更高的年齡、APOE-ε4攜帶率及Aβ負荷。中國GHABS隊列的基線特征與ADNI具有可比性,驗證了人群普適性。

2. tau蛋白與FA的強關聯
tau PET標準攝取值比(SUVR)在Braak Ⅰ-Ⅵ區域與海馬扣帶回(CGH)、穹窿(FX)等WM束的FA降低顯著相關(ADNI:βstd=-0.339至-0.248;GHABS:βstd=-0.471至-0.433)。值得注意的是,Aβ與FA的關聯在控制tau后消失,提示tau是WM微結構退化的主要驅動因素。

3. AD生物分期中的WM特征
相較于A?T?組,A+TMTL+組(Braak Ⅰ期tau陽性)已出現CGH區FA顯著降低(p=0.031,效應量d=0.833),而WMH體積增加僅見于A+TMTL+后期階段(p=0.004)?v向數據顯示,A+個體無論tau狀態均表現出加速的FA下降(p<0.05),證實微結構損傷早于宏觀結構改變。

4. 年齡與血管因素的影響
年齡增長與FX/終紋(FXST)等WM束的FA降低強烈相關(βstd=-0.515),但高血壓(HTN)和高脂血癥(HLD)未顯示顯著影響。WMH體積則隨年齡增長在額頂葉區域快速累積(βstd=0.482),提示老化與AD存在不同的WM損傷模式。

5. FA對WMH的預測作用
基線FA值可預測WMH增速(如額葉WMH:βstd=-0.564),反之則不成立。中介分析顯示,tau相關的FA降低完全介導了Aβ對WMH的影響(解釋率40.5%-47.0%),而年齡相關WMH有21.4%-59.1%由FA降低介導。

討論

本研究首次揭示AD病理進程中WM退化的明確時序:tau沉積→微結構FA降低→宏觀WMH增加。海馬扣帶回和穹窿等邊緣系統WM束的早期受累,與tau從內嗅皮層向新皮層的傳播路徑高度吻合。值得注意的是,FA的敏感性使其在A+T?階段即可檢測到異常,為AD超早期干預提供了潛在時間窗。

局限性

研究受限于DTI模型的固有缺陷,未來需結合神經突定向分散和密度成像(NODDI)等新技術驗證。此外,腦微出血等血管共病可能對WMH-Aβ關聯產生混雜影響。

結論

該多隊列研究確立了tau介導的WM微結構損傷在AD進展中的樞紐地位,強調FA作為WM退化早期標志物的臨床價值,為靶向tau的治療策略提供了影像學生物標志物依據。

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