摘要
摘要目的:横断面研究7-T MRI在视神经脊髓炎频谱障碍(NMOSDs)和多发性硬化症(MS)中不同的白质和皮质灰质病理。
方法:在我们的7-T MRI研究中，我们纳入了10例nmods患者和18例MS患者。成像方案包括T2*加权快速低角度射击和涡轮反转恢复量级序列。评估白质和皮质灰质病变，特别考虑其(血管周围)定位以及低信号边缘的表达。
结果:我们在10例nmods患者中的7例中检测到140个白质病变。MS斑块几乎完全以小静脉为中心(92%)，并表现出特征性的低信号边缘(23%)，与之相反，NMOSDs患者的白质变化在外观上是非特异性的，只是偶尔与血管相邻(49个病变[35%])。p= 0.003)。低强度边缘非常罕见(3个病变[2%]);p< 0.001)。nmods未见皮层病变。在我们的MS队列中，我们在18例患者中的7例中检测到36例皮质白质病变，8例皮质内病变和8例枕下皮质病变。
结论:白质的MRI特征和皮层灰质的缺失可以区分nmods和MS，并可以作为区分这两种实体的潜在标记物。事实上，皮质病理在多发性硬化症中很常见，但在NMOSDs患者中并不存在，这可能反映了潜在发病机制的差异。
术语表
- AQP4=
- aquaporin-4;
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- 涡轮反转恢复幅度;
- TR=
- 重复的时间;
- WML=
- 白质病变
视神经脊髓炎(NMO, Devic综合征)是一种使人衰弱的自身免疫性中枢神经系统疾病，可导致视神经和脊髓的严重攻击。1由于发现了靶向水通道蛋白-4 (AQP4)的特异性自身抗体(NMO-immunoglobulin G)，2，- - - - - -，7视神经脊髓炎谱系障碍(NMOSDs)如今被认为是一种独立的疾病实体，不再是多发性硬化症(MS)的变体，这也反映在与MS不同的治疗方案上。8，- - - - - -，11
然而，在疾病早期阶段区分nmods和MS仍然具有挑战性。12脊髓MRI已被证明有助于区分nmods与其他神经炎性疾病。13此外，nmods患者的脑白质病变(WMLs)已被报道，使其与MS的区别更加复杂。14，15
通过利用超高场强下信噪比的增加，7t MRI实现了脑病变的可视化，并提供了最大的解剖细节，揭示了MS斑块的血管周围定位。16，- - - - - -，18通常表现为T2*加权图像的特征性低信号边缘。19
对于灰质，7-T MRI有助于检测MS的皮质病理;19，- - - - - -，21这在较低场强的常规MRI中是不可见的。18，22，23近年来，关于非mosds中皮质病理的发生一直存在争议。24，- - - - - -，26
在此背景下，我们研究了7-T MRI在NMOSDs和MS之间区分白质和皮质灰质异常的潜力，特别是，我们评估了NMOSDs的WMLs是否表现出与MS相似的血管周围病变形态，以及NMOSDs是否存在与MS相同程度的皮质病理。18，- - - - - -，23，27
方法
研究参与者。
我们前瞻性地招募了10例符合当前诊断标准的非mosds患者。13，28此外，根据目前的小组标准，18例复发-缓解型MS (RRMS)患者29由一名不了解MRI数据的研究者从德国柏林charit
标准方案批准，注册和患者同意。
该研究得到了当地伦理委员会的批准，并按照当前适用版本的赫尔辛基宣言、国际良好临床实践协调会议的指导方针和适用的德国法律进行。所有参与者都给予了知情的书面同意。
MRI数据采集。
在7-T全身磁共振系统(Magnetom;西门子，Erlangen，德国)在柏林超高场设施，Max Delbrueck分子医学中心，柏林，德国，应用为脑成像定制的24通道接收射频线圈(Nova Medical, Wilmington, MA)。成像方案包括二维轴向T2*加权快速低角度拍摄(FLASH)(回波时间[TE] 25 msec，重复时间[TR] 1820 msec，采集时间12:11 min，空间分辨率0.5 × 0.5 × 2mm;幕上脑覆盖)和二维涡轮反演恢复幅度(TIRM) (TE 90 msec, TR 16000 msec，反演时间2925.5 msec，采集时间12:50 min，空间分辨率1 × 1 × 2 mm;全脑覆盖)。切片间无间隙，未使用造影剂。
病灶计数量化。
