文摘
背景和目标glymphatic系统是整个大脑血管周的网络,促进CSF /间质液交换。改变这个系统可能发挥关键作用的β淀粉样蛋白(Aβ)积累。然而,它参与阿尔茨海默病(AD)发病机制并不完全理解。在这里,我们调查了无创性磁共振成像测量的变化相关的血管周的网络在轻度认知障碍(MCI)患者和广告。此外,我们探讨了MRI措施与神经心理协会得分,宠物标准摄入值比率(SUVR), Aβ沉积。
方法MRI措施,包括血管周的空间(pv)体积分数(PVSVF),自由水的体积分数白质(FW-WM)和索引的扩散系数沿血管周的空间(阿尔卑斯山脉指数)的MCI患者,这些广告,从阿尔茨海默病的神经影像学数据库健康对照组进行比较。MRI措施也与脑脊液生物标志物的水平,宠物SUVR,和认知得分结合subcohort的MCI患者和广告。统计分析与年龄、性别、多年的教育,和APOE身份的混杂因素。
结果总共36个广告,患者44 MCI患者,31日健康对照组进行了分析。广告有显著较高的患者,WM和基底神经节PVSVF(科恩d= 1.15 - -1.48;p< 0.001)和FW-WM(科恩d= 0.73;p< 0.05)和较低的阿尔卑斯山指数(科恩d= 0.63;p比健康对照组< 0.05)。与此同时,MCI组只显示总(科恩更高d= 0.99;p< 0.05)和WM(科恩d= 0.91;p< 0.05)PVSVF。低阿尔卑斯山指数降低脑脊液Aβ42 (r年代= 0.41,p罗斯福= 0.026),正吸收(r年代= 0.54,p罗斯福< 0.001),更糟的是多个认知域赤字。高FW-WM也降低脑脊液Aβ42 (r年代=−0.47,p罗斯福= 0.021)和认知表现更糟糕。
讨论我们的研究表明,PVS-related磁共振成像参数的变化发生在MCI和广告,可能由于glymphatic系统的损伤。我们也报告核磁共振参数和Aβ沉积之间的关联,神经元变化,在广告和认知障碍。
术语表
- Aβ=
- β淀粉样蛋白;
- ADAS=
- 阿尔茨海默病评定量表;
- ADNI=
- 阿尔茨海默病的神经影像学;
- 阿尔卑斯山脉=
- 扩散系数沿血管周的空间;
- BG=
- 基底神经节;
- CDR-SB=
- 临床痴呆评定量表和盒子;
- 菲律宾=
- 舒张压;
- 贸易工业部=
- 扩散张量成像;
- DW=
- 扩散加权;
- 足总=
- 分数各向异性;
- 常见问题解答=
- 功能活动调查问卷;
- 前的=
- (18F氟脱氧葡萄糖);
- 天赋=
- fluid-attenuated反转恢复;
- 目前=
- FMRIB软件库6.0.3;
- 弗兰克-威廉姆斯=
- 自由水;
- GBCA=
- 提醒对比剂;
- GMVF=
- 灰质体积分数;
- Hipp=
- 海马体;
- HMSCORE=
- 修改Hachinski缺血性得分;
- 安全部队=
- 组织液;
- MCI=
- 轻度认知障碍;
- 患者的=
- 细微精神状态检查;
- pv=
- 血管周的空间;
- PVSVF=
- pv体积分数;
- RAVLT=
- 雷伊听觉言语学习测试;
- ROI=
- 感兴趣的区域;
- SBP=
- 收缩压;
- SUVR=
- 标准摄入值比;
- T1w=
- T1加权;
- WM=
- 白质;
- WML=
- 白质病变;
- WMLVF=
- 白质病变体积分数;
- WMVF=
- 白质体积分数
胞外β淀粉样蛋白的积累(Aβ),阿尔茨海默病的病理特点,启动>老年痴呆症发病的前15年。1从多个大脑受损的间隙机制这沉积的结果。2glymphatic系统被认为是一个重要组成部分在啮齿动物的大脑Aβ间隙。3,4Glymphatic障碍已被发现与Aβ积累;然而,它参与人类阿尔茨海默病的发病机制尚未完全清楚。说明它的机制可以促进新的诊断和治疗方法,推迟或预防阿尔茨海默病的神经退化。
