兒童孤獨(dú)癥腦影像學(xué)研究進(jìn)展

1、綜述Progress of brain imaging in childhood autismSUN W en1, 2, J IA Shao -wei1*, H U Shu1(1. D ep artment of N uclear M edicine, P ek ing Univer sity Shenz hen H os p ital, Shenz hen 518036, China;2. M edical Colleg e of Shantou Univ er s ity , Shantou 515041, ChinaAbstract Childho od autism (CA is a

2、kind of refr acto riness disease. T he character istics o f brain imag ing of CA w ere re -v iew ed in this art icle. Cer ebr al blo od flo w perfusion tomo gr aphy revealed abno rmalities of r egional cerebral blood flow and functio n in left (o r both frontal lo bes, left Bro ca ar ea and left Wer

3、 nicke area. G lucose metabo lism imag ing show ed an de -cr ease o f local cerebral metabolic r ate of g lucose (LCM RG lu in t he fro ntal lobe, tempo ral lobe and thalamus. DA T SP ECT imag ing indicated the dopamine tr ansport er (DA T level in the br ains of the childr en with autism w as hig h

4、er co mpar ed with that in no rmal co ntro ls, but there was no differ ence in distr ibution. T he ser otonin transpo rter (SERT imaging pr oved de -clined r euptake capacity in medial pr efro ntal co rtex. Reduced 5-H T 2r eceptor density and impaired sy nthetical capacity of 5-HT wer e obser ved i

5、n autistic childr en. fM RI sho wed neural pathw ay abno rmalities in co rtex -limbic sy stem, and illust rated the w hite matter integr ity disconnected in many brain reg ions in childr en w ith autism, sig nificant reductions in NA A and less ratio of N A A /Cr, and so o n.Key words A ut istic dis

6、order; Diag no stic imag ing; Child兒童孤獨(dú)癥腦影像學(xué)研究進(jìn)展孫 雯 1, 2綜述 , 賈少微 1*, 胡 疏 1審校(1. 北京大學(xué)深圳醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 , 廣 東 深圳 518036; 2. 汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 , 廣東 汕頭 515041摘 要 兒童孤獨(dú)癥 (CA 是一種難治性疾病。本文綜述其腦影 像學(xué)顯像特點(diǎn)。腦血流灌注顯像示 CA 患兒左側(cè) (或 雙 側(cè) 額葉前部、 左側(cè) Broca 區(qū)和左側(cè) Wernicke 區(qū)局部腦血流灌注和功 能異常 ; 葡萄糖代 謝顯像示 額葉、 顳 葉及丘 腦等局 部 腦葡萄糖代謝率 (L CM RG lu 減低 ; 多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體

7、 (DA T 顯像示 CA 患兒腦內(nèi) D AT 水平高于對(duì) 照組 , 但兩者分布 無(wú)差異 ; 5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體 (SER T 顯像示 SER T 再攝 取能力 在大 腦內(nèi) 側(cè)額葉 皮質(zhì) 下降 ; 5-H T 2受體 顯像 提示 , 5-H T 2受體 密度 減 低。 CA 患兒腦內(nèi) 5-H T 合成能力減低 ; fM RI 示 CA 患兒皮層 -邊緣系統(tǒng)神經(jīng) 通路異常 , 腦內(nèi)多 個(gè)部位白 質(zhì)纖維 的完整 性 受到破壞 , 腦內(nèi) NA A 濃度減低、 N AA /Cr 比值降低等。 關(guān)鍵詞 孤獨(dú)性障礙 ; 診斷顯像 ; 兒童中圖分類(lèi)號(hào) R749 94; R445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 10

