多巴胺转运体99mTc-TRODAT-1SPECT显像在帕金森病诊断中的研究进展

㊃综述㊃
基金项目:国家自然科学基金资助项目
血管性痴呆小鼠海马
神经元C a l p a i nI -C d l k 5/p
25-P D E 4-c AM P 通路变化及药物作用(81241037
)通信作者:王天俊,E m a i l :w a n g t i a n j 2007@126.c o m 多巴胺转运体99m
T c -T R O D A T -1S P E C T 显像在帕金森病诊断中的研究进展
王璐璐1,董露露2,王天俊3
(1.华北理工大学研究生院,河北唐山063210;2.河北北方学院研究生院,河北张家口075000;
3.河北省人民医院神经内科,河北石家庄050051
) 摘 要:帕金森病(P a r k i n s o n s d i s e a s e ,P D )是一种进行性神经退行性疾病,其患病率为0.1%~0.2%㊂方便㊁
可靠的辅助检查项目对P D 的诊断至关重要㊂99m
T c -
T R O D A T -1可通过单光子发射计算机断层成像术(s i n g l e p h o t o n e m i s s i o n c o m p u t e d t o m o g r a p h y ,S P E C T )进行多巴胺转运蛋白成像,该技术现已被应用于P D 的临床诊断㊂本文主要通过对99m
T c -T R O D A T -1S P E C T 显像的基本原理㊁在P D 诊断及鉴别诊断中的应用进行综述,旨在为P D 的临床诊断提供理论依据㊂
关键词:帕金森病;多巴胺质膜转运蛋白质类;单光子发射计算机断层成像术;99m
T c -
T R O D A T -1中图分类号:R 742.5 文献标志码:A 文章编号:1004-583X (2022)05-0463-04
d o i :10.3969/j
.i s s n .1004-583X.2022.05.015 帕金森病(P a r k i n s o n s d i s e a s e ,P D )又称震颤麻痹,是中老年常见的神经退行性疾病,其临床表现分
为运动症状及非运动症状[
1-2
]㊂病理表现为黑质及纹状体多巴胺能神经元丢失和路易小体形成㊂据报道,当黑质多巴胺能神经元变性丢失50%以上或纹状体多巴胺递质水平降低70%以上时,P D 患者的临
床症状才会表现出来[3]㊂99m
T c -
T R O D A T -1作为一种单光子发射计算机断层成像术(s i n g l e p h o t o n e m i s s i o nc o m p u t e dt o m o g r a p h y
,S P E C T )的功能显像剂,可通过完整的血脑屏障进入脑组织与纹状体区的多巴胺转运蛋白(d o p a m i n e t r a n s p o r t e r ,D A T )高度特异性结合㊂P D 临床表现较为复杂,
因此,可靠的影像学检查对P D 的诊断及鉴别诊断非常重要㊂
本文通过对99m T c -
T R O D A T -1S P E C T 显像在P D 诊断中的研究进展进行综述,旨在加强对99m T c -
T R O D A T -1S P E C T 显像在P D 中应用价值的认识,
并为P D 的临床诊断提供理论依据㊂
1 99m T c -T R O D A T -1S P E C T 显像的基本原理
99m
T c -
T R O D A T -1是一种相对安全的放射性示踪剂,具有易获取㊁成本低㊁成像能量最佳㊁药代动力
学更快㊁不良反应较小等优点[4]㊂K u n g 等[5]
于1
997年研发出99m
T c -
T R O D A T -1S P E C T 显像技术,该技术可通过评估多巴胺功能为P D 的诊断提供影像学依据,不仅可以提高P D 的检出率,
并且可以预测疾病的进展及预后[6]
㊂P D 神经递质的传导依赖于多
巴胺能通路,可通过放射性追踪剂与突触前和突触后多巴胺能神经末梢的各种靶点相结合对P D 进行评估㊂而S P E C T 可为P D 的诊断提供非常好的能量分辨率和空间分辨率[7]
㊂D A T 是多巴胺能神经元突
触前膜上的一种膜蛋白,参与突触间隙多巴胺的再摄取,因此,可影响多巴胺的浓度,能直接反映突触前膜多巴胺能神经元的变化,并且比突触后膜的多巴胺受体变化更早㊁更直接㊁更敏感[8]㊂99m
T c -T R O D A T -1是一类D A T 显像剂,
可直接反映纹状体多巴胺丢失情况,其在突触前膜摄取多巴胺的能
力与疾病的持续时间和严重程度明显相关㊂99m T c -
T R O D A T -1S P E C T 显像是一种对黑质及纹状体多
巴胺能神经元变性高灵敏度的影像工具[9]㊂99m T c -T R O D A T -1S P E C T 显像通过定性分析和半定量分