根据glymphatic假说,5蛛网膜下腔脑脊液进入大脑的间隙空间从periarterial空间AQP4星形胶质细胞中表达渠道end-feet然后混合与组织液(安全部队)和浪费大脑中溶质。由此产生的CSF /安全部队交换和废物,如Aβ,然后流出的大脑perivenous流出途径。最近的研究表明使用核磁共振测量glymphatic函数的可能性,他们中的大多数是MRI tracer-based研究使用提醒造影剂(GBCA)。6然而,鞘内和静脉GBCA管理都相对入侵。有前途的MRI的无创性方法,不需要核磁共振示踪剂,即血管周的空间(pv)容量分析,7自由水的体积分数的计算(FW)脑实质(即。脑安全部队)bitensor扩散张量成像(DTI)模型,8和计算的扩散系数沿pv(阿尔卑斯山脉)指数,9最近引入的间接评估血管周的网络活动。
虽然这个话题仍然是有争议的,MRI-visible pv被认为反映periarterial空间而不是perivenous空间。使用7 t MRI研究报道,pv是空间与小动脉的轨迹一致,但不是小静脉。10因此,一个MRI-visible pv对应CSF涌入大脑实质glymphatic系统。pv的扩张,这是通常位于白质(WM)中枢semiovale水平,基底神经节(BG)和海马体(Hipp),假设是二级安全部队排水堵塞。11Neuropathologic和核磁共振的研究报道,阿尔茨海默病的患者有更高的频率pv扩张与认知健康的参与者相比,12,- - - - - -,15这一发现是与皮质Aβ存款。15迄今为止,大多数研究使用常规视觉评分量表评估pv基于预定义的脑部扫描片上的pv清点数量。16,17尽管视觉评分系统是相对简单和可再生的,18它不允许映射整个大脑。因此,方法较敏感,地板和天花板效应。自动全脑pv体积测量方法基于各向同性三维核磁共振成像采集和计算成像分析19,20.并演示了关联的视觉评定量表使用neuroradiologic评估。19然而,pv体积的变化在每个解剖偏爱在阿尔茨海默病的患者尚未全面调查。
估计大脑实质,间质含水量的计算体积分数的弗兰克-威廉姆斯在体素使用正规化的DTI bitensor模型,已成为可能。8高架WM弗兰克-威廉姆斯已经被报道在阿尔茨海默病的患者,21,- - - - - -,23建议停滞液体排水glymphatic功能障碍所致。利用DTI Taoka et al。9提出了阿尔卑斯山指数计算的扩散系数沿深髓静脉的侧脑室体,血管周围间隙的测量人类大脑的活动。他们之前报道的一个重要的协会之间的细微精神状态检查(MMSE)评分和阿尔卑斯山指数在阿尔茨海默病的患者和轻度认知障碍(MCI)。阿尔卑斯山指数也被用于评估各种神经系统疾病。24,- - - - - -,26此外,最近的一项研究证实了阿尔卑斯山glymphatic函数的指数作为衡量。25具体来说,阿尔卑斯山指数明显被发现与glymphatic函数计算核磁共振在鞘内GBCA管理措施。25
pv体积的扩大是一个指示器periarterial空间;弗兰克-威廉姆斯的体积分数WM (FW-WM),测量大脑的安全部队;和阿尔卑斯山指数,衡量周围的扩散系数沿perivenular空间深髓静脉。在一起,他们使间接评估glymphatic系统(图1)。我们旨在确定变化发生在这些磁共振成像参数在MCI患者和阿尔茨海默病。此外,我们检查了协会Aβ沉积的MRI测量,这被认为是由于glymphatic功能障碍,神经心理学成绩,和宠物标准摄入值比率(SUVRs)。
(A)基于glymphatic假说,蛛网膜下腔脑脊液正常进入大脑的间隙空间从periarterial空间索引的[PVSVF (i))通过AQP4星形胶质细胞中表达渠道end-feet然后与伊拉克安全部队和废物混合溶质在大脑中。由此产生的CSF /安全部队交换(索引的FW-WM (ii)]和废物,如Aβ,然后流出的大脑perivenous流出途径(以阿尔卑斯山指数索引(iii)]。(B)在病理状态下,如阿尔茨海默病,glymphatic功能障碍(即由于大脑浪费。,Aβ) accumulation might cause enlargement of the PVS, increased brain extracellular FW, and decreased perivenous efflux, as reflected by the higher PVSVF (iii), higher FW-WM (ii), and lower ALPS index (iii), respectively.