8、03-3289(2011 06-1303-04作者簡(jiǎn)介 孫雯 (1982 , 女 , 陜西咸陽(yáng)人 , 在讀碩士。研究方向 :神經(jīng) 系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)。 E -mail:zhizh u326sina. com通訊作者 賈少微 , 北京大學(xué)深圳醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 , 518036。 E -mail:jiaoshaow ei2003yahoo. com. cn 2011-03 兒童孤獨(dú)癥 (childhood autism, CA 是兒童早期 的一種廣泛性發(fā)育障礙 , 以社會(huì)交往、 言語(yǔ)發(fā)育、 智力發(fā)育障礙 , 興趣范圍狹窄和重復(fù)刻板行為為典型臨床 特征。 流 行 病 學(xué) 調(diào) 查 CA 在 我 國(guó) 的 發(fā) 病 率

9、 為 0 281, 國(guó)外為 1 892。將功能、 代謝和 CT 解剖信息 相融 合的 SPECT/CT 、 PET /CT 和 fMRI 等 設(shè) 備 , 從分子水平上揭示了 CA 病理和病理生理及代謝異常 , 加深了對(duì) CA 的認(rèn)識(shí)。 1 腦血流灌注斷層顯像SPECT/CT 腦血流灌注斷層顯像示 CA 患兒腦 內(nèi)不同區(qū)域存在局部腦血流灌注和功能異常 , 以左側(cè) (或雙側(cè) 額葉前部、 左側(cè)語(yǔ)言運(yùn)動(dòng) (Bro ca 區(qū)和左側(cè)顳 葉聽(tīng) 語(yǔ) 言 (Wernicke 區(qū) 較 為 常 見(jiàn) , 占 患 兒 總 數(shù) 的 82 35%3。舒明躍等 4-6也報(bào)道了 CA 患兒額葉、 顳1303 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

10、2011年第 27卷第 6期 C hin J M ed Imagin g T echnol, 2011, Vol 27, No 6額葉特別是前額葉 (pr efrontal cortex, PF 異常 影響高級(jí)認(rèn)知功能 , 如注意、 思考、 推理、 決策、 執(zhí)行任 務(wù)等。 CA 患兒的社交能力和認(rèn)知障礙等都與額葉發(fā) 育缺陷有關(guān) 7。 Gupta 等 8研究發(fā)現(xiàn) , CA 患兒 PF 血 流灌注和功能低下尤為明顯 , 這與認(rèn)知功能缺陷相關(guān) 聯(lián)。也有研究指出 PF 血流灌注和功能低下可引起詞 匯識(shí)別和語(yǔ)言技能異常 9。鄧紅珠等 5應(yīng)用 SPECT 腦血流灌注斷層顯像檢查 56例 CA 患兒 , 發(fā)

11、現(xiàn) 75%的 CA 患兒存在局 部腦血流灌注減低和功能低下 , 32%涉及額葉。對(duì) CA 患兒及其直系親屬的腦 SPECT 顯 像研究發(fā)現(xiàn)兩者均存在不同程度額葉局部腦血流灌注 減低和功能低下區(qū) 10。 Br oca 區(qū)位于額下回后部 , 是 運(yùn)動(dòng)性語(yǔ)言中樞 , 參與整合語(yǔ)言、 詞匯及理解過(guò)程 , 如 句法、 語(yǔ)義的處 理以及工作記憶功能。 Broca 區(qū)功能 異常是 CA 患兒語(yǔ)言損害的基礎(chǔ) 11。顳葉的顳上回是初級(jí)和次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層所在地 , 為 處理聽(tīng)覺(jué)信息的中樞。顳葉 Wernicke 區(qū)和額葉 Bro -ca 區(qū)通過(guò)大量聯(lián)絡(luò) 纖維相聯(lián)系 , 與聽(tīng)、 說(shuō)和理解語(yǔ)言 有重要關(guān)系。該部位損傷可導(dǎo)