析勾画感兴趣区(常勾画部位有6个,包括左右纹状体㊁左右尾状核㊁左右壳核),再用计算机自动计算出各个感兴趣区平均放射性计数,该数值反映纹状体
对99m T c -
T R O D A T -1特异性摄取的多少及D A T 的数量和活性㊂在小脑区域设定与感兴趣区相同形状和面积的区域,计算出感兴趣区与小脑平均放射性计数的比值,此比值可反映各感兴趣区特异性摄
取99m
T c -
T R O D A T -1的能力㊂此外,由氟18标记的氟多巴已成为多巴胺合
成㊁储存和代谢的生物学标志物,氟18标记的氟多
巴正电子发射断层扫描(18f l u d o p a -f l u o r o d o p a p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h y
,18F -F D O P A P E T )脑显像在P D 或帕金森综合征(P a r k i n s o n s
s y
n d r o m e ,P D S )的早期诊断和鉴别诊断等方面均有㊃
364㊃‘临床荟萃“ 2022年5月20日第37卷第5期 C l i n i c a l F o c u s ,M a y 2
0,2022,V o l 37,N o .5Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
较突出的应用价值[10]㊂相关研究表明,P D和P D S 在99m T c-T R O D A T-1S P E C T/C T和18F-F D O P A P E T/C T中均显示纹状体区的示踪剂活性降低,证明P D和P D S患者多巴胺能均存在功能障碍,但这两种显像方法均无法鉴别P D和P D S[11]㊂
299m T c-T R O D A T-1S P E C T显像在P D诊断中的相关研究
2.1与P D患者脑部病变部位的相关研究99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像可在临床症状出现之前便检测到由于神经退行性变所引起的多巴胺代谢变化㊂当纹状体多巴胺能神经元退行性变数量超过70%后,在99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像上便可观察到D A T摄取减少㊂有研究发现,99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像诊断P D的灵敏度为98.96%,特异度为94.12%[9]㊂有关学者发现,P D 患者的纹状体和壳核99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值低于健康对照者[12]㊂A r e n a等[13]对正在接受药物治疗的8例西班牙P D患者进行前瞻性研究发现,健侧纹状体99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值明显低于病灶侧㊂此研究结果与S u n等[9]研究一致,此外,S u n等[9]还发现P D患者18F-F D O P AP E T显像与99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像之间存在显著相关性(r=0.73,P<0.01)㊂与脑部其他部位相比,氟多巴在纹状体吸收程度较高,这与P D的临床表现㊁病理生理密切相关[10]㊂P D患者18F-F D O P A P E T脑显像的特征表现为双侧纹状体(以壳核为主)㊁双侧小脑等部位代谢增高,双侧前额叶和双侧后顶枕叶的代谢轻度降低,而早期P D患者则可呈现单侧壳核代谢增高㊂
M i t t a l等[14]分析早期P D患者病灶侧纹状体99m T c-T R O D A T-1摄取减少可能与病灶侧与对侧纹状体通过向小脑㊁丘脑皮层环路发出异常信号使患者表现P D运动症状有关㊂此外,还有学者观察到,P D 患者壳核受累严重程度及受累频率均高于尾状核[15],而早期P D患者健侧壳核的99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值下降更为显著[16]㊂故笔者推测P D 患者首发改变可能为健侧纹状体对99m T c-T R O D A T-1的摄取改变,尤其是健侧壳核,故壳核在99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像诊断早期P D中更为敏感㊂F o r n a r i等[17]研究发现,尾状核和壳核D A T功能降低可能与P D患者记忆㊁注意和(或)执行任务能力的降低相关,其中尾状核99m T c-T R O D A T-1的摄取与记忆力密切相关㊂推测P