方法
研究参与者
在这项研究中使用的数据从ADNI-2获得数据库(eMethod 1,links.lww.com/WNL/C352在补充;adni.loni.usc.edu)。入选标准的细节,神经心理学成绩,和其他生物标志物评估在这项研究中可用eMethods 1 - 3,links.lww.com/WNL/C352,分别。
核磁共振数据采集
Diffusion-weighted (DW) t1 (T1w)和fluid-attenuated反转恢复(天赋)成像数据获得了每个参与者使用3 t扫描仪。eMethod 4中可以找到更多的图像细节,links.lww.com/WNL/C352在补充。此外,核磁共振成像数据处理步骤可用eMethod 5。
pv分割
pv是从T1w映射图像使用自动化和高度可靠的量化方法,管道的先前的研究。7,27WM病变(wml),这导致mis-segmented pv面具,面具被排除在pv消除pv mis-segmentation WM hyperintensity所致。在WM pv体积测量,BG, Hipp,这些结构的总和(所有)(图2;eMethod 5的补充,links.lww.com/WNL/C352)。pv体积分数(PVSVF;PVSVF = pv卷/颅内卷)然后在大脑的大小获得消除个人间的变化。管道的细节eMethod 6中可以找到。
弗兰克-威廉姆斯计算
弗兰克-威廉姆斯的体积分数是由地图DW图像使用正规化bitensor模型与开源软件包扩散成像在Python中(也称为Dipy)算法(dipy.org/)。28意思是脑FW-WM提取使用T1w成像WM面具计算在核磁共振成像数据处理阶段(eFigure 1的补充,links.lww.com/WNL/C352)。WML和pv的影响被排除使用WML和pv面具在核磁共振成像数据处理阶段计算。在这一过程中,WML和pv面具被注册到DW图像空间运用FLAIR-to-T1w和T1w-to-DW图像变换矩阵。
阿尔卑斯山指数计算
阿尔卑斯山脉从DW指数计算使用半自动的图像和高度可靠的管道由Taoka et al .,开发和验证29日(图3)。eMethod 7中可以找到的细节补充,links.lww.com/WNL/C352。左和右阿尔卑斯山指数的平均值(意思是阿尔卑斯山指数)计算。阿尔卑斯山指数接近1.0反映扩散系数最小,而更高的值表示更大的扩散系数。
统计分析
差异在PVSVF-WM PVSVF-BG、PVSVF-Hipp PVSVF-ALL, FW-WM,意味着阿尔卑斯山指数和扩散系数在协会(Dxx,协会Dyy,协会和Dzz,协会)和投影(Dxx,项目Dyy,项目和Dzz,项目)地区评估使用一般线性模型一元虽然控制了年龄,性别,多年的教育,扫描网站,APOEε4基因载体状态(模式1)。的影响来确定WML glymphatic的测量系统,我们还包括WML体积分数(WMLVF;WML体积/ ICV)作为混杂因素在模型2中,协变量包括年龄、性别、年的教育、扫描网站,APOEε4基因载体的地位,WMLVF PVSVF评估,弗兰克-威廉姆斯,意味着阿尔卑斯山指数。此外,检查在阿尔卑斯山WM完整性指数变化的影响评估,我们也包括平均FA和平均扩散系数实测值(MD)感兴趣的区域(roi)的关联和预测纤维(eMethod 7)作为协变量阿尔卑斯山的评价指数模型3中,协变量包括年龄、性别、年的教育、扫描网站,APOEε4基因载体的地位,WMLVF、FA和MD。阿尔卑斯山指数与灰质(GM)萎缩有关老年人睡眠障碍。30.考虑在阿尔茨海默病转基因萎缩的发病率很高,我们也包括通用汽车体积分数(GMVF;通用卷/ ICV)混杂因子在模型2和3创建模型4和5,分别。被设定为一个统计意义p值< 0.05。
最后,部分斯皮尔曼等级相关测试是用来评估MRI的关联与神经心理测量分数,脑脊液生物标记值,宠物SUVRs Hipp音量调整年龄,性别,多年的教育,扫描网站,APOE在MCIε4基因载体地位和阿尔茨海默病组织的总和。值得注意的是,只有对患者进行相关分析数据(表1)。错误发现率是用于对多个相关测试。
数据可用性
在这项研究中使用的数据是公开的ADNI-2数据库(adni.loni.usc.edu)。的参与者列表包括在这项研究可以在请求相应的作者。
结果
研究人口的人口和临床特点