12、致失語(yǔ)癥。顳葉內(nèi)側(cè)的 海馬是邊緣系統(tǒng)的一部分 , 與記憶儲(chǔ)存、 空間定位和情 感有關(guān)。 Gendry 等 12研究 45例 CA 患兒安靜時(shí)的局 部腦血流量 (regional cerebr al bloo d flow , rCBF , 發(fā) 現(xiàn)左側(cè)顳上回 rCBF 與 CA 患兒社會(huì)認(rèn)知及語(yǔ)言受損 嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。 Burro ni 等 13的研究顯示 , CA 患 兒全腦血流灌注低于正常對(duì)照組 , 兩側(cè)大腦半球血流 灌注不對(duì)稱(chēng) , 存在左側(cè)半球功能障礙 , 尤其是在左側(cè)顳 頂區(qū) , 這一區(qū)域?qū)τ谖淖帧?音樂(lè)、 聲音的理解起主要作 用 , 而 CA 患兒語(yǔ)言、 認(rèn)知、 感知覺(jué)障礙均與此區(qū)域

13、異 常有 關(guān)。 Boddaer t 等 14應(yīng) 用 PET 測(cè) 定 CA 患 兒 rCBF, 發(fā)現(xiàn) 77%患兒雙側(cè)顳葉血流灌注及功能低下 , 進(jìn)一步印證了顳葉發(fā)育缺陷將導(dǎo)致孤獨(dú)癥的感知、 認(rèn) 知和情感發(fā)育障 礙等特征性病 變。程木華等 7研究 72例 CA 患兒 , 共發(fā)現(xiàn) 96處局部腦血流灌注減低區(qū) , 其中 71處病灶涉及顳葉。 Boddaert 等 15應(yīng)用 PET/ CT 研究測(cè)定 CA 患兒安靜時(shí)和傾聽(tīng)語(yǔ)言類(lèi)似聲音時(shí) 的 rCBF, 發(fā)現(xiàn)顳葉皮層 rCBF 及功能異常 , 與研究成 人孤獨(dú)癥所得結(jié)果類(lèi)似。2 葡萄糖代謝顯像應(yīng)用 18F -FDG PET/CT 研究 CA 患兒局部腦葡

14、萄 糖代 謝 率 (local cerebral metabo lic rate of g lucose, LCM RGlu 和功能定位價(jià)值肯定。 Galuska 等 16對(duì)照 PET 和 SPECT 顯像發(fā)現(xiàn) CA 患兒額葉 18F -FDG 代謝 注代謝不匹配現(xiàn)象。 DeLong 等 17發(fā)現(xiàn) CA 患兒雙側(cè) 顳葉前部 LCMRGlu 減低 , 早期雙側(cè)海馬功能缺失和 之后的認(rèn)知能力缺陷有關(guān) , 包括語(yǔ)言學(xué)習(xí)、 復(fù)雜的社會(huì) 交流和適應(yīng)日常生活技巧。 M u o z -Yunta 等 18對(duì) CA 患兒行 18F -FDG PET 顯像 , 發(fā)現(xiàn)雙側(cè)丘腦、 額葉和顳 葉 LCM RGlu 減

15、低 , 表明發(fā)育缺陷與丘腦神經(jīng)功能回 路以及皮層 連接和 聯(lián)絡(luò) 區(qū)域 成熟 障礙有 關(guān)。 A sano 等 19研究顯示 CA 患兒雙 側(cè)顳橫回腦 LCM RGlu 減 低、 雙側(cè)小腦核深部 LCM RGlu 增加 , 與刻板行為、 社 交障礙有關(guān)。3 轉(zhuǎn)運(yùn)體和受體顯像多巴胺 (dopam ine, DA 是一種中樞神經(jīng)遞質(zhì) , 由 DA 能神經(jīng)元合成并儲(chǔ)存在囊泡中 , DA 通過(guò)多巴胺轉(zhuǎn) 運(yùn)體 (dopam ine transpo rter, DAT 作用于多 巴胺受 體 (dopam ine receptors, DR , 在認(rèn)知、 情感等中樞神 經(jīng)系統(tǒng)功能過(guò)程中發(fā)揮作用 20。 DAT