D认知障碍可能与尾状核多巴胺消耗相关㊂F o r n a r i等[17]还发现统一帕金森病评定综合量表(u n i f i e dP a r k i n s o n sd i s e a s e r a t i n g s c a l e,U P D R S)评分与P D患者尾状核99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值显著相关,但与其他纹状体区域无相关性,证明壳核并不是唯一参与控制运动的纹状体核团㊂上述研究结果表明,99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像作为一种无创的检测方法,可用于P D的评估筛查,尾状核和壳核示踪剂的特异性摄取比值对疾病诊断至关重要㊂
2.2与P D患者病程的相关研究根据患者临床发病时间的不同可将P D分为:早发性帕金森病(e a r l y-o n s e tP a r k i n s o n sd i s e a s e,E O P D)和晚发性帕金森病(l a t e-o n s e tP a r k i n s o n sd i s e a s e,L O P D)㊂S a s a n n e z h a d等[15]依据发病年龄将15例P D患者分为两组(E O P D组6例,L O P D组9例),通过计算纹状体㊁尾状核及壳核99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值发现,两组纹状体99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值均降低,但在临床症状和疾病分期方面差异无统计学意义㊂但有研究证实,E O P D患者的纹状体99m T c-T R O D A T-1摄取量比L O P D患者低34%[15],推测E O P D患者比L O P D患者多巴胺神经元丢失更多㊂
99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值与P D患者病程存在显著的负相关[18],其中对侧壳核特异性摄取比值最强,对侧尾状核次之,与G u p t a等[19]研究结果一致㊂P i f a r r e等[20]研究发现,P D患者壳核N-氟丙基-2b-甲酯基-3b-降托烷的特异性摄取比值与其病程之间存在相关性,而不同霍雅分期的P D患者99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值与病程无相关性,其原因可能是该研究中P D患者平均病程相对较短,需要大量长病程的P D患者进一步评估99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值与P D患者病程的关系㊂此外,基于99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像的深度学习模型的建立对P D诊断有较高的价值,卷积神经网络(c o n v o l u t i o n a l n e u r a l n e t w o r k,C N N)深度学习模型(一般分为5种,分别是A l e x N e t㊁G o o g L e N e t㊁V G G19㊁R e s N e t㊁D e n s e N e t201)有助于对P D患者进行分期,进一步提高P D诊断的准确性,其中A l e x N e t模型精准度最高[21]㊂
2.3与P D患者临床亚型及疾病严重程度的相关研究根据不同运动症状,P D患者可分为姿势不稳及步态障碍(p o s t u r a l i n s t a b i l i t y a n d g a i t d i s t u r b a n c e, P I G D)型及震颤为主(t r e m o r p r e d o m i n a n t,T D)型㊂H o w l a n d等[22]发现,P I G D型P D患者的临床症状随D A T的丢失而加重,而T D型P D患者U P D R S评分与D A T特异性摄取比值无相关性,P D患者震颤产生的病理和生化基础可能与P I G D型的机制(黑质纹
㊃464㊃‘临床荟萃“2022年5月20日第37卷第5期 C l i n i c a l F o c u s,M a y20,2022,V o l37,N o.5
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状体通路障碍)不同,而是可能与丘脑环路有关㊂