本研究包括31个认知健康对照组(14男人和17个女人;平均年龄为73.86±4.91岁),44 MCI患者(26个男性和18个女性;平均年龄为73.38±5.68岁)和老年痴呆症患者36(22岁男性和14个女性;平均年龄为74.28±8.76岁)(表1)。年的年龄,性别,教育,收缩期和舒张期血压,修改Hachinski缺血性分数,和WM体积分数(WM体积/ ICV)没有显著变化的控制,MCI,阿尔茨海默病组。所有的MCI患者和阿尔茨海默病有一个修改Hachinski缺血性得分< 4,表明原发性退行性痴呆。的数量APOEε4 MCI患者和阿尔茨海默病的基因载体是明显高于控制。相比之下,没有发现显著差异之间的MCI患者和阿尔茨海默病。虽然神经心理学成绩数据、血压、宠物,和CSF生物标记物是不能用于所有参与者,至少68%的控制,MCI患者的70%,和83%的阿尔茨海默病的患者有完整的数据。
(18F] florbetapir-PET SUVRs和MMSE评分,蒙特利尔认知评估,雷伊听觉言语学习测试(RAVLT;立即)和逻辑内存总延迟回忆MCI患者和阿尔茨海默病明显低于控制;相同的参数在MCI患者明显低于那些在阿尔茨海默病的患者。(18F]氟脱氧葡萄糖(FDG) pet SUVRs和RAVLT(学习和忘记的百分比)分数的MCI患者和阿尔茨海默病明显低于控制。阿尔茨海默病的患者有显著降低脑脊液Aβ42和脑脊液总τ和磷酸化τ水平与控制相比,而MCI患者只表现出显著降低脑脊液Aβ42水平与控制。WMLVF和GMVF老年痴呆症患者明显低于控制和MCI患者。功能活动问卷(FAQ)、临床痴呆评定量表的盒子(CDR-SB),阿尔茨海默病评定量表(ADAS) -11年,ADAS-13,和ADAS-Q4分数的MCI患者和阿尔茨海默病明显高于控制;相同的参数在阿尔茨海默病的患者明显高于MCI患者。阿尔茨海默病的患者有显著较高的得分时间来完成乙方的小道让测试与控制和MCI患者。WMLVF GMVF,脑脊液总τ和磷酸化τ水平,RAVLT比例的忘记,时间来完成B部分的分数之间的小道让测试没有显著不同MCI患者和控制。此外,摄影SUVRs RAVLT(学习和忘记的百分比)分数,和脑脊液生物标记值没有显著不同的MCI患者和阿尔茨海默病。
差异在MRI测量
在调整了年龄、性别、年教育,扫描网站,APOEε4基因载体状态(模式1),意思是阿尔卑斯山指数(p显著降低和D = 0.026)zz,协会(p= 0.006),Dyy,项目(p= 0.003),PVSVF-WM (p< 0.001),PVSVF-BG (p< 0.001),PVSVF-ALL (p< 0.001),脑FW-WM (p= 0.025)在阿尔茨海默病的患者明显高于控制(图4;eFigure 2;eTable 1的补充,links.lww.com/WNL/C352)。PVSVF-ALL (p= 0.006)和PVSVF-WM (p= 0.018)的MCI患者显著高于控制。没有明显的差异xx,协会Dyy,协会Dxx,项目Dzz,项目和PVSVF-Hipp 3组;在Dzz,协会,Dyy,项目,意思是阿尔卑斯山指数、FW-WM PVSVF-BG MCI患者和控制参与者之间;和维zz,协会,Dyy,项目,意思是阿尔卑斯山指数PVSVF-ALL PVSVF-WM, FW-WM MCI患者和阿尔茨海默病。
所示的小提琴和箱形图的意思是阿尔卑斯山指数,PVSVF-ALL, PVSVF-WM, PVSVF-BG, PVSVF-Hipp,和FW-WM健康控制(HC)参与者,MCI患者和阿尔茨海默病的患者。的p值对应于一般线性模型分析。统计学意义是p< 0.05。
在模型2中,其中包括WMLVF作为协变量除了这些模型1,PVSVF-WM (p< 0.001),PVSVF-ALL (p< 0.001)和PVSVF-BG (p= 0.009)仍然在阿尔茨海默病的患者显著高于控制。明显高于PVSVF-ALL (p= 0.004)和PVSVF-WM (p= 0.007)也一直在MCI患者比健康控制参与者。此外,明显高于PVSVF-ALL (p< 0.001)和PVSVF-WM (p< 0.001)观察阿尔茨海默病的患者比那些MCI。相比之下,显著差异在PVSVF-BG观察阿尔茨海默病和MCI患者中观察到阿尔卑斯山FW-WM和平均指数模型1和观察阿尔茨海默病的患者和控制之间不再存在于模型2包括额外的WMLVF协变量。
在模型3中,包括FA、医学博士和WMLVF不除了这些模型1,意思是阿尔卑斯山指数(p= 0.040)显著降低在阿尔茨海默病的患者相比,在控制。符合模型1,一个重要的差异意味着阿尔卑斯山指数不观察到MCI患者和控制或阿尔茨海默病和MCI患者。
在模型4中,其中包括GMVF作为一种新的协变量的协变量添加到模型2,使用模型获得的结果2相对保存。PVSVF-WM (p< 0.001)和PVSVF-ALL (p< 0.001)在阿尔茨海默病的患者明显高于对照组和MCI患者,而PVSVF-BG (p= 0.020)在阿尔茨海默病的患者明显高于对照组。PVSVF-ALL (p= 0.003)和PVSVF-WM (p= 0.004)仍然在MCI患者显著高于对照组。在PVSVF-BG没有显著差异,PVSVF-Hipp FW-WM,意味着阿尔卑斯山指数3组中被发现。