16、位于 DA 能神 經(jīng)元突觸前膜中 , 重?cái)z取 DA, 終止其生理效 應(yīng)。 DR 包括 D1受體家族和 D2受體家族 , 可位于突觸前膜或 突觸后膜 , 突觸前膜 DR 的作用為調(diào)節(jié)神經(jīng)元放電 , 調(diào) 節(jié) DA 的合成、 釋放 ; 突觸后膜的 DR 主要調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和 精神活動(dòng)。 Makko nen 等 21應(yīng)用 SPECT 研究 25例 CA 患兒與對(duì)照組腦內(nèi) DAT 分布情況 , 兩者無(wú)顯著差 異 ; 孫曉勉等 22的研究也得出了類(lèi)似的結(jié)論 , 但指出 CA 患兒腦內(nèi) DAT 水平高于對(duì)照組 , 與囊泡中 DA 遞 質(zhì)增多有關(guān)。過(guò)多的 DA 通過(guò)機(jī)體的反饋機(jī)制產(chǎn)生較 多的 DA T, 周而復(fù)始

17、, 突觸間隙過(guò)多的 DA 與后膜上 的 DR 結(jié)合 , 產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的生 理效應(yīng)。 CA 患兒的刻板 行為、 情緒障礙等與此有關(guān)。目前應(yīng)用于 CA 患兒的 DA 能神經(jīng)元的研究仍較少 , DA 能神經(jīng)元的改變與疾 病的發(fā)生、 發(fā)展之間究竟有怎樣的關(guān)系 , 還需要更多、 更深入的研究。5-羥色胺 (5-hydro xy tr yptamine, 5-H T 與 DA 同 屬單胺類(lèi)中樞神經(jīng) 遞質(zhì) , 5-H T 能神經(jīng)元通過(guò)受體介 導(dǎo)調(diào)節(jié)情緒、 食欲、 睡眠、 痛覺(jué)等 , 在發(fā)揮生理作用后通 過(guò) 5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體 (serotonin transporter , SERT 再 攝取至細(xì) 胞內(nèi)滅活。 M

18、akko nen 等 21進(jìn)行 SERT 的 PET 研究 , 發(fā)現(xiàn) CA 患兒大腦內(nèi)側(cè)額葉皮質(zhì) SERT 再 攝取能力下降 (P=0 002 , 考慮與 CA 患兒腦中成熟 的 5-H T 能神經(jīng)末梢減少有關(guān) , 導(dǎo)致 CA 患兒的情緒 沖動(dòng)、 攻擊行為等。 Go ldber g 等 23應(yīng)用 PET 行皮層 5-H T 2受體顯像 , 發(fā)現(xiàn) CA 患兒皮層 5-H T 2受體密度 減低。 Chandana 等 24的研 究指出 , CA 患兒腦 內(nèi) 5-,1304中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù) 2011年第 27卷第 6期 Chin J M ed Imaging Technol, 2011, Vol 2

19、7, No 6減少和皮層不對(duì)稱(chēng)合成減少三種類(lèi)型 , 其中左側(cè)皮層 5-H T 合成減少患兒表現(xiàn)為嚴(yán)重的語(yǔ)言缺陷。4 fMRIfM RI 是反 映腦的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)的重 要手段。 fM RI 對(duì) CA 患兒的研究主要集中在注意力、 運(yùn)動(dòng)、 語(yǔ) 言和面部識(shí)別等方面。 BOLD -fMRI 示 CA 患兒前額 葉皮層和左側(cè)顳上回信號(hào)增強(qiáng) , 與 CA 患兒的過(guò)度持 續(xù)動(dòng)作和重復(fù)行為有關(guān) 25。 CA 患兒皮層 -邊緣系統(tǒng) 神經(jīng)通路異常 , 從而導(dǎo)致其面部識(shí)別異常而與人交流 困難 26。 M eng otti 等 27研究 指出 CA 患兒額葉、 頂 葉大腦連接功能失調(diào)與早期白質(zhì)成熟障礙相匹配 , 這