由训练有素的观察者(T.S.)对临床数据和DICOM头部信息不知情，在T2*加权的FLASH和TIRM图像上评估总病变计数和心室周围病变计数。临床神经放射学家(J.W.)在第二次阅读中重新评估了这些数据，他对患者数据和诊断不知情。在这两份读数中，病灶被定义为在T2*加权的FLASH图像上，相对于周围正常的白质或灰质，在体积上至少有3个体素的簇呈高强度，在TIRM上显示相应的高强度。我们区分了脑室周围、皮质旁、深部白质和皮质病变。与组织病理学标准类似，35我们区分了脑白质(I型)、纯皮质内(II型)和脑皮质下(III/IV型)病变，这些病变从脑皮质下基底延伸至脑皮质下(III型)灰质或跨越所有皮质层(IV型)。此外，我们还评估了病变形态学中低信号边缘的表达和血管周围定位。数据分析使用OsiriX(版本3.8.1;OsiriX基金会，日内瓦，瑞士)。病变通过OsiriX集成感兴趣区域函数手动掩盖。
此外，在另一项不考虑诊断类别的独立分析中，我们使用提供全脑覆盖的TIRM图像来评估MS的空间传播标准。36
统计分析。
采用Mann-Whitney法对年龄、病程、EDSS评分、血管周围分布及低信号环的表达进行评估U检验(MWU)和性别组差异Pearson χ2检验(α = 0.05)。
所有测试均使用IBM SPSS Statistics (version 20, IBM, Somers, NY)进行。p< 0.05被认为是显著的。我们的研究是探索性的，之前没有进行功率计算或多重测试的调整。
结果
wml的频率。
在这项超高场MRI研究中，18例(100%)MS患者中有18例可检测到典型形状的MS斑块。所有MS患者的脑部MRI扫描均符合空间播散标准。36相反，我们发现10例nmods患者中有7例(70%)的脑白质损伤具有相当不特异性的外观。10例NMOSDs患者中有1例(10%)的脑MRI扫描符合MS空间播散标准。36总的来说，我们在T2*加权的FLASH序列上检测到MS队列中的533个WMLs和NMOSD队列中的140个WMLs。
WML形态。
就个体WML形态而言，NMOSDs患者与MS患者在血管周围定位和存在低信号边缘(图1和2，表2)。而MS斑块几乎完全位于血管周围(489 [92%])，NMOSDs病变中的小病变内血管通常较少，很少集中在病变内(49 [35%]，MWU)p= 0.003) (表2)。
散点图显示nmods(圆形)与MS(三角形)的病变具有血管周围环境和低信号边缘的表达;每个符号代表一个病人。没有脑部病变的患者不被显示。显著性水平:**p< 0.01;＊＊＊p< 0.001。散点图显示了两个读数的平均病变数。
MS斑块(D−F)几乎完全以小血管为中心(黑色箭头)，通常表现为低信号边缘(黑色箭头)。相比之下，NMOSD病变(A−C，白色箭头)外观相当不特异性和模糊，没有明确划分的病变边界。
相当大比例的MS病变(23%;平均病灶数124个(第一盲法138个，第二盲法110个)被形状清晰的低信号边缘包围。相比之下，只有1例NMOSD患者在3个病变边缘出现信号低信号(MWU)p< 0.001) (图1，表2)。回顾性研究发现，与MS病变周围的强低信号边缘相比，nmods的这些侧部低信号较弱且不明显。
此外，MS和nmods患者脑白质损伤的分布模式也有很大差异。虽然MS病变最常位于脑室周围白质(205例[38%])，但NMOSD病变主要位于深部白质(85例[61%])(表2)。
灰质病变。
分析皮层灰质未发现nmods的任何病理。NMOSDs患者中皮质病变的缺失是惊人的，这与MS队列形成了鲜明对比，在MS队列中，我们在18例MS患者中检测到7例(39%)的病变。在这里，我们描述了36个白质皮质(I型)，8个纯皮质内(II型)和8个枕下(III/IV型)病变(图e-1)首页®网址:www.首页neurology.org和表3)。
讨论
在这项超高场强MRI研究中，我们比较了NMOSDs和ms的脑实质病理的发生、分布和形态学。我们发现WML的形态和分布以及皮质灰质病变的存在或不存在有相当大的差异。
本研究的一个重点是在高分辨率下研究nmods的白质异常。最初，人们认为nmods中不存在脑白质损伤，这与明确的诊断相矛盾。然而，一些研究报道了nmods的脑MRI病理表现。15，37，38其中一些病变——脑室周围和下丘脑区域大而广泛的斑块——被认为是NMOSDs的特异性，因为它们发生在AQP4高表达的部位。37，38但非特异性WML也存在于高达68%的nmods患者中。15，30.