模型5,GMVF作为协变量模型3的除了这些,意思是阿尔卑斯山的显著差异指数模型1中观察到的组织不再是礼物。
相关性分析
高PVSVF-BG FAQ得分较差(r年代= 0.42,p罗斯福= 0.026)(图5;eTable 2的补充,links.lww.com/WNL/C352)。高FW-WM也降低脑脊液Aβ42 (r年代=−0.47,p罗斯福= 0.021),更糟的是MMSE评分(r年代=−0.41,p罗斯福= 0.021),更糟的是FAQ评分(r年代= 0.36,p罗斯福= 0.044)。低的意思是阿尔卑斯山指数降低脑脊液Aβ42 (r年代= 0.41,p罗斯福= 0.026),摄影SUVr (r年代= 0.54,p罗斯福< 0.001),更糟的是MMSE (r年代= 0.41,p罗斯福= 0.026),FAQ (r年代=−0.38,p罗斯福= 0.016),CDR-SB (r年代=−0.47,p罗斯福= 0.003),ADAS-11 (r年代=−0.40,p罗斯福= 0.013)和ADAS-13分数(r年代=−0.33,p罗斯福= 0.041)。PVSVF-ALL的相关性,PVSVF-WM, PVSVF-Hipp神经心理学成绩,脑脊液生物标记值,宠物SUVRs, Hipp体积并不重要。
讨论
本研究采用无创性磁共振测量,评估整个大脑血管周的网络在MCI患者和阿尔茨海默病。观察到的高PVSVFs FW-WM和低意味着阿尔卑斯山指数在阿尔茨海默病的患者相比,控制参与者可能反映了pv的扩张,增加细胞外游离水在WM间隙空间,并降低水扩散系数perivenous空间,可能由于glymphatic系统的损伤。相比之下,PVSVF-ALL和PVSVF-WM MCI患者的变化可能表明早期损伤periarterial空间。这些措施,FW-WM阿尔卑斯山和平均指数明显与CSF Aβ水平相关,摄影SUVRs和多个认知得分。
在阿尔茨海默病的患者,在调整了年龄、性别、年教育,扫描网站,APOEε4基因载体的地位,PVSVF显著扩大在除了海马区域与控制。这个结果与之前的研究一致表明,血管周的腔的扩张在阿尔茨海默病主要出现在WM(特别是在中枢semiovale)12,- - - - - -,14,20.BG和在某些情况下。13,14研究还表明,与认知功能相关的海马pv不是或痴呆的发生。31日此外,与先前的研究一致,13,32MCI患者只显示更高的PVSVF-ALL和PVSVF-WM参与者与控制。考虑MCI作为阿尔茨海默病的前驱阶段,我们的研究结果表明,增大periarterial空间最早出现。值得注意的是,之间的显著差异在PVSVF-ALL和PVSVF-WM阿尔茨海默病和MCI患者仅观察后加入WMLVF混杂因子。正如所料,WMLVF在阿尔茨海默病的患者明显高于在MCI患者,提供支持wml可能有助于提高阿尔茨海默病的风险。因此,我们的研究结果表明,WMLVF应该被包括在模型PVSVF评估。尽管pv扩张与阿尔茨海默病相关的确切原因仍不明,其提出了病理结果从大脑堵塞排水通道由于Aβ的积累。33事实上,Aβ沉积也被证明发生在毛细管周和periarteriolar膜,但不是perivenular膜。34其他核磁共振措施之间的显著相关性(意思是阿尔卑斯山指数和FW-WM)和CSF Aβ观察MCI患者和阿尔茨海默病进一步表明血管周的积累Aβ血管周围间隙障碍的原因。
在阿尔茨海默病的明显高于FW-WM与之前报道的数据是一致的。21,22这里,我们进一步表明,增加FW-WM可能反映了停滞的排水引起的血管周的清除障碍。与之前的一项研究中,22我们研究还观察到显著FW-WM与认知功能之间的相关性,如执行功能、视觉建设、visuomotor协调,和语言表现,强调大脑积累安全部队在认知障碍的影响。然而,相比之下,显著差异在FW-WM MCI患者和控制参与者之间观察到杜蒙特等。21在同一个ADNI-2队列没有发现在这项研究中,这可能是由于抽样大小区别我们的研究。在这项研究中,我们评估小样本(31控制、44 MCI患者和36例阿尔茨海默病)相对于检查。杜蒙et al。21(81控制,103 MCI患者,42岁的阿尔茨海默病)患者因为我们只有选择病人在通用电气扫描仪成像以避免交叉运营的变化。此外,与在我们的研究中,他们并没有考虑年龄、性别、年教育,扫描网站,APOEε4基因载体的混杂因素。值得注意的是,相比PVSVF,即使正常WM没有wml FW-WM测量中,FW-WM不再观察后的重大变化将WMLVF混杂因子,表明FW-WM受到wml的影响的变化。在这项研究中,WMLVF老年痴呆症患者高于在MCI患者和健康对照组;因此,小血管疾病病理可能也影响了弗兰克-威廉姆斯水平升高在阿尔茨海默病的患者中发现。事实上,弗兰克-威廉姆斯在正常白质被报道小血管疾病患者增加。35