20、 一發(fā)育障礙導(dǎo)致其認(rèn)知和社會(huì)功能缺陷。DTI 是 利用 腦組 織內(nèi) 水分 子擴(kuò) 散 的各 向 異性 (fractional aniso tr ophy, FA 的 程度 , 無(wú) 創(chuàng)性地 觀(guān)察 腦白質(zhì)纖維束的分子影像學(xué)方法。 Cheung 等 28研究 發(fā)現(xiàn) CA 患兒雙側(cè)額前和顳葉區(qū)域 FA 值較對(duì)照組顯 著降低 , 尤其在顳葉內(nèi)側(cè)鄰近梭狀回處 , 右側(cè)額下回和 左側(cè)枕葉 FA 值增高 ; 提示 CA 患兒的社會(huì)交往障礙 與額 -紋狀體 -顳葉通路的 FA 值減低有關(guān) , 重復(fù)行為與 大腦后部的 FA 值增高相關(guān)聯(lián)。 Groen 等 29發(fā)現(xiàn) CA 患兒腦白質(zhì)纖維減少并伴有細(xì)胞間隙增 大 ,

21、表明 CA 患兒存在腦白質(zhì)連接異常。胼胝體是聯(lián)系兩側(cè)大腦半 球的主要橫向纖維 , 作用為維持兩側(cè)大腦半球信息傳 導(dǎo)及功能的對(duì)稱(chēng)。 CA 患兒胼胝體微細(xì)結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致 非語(yǔ)言性認(rèn)知能力障礙 30, 這也進(jìn)一步證實(shí)了 CA 患 兒存在腦白質(zhì)連接異常。M RS 利用化學(xué)位移現(xiàn)象檢測(cè)腦內(nèi)代謝產(chǎn) 物 , 如 N -乙酰天門(mén)冬氨酸 (N -acety-l aspar tic acid, NAA 、 膽 堿 (choline, Cho 、 肌酸 (creatine, Cr 等。 NAA 是神 經(jīng)元數(shù)量和活性的標(biāo)志 , NAA 水平下降 提示神經(jīng)元 喪失或死亡以及代謝率下降。 MRS 研究顯示 CA 患 兒的腦

22、代謝異常主要位于顳葉、 額葉、 丘腦、 杏仁核 -海 馬及小腦 31。 CA 患兒 左側(cè)杏仁核 -海馬及左側(cè)小腦 半球的 NAA 濃度減低 , 對(duì)其認(rèn)知和情感障礙起重要 作用 32。 CA 患兒顳中回 NAA/Cr 比 值降低與其社 會(huì)功能損害相關(guān) 33。額葉、 枕葉 N AA 降低 , 提示 CA 患兒存在額葉、 枕葉神經(jīng)傳遞異常和神經(jīng)功能完整性 受損 34。 CA 患 兒 感 知覺(jué) 缺 陷 與 丘 腦 代謝 異 常 相 關(guān) 35。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展為研究 CA 患兒腦功能開(kāi)拓了 廣闊的前景。大量研究指出 , CA 患兒存在以額葉、 顳 葉為主的多個(gè)腦區(qū)的腦血流灌注、 代謝及功能異常 , 這

23、, 導(dǎo)致 CA 患兒社會(huì)交往、 言語(yǔ)發(fā)育、 智力發(fā)育障礙 , 興 趣范圍狹窄和重復(fù)刻板行為等。盡早實(shí)施腦影像學(xué)檢 查有助于實(shí)行干預(yù)措施 , 以利用早期大腦的可塑性達(dá) 到臨床改善的目的。參考文獻(xiàn) 1 羅維武 , 林力 , 陳榕 , 等 . 福建省兒童孤獨(dú)癥流行 病學(xué)調(diào)查 . 上海 精 神醫(yī)學(xué) , 2000, 12(1 :3-52 Ch ak rabarti S, Fomb on ne E. Pervasive developmen tal dis orders in preschool ch ildren :confirmation of high p revalence. Am J Psy -

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