根据这些数据，我们在这里使用7-T T2*加权FLASH成像检测到70%的NMOSDs患者的白质异常。然而，与常规MRI上的表现相反，MS斑块(而非NMOSD病变)几乎完全以小静脉为中心，通常表现为低信号边缘。先前的报道主要针对MS斑块在7 T的典型血管周围环境。16，- - - - - -，18这被认为是区分神经炎症性脑损伤与血管性脑损伤或非特异性脑损伤的标志。39最近，一项7- tt2 *加权成像的超高场MRI研究表明，80%的MS病变位于血管周围，而只有19%的无症状白质脑损伤位于血管周围。作者得出结论，血管周围环境可预测脱髓鞘病变。39我们的研究显示92%的MS病变的血管周围定位证实了先前的报道16，17，39并强调了结论，即在脑斑块中心存在静脉是将其分类为真正的MS病变的先决条件。
另一方面，NMOSD病变在T2*加权图像上显示没有典型的低信号边缘，仅在少数病变中显示血管交叉。考虑到NMOSD病变显著的血管病理特征，这一发现让我们感到惊讶。此外，NMOSD斑块表现为血管共定位，最常见于病变周围，类似于血管病变模式，例如在微血管病变患者中。
观察灰质变化，我们发现皮层病变存在于高比例的MS患者中，这与文献很好地吻合。18，- - - - - -，23，27，35然而，据报道，超高场MRI获得的枕下皮质MS病变频率更高。20.这种差异可以解释为在我们的MS队列中没有继发性进展病程，病程较短，EDSS评分较低。
重要的是，与MS相比，nmods患者完全没有皮层病理。在nmods中存在的皮质病理一直有争议的讨论。由于一项研究应用磁化转移(MT)和扩散张量成像(DTI)，主要对结构完整性和微结构损伤敏感的MRI技术，报道了NMOSDs的灰质损伤，25皮层病理被假设为nmods的常见发现。然而，最近一项包括19名患者的尸检研究对这些发现提出了质疑。尽管皮质区AQP4表达水平较高，但在这些nmods患者中未检测到皮质脱髓鞘。24由于所选择的诊断标准，患者队列选择的潜在差异可能解释了这些差异;而之前的一项研究25AQP4抗体检测前采用1999年诊断标准;12我们根据2006年标准调查NMOSDs患者，该标准执行抗体状态。13此外，7- tt2 *加权FLASH MRI具有非常高的空间分辨率和信噪比。然而，在常规场强下，皮层MT和DTI容易由于空间分辨率差而产生部分体积效应。最后，微结构损伤，例如，由于轴突逆行变性对皮质神经元的影响，25即使在超高场MRI序列上也未引起T2*信号改变，这可能与MT和DTI异常有关。
虽然我们的研究结果不能明确排除nmosd的皮质损伤，但在相同条件下7 T时，我们的MS队列中皮质病理的良好可见性证明了nmosd中相关的皮质灰质病理。这一观察结果也可以部分解释与多发性硬化症相比，nmods没有继发性进展病程。24，40
我们的研究结果表明，7-T MRI能够区分NMOSD脑白质和MS脑白质，它们表明NMOSD脑白质的性质不同。15由于无症状白质病理没有ms样病变，39我们的研究结果支持这样的假设，即MS斑块的典型形态是这种疾病所特有的。
我们观察到NMOSDs和MS的皮层灰质和白质病变有明显的差异，MS中经常检测到皮层损伤，而NMOSDs中没有。与MS斑块特有的WML形态相反，NMOSD病变没有显示出类似的特征性病变模式。这两项发现可以作为区分nmods和MS的影像学标记，并强调不同的潜在疾病病理。
作者的贡献
所有作者都设计和协调了这项研究。T.S.起草了手稿。所有作者都修改了原稿。T.S.和J.W.分析了数据。T.S.进行了统计分析。j.d.， C.F.P, k.r.， l.h.， s.j.和F.P.对患者进行评估。法学博士,t . C.F.P,成员j.w., F.P. MRI进行。所有作者在准备试验和手稿时都提供了重要的知识内容。
信息披露
T. Sinnecker没有披露任何信息。J. Dörr获得了诺华公司和拜耳Vital公司的研究经费，诺华公司的差旅支持，拜耳Vital公司和诺华公司的演讲酬金。C.F. Pfueller获得了梯瓦制药公司(Teva Pharmaceuticals Inc.)的旅行资助。L. Harms获得Biogen Idec、Bayer Vital、Biomarin、Novartis、Merck-Serono和Talecris的演讲荣誉;担任Biomarin和Novartis的顾问委员会成员;并获得了Biogen和拜耳医疗的研究支持。K. Ruprecht获得了Merck Serono, Biogen Idec, Bayer Schering Pharma和Novartis的旅行和演讲酬金资助，并获得了Novartis的研究支持。S. Jarius得到了欧洲多发性硬化症治疗和研究委员会(ECTRIMS)的奖学金以及拜耳医疗保健和默克雪兰诺的研究资助。W. brck获得了Teva Pharma、Biogen Idec、Novartis和Bayer Schering的资助;获得拜耳先灵、百健爱德、默克雪兰诺、梯瓦/赛诺菲-安万特和诺华的演讲酬金; and is member of the company advisory boards of Teva/sanofi-aventis, Novartis and Biogen Idec. T. Niendorf reports no disclosures. J. Wuerfel serves on the advisory board of Novartis. F. Paul received speaker honoraria, travel grants and research grants from Teva/sanofi-aventis, Bayer Schering, Merck Serono, Biogen Idec, Novartis, and travel reimbursement from the Guthy-Jackson Charitable Foundation.请登录Neu首页rology.org了解详情。
鸣谢
作者感谢我们的研究护士和技术人员Cordula Rudolph, Franziska Lipske, Antje Els和Susan Pikol，以及我们的生物信息学家Timm Oberwahrenbrock的出色支持。
脚注
研究经费:由德国研究基金会(DFG Exc 257 to fp, cp, and J.D.)资助。
补充资料见www.首页neurology.org
- 收到了2011年12月21日。
- 接受2012年3月28日。
- 版权所有©2012 AAN Enterprises, Inc。
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