我们观察到显著降低意味着阿尔卑斯山指数在阿尔茨海默病的患者与控制参与者相比,但我们并没有发现任何MCI患者和控制参与者之间的显著差异。这些发现与先前的部分一致由管家等初步研究,36相对评估阿尔卑斯山指数在一小批16阿尔茨海默病的患者,10 MCI患者和10名健康的参与者使用一般线性模型调整年龄、性别、和APOEε4基因状态。符合我们的结果时,他们发现阿尔卑斯山指数明显降低患者的阿尔茨海默病;然而,在我们的结果相比,他们发现明显降低在阿尔卑斯山指数的MCI患者相比,控制参与者。这种差异可能是由于他们的小样本大小(N= 36参与者)相对于我们的(N= 半岛中国官网111人)。此外,不像在这项研究中,他们的研究并没有调整多年来的教育,这是一个痴呆的重要危险因素。37这一事实意味着阿尔卑斯山指数没有显著不同MCI患者和控制参与者之间在这个研究表明水扩散系数的相对保存在MCI perivenous空间。一个纵向研究来支持我们的研究至关重要。值得注意的是,意思是阿尔卑斯山指数的变化保留即使在FA和MD的混杂因素纳入多元分析。此外,我们观察到显著变化只在Dzz,协会和Dyy,项目在阿尔茨海默病与控制相比,患者反映增加水扩散垂直于协会和投射纤维,分别。这些发现表明这些纤维变性的阿尔茨海默病,与先前的研究结果同时发生。38,- - - - - -,42缺乏显著变化xxassoc和Dxxproj值表明,增加水扩散垂直于WM大片抵消减少水沿着pv扩散。因此,阿尔卑斯山指数除以D的平均值计算xxproj和Dxxassoc平均的Dyyproj和Dzzassoc消除扩散系数的影响与WM微结构和强调沿着pv扩散系数;这表明阿尔卑斯山指数显著降低在阿尔茨海默病的情况下。在一起,我们证明了阿尔卑斯山的变化意味着指数主要由水扩散系数的变化perivenous空间和不受WM完整性的影响。然而,相比之下,其他参数包含在我们的模型中,观察到的重大变化意味着阿尔卑斯山指数不存在夹杂物后WMLVF和GMVF作为协变量,指示wml和通用汽车的影响萎缩在MCI glymphatic障碍和阿尔茨海默病,需要进一步调查。WML病理学是影响最终英尺的星形胶质细胞,导致glymphatic系统的损伤。43此外与本研究的结果一致,阿尔卑斯山脉之间的关联指数和地区通用萎缩以前报道的老年人在一项研究中,30.也探讨了阿尔卑斯山指数与睡眠协会形象和神经心理的表现。演示阿尔卑斯山脉之间的一个关联指数和睡眠概要和通用卷是一个研究的力量,虽然痴呆患者不包括在内。因此,本研究的结果,包括较低的阿尔卑斯山指数患有阿尔茨海默病协会和阿尔卑斯山与CSF Aβ水平指数和多个神经心理学成绩,补充,研究的结果。
意思是阿尔卑斯山脉之间的显著相关性指数和大脑葡萄糖代谢也值得注意。Aβ沉积被证明导致神经元和星形胶质细胞葡萄糖代谢下降,可能导致神经损失。44此外,与先前的研究一致,9,36我们观察到显著的意思是阿尔卑斯山指数之间的相关性和多个认知功能量表,如MMSE、CDR-SB, FAQ, ADAS-11, ADAS-13。总之,我们的研究结果表明,协会glymphatic系统损伤神经元损失,导致认知和日常生活的发展障碍的阿尔茨海默病。此外,我们还显示使用的意思是阿尔卑斯山指数作为阿尔茨海默病的疾病进展生物标志物。
这项研究有一些局限性。首先,阿尔卑斯山指数不能评估整个大脑glymphatic函数。它是基于正交投影几何关系和关联纤维和侧脑室体髓动脉和静脉。9因此,阿尔卑斯山只能在侧脑室体水平的评估。值得注意的是,阿尔卑斯山指数不完全测量扩散系数perivenous深髓静脉周围的空间,它也受到周围白质微结构包括在ROI。因此,阿尔卑斯山索引需要更多仔细的解释和进一步调查。第二,我们没有使用GBCAs测量glymphatic功能。尽管CSF示踪剂的使用是相当入侵,它可以被视为当前黄金标准测量glymphatic功能。6然而,正如上面提到的,阿尔卑斯山指数据报道高度与glymphatic函数计算MRI鞘内GBCA政府措施。25第三,我们只用T1w pv分割图像。Sepehrband et al。27报道更多的pv时只有T1w或t2加权(T2w)图像增强的pv时使用相对于对比图像得到除以(即过滤图像。,T1w / T2w)。然而,没有证据表明一个更优越的形象在pv分割。此外,所有pv面具在这个研究中被手动检查识别错误和未被发现的pv。我们也承认pv分割方法的局限性。未来的研究应该使用高分辨率和准各向同性结构磁共振成像。此外,pv分割的准确性取决于图像预处理步骤的质量和管状噪声可能会认为是pv。第四,本研究缺乏病理验证。尽管先前的研究已经表明,更高层次的FW-WM反映了安全部队停滞,45,46确切的病理过程,细胞外的水变化由弗兰克-威廉姆斯的变化表示还没有完全理解。弗兰克-威廉姆斯的变化可以通过不同的生理机制发生,如萎缩、水肿、神经炎症,降低髓内容或调制在血脑屏障的通透性。第五,我们只从ADNI-2数据库评估横截面数据。未来的研究还应该评估纵向ADNI-2数据验证的无创性glymphatic MRI测量的有效性。第六,glymphatic功能障碍与睡眠障碍有关30.;然而,在目前的研究中,我们无法评估睡眠质量之间的关系和glymphatic障碍MCI患者和阿尔茨海默病因为缺乏数据。因此,未来的研究还应该评估潜在相关性glymphatic功能障碍和睡眠障碍。最后,我们承认的证据支持这些MRI的效用指标在评估glymphatic系统功能仍然是不够的。
总之,我们报告PVSVF FW-WM更高,而阿尔卑斯山指数在患有阿尔茨海默病较低,这可能反映出glymphatic系统的损伤。此外,我们的研究结果提供的证据早periarterial空间变化由PVSVF(索引),见MCI患者。最后,我们的研究还建议glymphatic障碍之间的关联在阿尔茨海默病和Aβ沉积,神经损伤,和认知障碍。然而,考虑到本研究的方法论上的局限,特别是关于阿尔卑斯山指数,结果进行解释时应特别谨慎。
研究资金
数据收集和分享这个项目是由ADNI(美国国立卫生研究院的资助。U01 AG024904)和国防部ADNI(国防部授予数量w81xwh - 12 - 2 - 0012)。本研究部分支持的顺天堂研究品牌项目,jsp KAKENHI(格兰特JP16H06280号、JP18H02772和19 k17244),一个特殊的研究补助金的普通的私立学校费用补贴促销和互助公司日本的私立学校,大脑/思想超越计划(批准号JP19dm0307101)日本医学研究和开发署(艾湄湾)和艾湄湾格兰特JP21wm0425006数量。创新生物医学可视化的部门(iBMV),名古屋大学研究生院医学、经济是由佳能医疗系统公司。
信息披露
k . Kamagata接收jsp KAKENHI授予19 k17244数量和拨款顺天堂研究品牌项目和大脑/思想超越计划(批准号JP19dm0307101)日本医学研究和发展机构和BMC神经病学的编辑委员会成员。半岛投注体育官网c . Andica报告没有披露相关的手稿。k . Takabayashi报告没有披露相关的手稿。y齐藤报告没有披露相关的手稿。t . Taoka接收jsp KAKENHI格兰特21 k07563数量和部门的创新生物医学可视化(iBMV),名古屋大学研究生院医学、经济是由佳能医疗系统公司。h . Nozaki报告没有披露相关的手稿。j . Kikuta接收jsp KAKENHI格兰特20 k16737数量。美国Fujita报告没有披露相关的手稿。a . Hagiwara报告没有披露相关的手稿。 K. Kamiya receives JSPS KAKENHI Grant Number 21K07629. A. Wada receives JSPS KAKENHI Grant Number 18K07730. T. Akashi reports no disclosures relevant to the manuscripts. K. Sano reports no disclosures relevant to the manuscripts. M. Nishizawa reports no disclosures relevant to the manuscripts. M. Hori receives JSPS KAKENHI Grant Number 19K08161 and is an deputy editor-in-chief of Magnetic Resonance in Medical Sciences, an editor of Neuroradiology and Japanese Journal of Radiology. S. Naganawa reports no disclosures relevant to the manuscripts. S. Aoki receives JSPS KAKENHI Grant Number 16H06280, 18H02772 and the Juntendo Research Branding Project and a Grant-in-Aid for Special Research in Subsidies for ordinary expenses of private schools from The Promotion and Mutual Aid Corporation for Private Schools of Japan, and the Brain/MINDS Beyond program (grant no. JP19dm0307101) of the Japan Agency for Medical Research and Development (AMED), and AMED under grant number JP21wm0425006. Go to半岛投注体育官网Neurology.org/N为充分披露。
承认
数据收集和分享这个项目由阿尔茨海默病的神经影像学(ADNI)(美国国立卫生研究院的资助U01 AG024904)和国防部ADNI(国防部奖号码w81xwh - 12 - 2 - 0012)。ADNI是由美国国家老龄问题研究所资助,国家生物医学成像和生物工程研究所,并通过慷慨的贡献如下:AbbVie,阿尔茨海默氏症协会;阿尔茨海默病药物发现的基础;Araclon生物技术;BioClinica有限公司;生原体;百时美施贵宝公司;CereSpir有限公司;Cogstate;卫材公司。 Elan Pharmaceuticals, Inc.; Eli Lilly and Company; EuroImmun; F. Hoffmann-La Roche Ltd and its affiliated company Genentech, Inc.; Fujirebio; GE Healthcare; IXICO Ltd.; Janssen Alzheimer Immunotherapy Research & Development, LLC.; Johnson & Johnson Pharmaceutical Research & Development LLC.; Lumosity; Lundbeck; Merck & Co., Inc.; Meso Scale Diagnostics, LLC.; NeuroRx Research; Neurotrack Technologies; Novartis Pharmaceuticals Corporation; Pfizer Inc.; Piramal Imaging; Servier; Takeda Pharmaceutical Company; and Transition Therapeutics. The Canadian Institutes of Health Research is providing funds to support ADNI clinical sites in Canada. Private sector contributions are facilitated by the Foundation for the National Institutes of Health (www.fnih.org)。授权者组织是加州北部研究和教育研究所和阿尔茨海默病治疗的研究是协调在南加州大学的研究所。ADNI数据传播的神经成像实验室在南加州大学。的authors gratefully acknowledge the research support of Wataru Uchida, Mana Owaki, and Kaori Nishiyama.
附录的作者
脚注
去半岛投注体育官网Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
↵*这些作者的贡献同样工作co-first作者:Koji Kamagata,克里斯蒂娜Andica
提交和外部同行评议。处理编辑器是琳达好时,医学博士,FAAN。
本文的数据用于制备得到的阿尔茨海默病的神经影像学(ADNI)数据库(adni.loni.usc.edu)。因此,调查人员在ADNI导致的设计和实现ADNI和/或提供数据,但没有参与分析或写这份报告。的完整清单ADNI调查人员可以发现:links.lww.com/WNL/C353。
这篇文章加工费由日本医学研究和开发署(艾湄湾)。
- 收到了2022年2月16日。
- 接受的最终形式2022年8月12日。
- 版权©2022年作者(年代)。发表的Wolters Kluwer健康,公司代表美国神经病学学会。半岛投注体育官网
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