临床上多应用U P D R S评分及霍雅分级评估P D 患者的严重程度㊂霍雅分级简单㊁易于应用;U P D R S 评分包括的项目全面㊁具体,评分标准较准确㊂U P D R S评分及霍雅分级越高,P D症状越严重㊂研究显示,随着U P D R S评分的增加,P D患者纹状体99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值逐渐降低,提示疾病严重程度与99m T c-T R O D A T-1纹状体特异性摄取比值显著相关[23-24]㊂L i等[25]研究发现,随着霍雅分期级数的增加,病变范围会扩大,晚期P D患者双侧纹状体的特异性摄取比值均下降,预示疾病预后不良㊂99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像不仅可以辅助诊断P D的临床亚型,还可以用于评估P D的严重程度和疾病进展㊂
399m T c-T R O D A T-1S P E C T显像在P D鉴别诊断中的相关研究
99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像可通过纹状体的不对称摄取鉴别P D㊁P D S与原发性震颤(e s s e n t i a l t r e m o r,E T)[26],其检测P D的灵敏度和特异度分别为87%~100%和80%~100%㊂F a l l a h i等[27]对75例患者(包括29例P D患者㊁6例可能P D患者㊁22例E T患者和18例P D S患者)进行双侧基底节99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像检测,结果发现,E T患者与健康对照组相比双侧基底节区99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值升高,而P D和P D S患者与健康对照者相比双侧基底节区99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值均无明显差异㊂因此,99m T c-T R O D A T-1 S P E C T显像是鉴别P D或P D S与E T较为可靠的影像学方法之一㊂特异性结合比(s p e c i f i cb i n d i n g r a t i o,S B R)可用来评估脑部纹状体标志物的吸收比率㊂有研究发现,与健康对照组相比E T患者双侧纹状体S B R显著升高(P<0.01),而P D患者与健康对照组S B R差异无统计学意义[23]㊂此外,不典型P D S,如多系统萎缩(m u l t i p l e s y s t e m a t r o p h y, M S A)和进行性核上麻痹(p r o g r e s s i v es u p r a n u c l e a r p a l s y,P S P),黑质纹状体多巴胺能及γ-氨基丁酸能神经元均退行性变,M S A㊁P S P患者往往较P D患者更晚期㊁更严重㊂经研究证实,99m T c-T R O D A T-1 S P E C T在M S A㊁P S P患者中纹状体平均特异性摄取比值显著下降(P<0.001)[28]㊂K o c h e m等[29]发现P D患者和P S P患者的壳核与尾状核99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值差异有统计学意义(P< 0.001)㊂有研究发现,与M S A患者相比,P D患者99m T c-T R O D A T-1特异性摄取比值减少更为明显[30]㊂T z e n等[31]研究发现,血管性帕金森(v a s c u l a r p a r k i n s o n i s m,V P)患者99m T c-T R O D A T-1在双侧纹状体区摄取对称,且99m T c-T R O D A T-1的摄取能力与患者病情严重程度及其基底节区梗死范围无关,推测V P并不是由黑质多巴胺神经元的受损所致,可据此与P D相鉴别㊂综上,99m T c-T R O D A T-1显像对P D早期诊断及鉴别诊断有很好的参考价值㊂
4小结
近年来,99m T c-T R O D A T-1S P E C T显像迅速发展,已成为影像学研究热点㊂99m T c-T R O D A T-1 S P E C T显像可用于日常诊疗工作,有助于P D的早期诊断和鉴别诊断,并且对P D的患病部位㊁病程㊁临床亚型㊁严重程度等方面具有一定的价值㊂但是,未来仍需结合神经心理学㊁血清学标志物及遗传标志物等进一步提高P D的诊断准确率,为P D的早期诊断㊁治疗及改善预后奠定基础㊂
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收稿日期:2022-03-01编辑:王晶璇
㊃664㊃‘临床荟萃“2022年5月20日第37卷第5期 C l i n i c a l F o c u s,M a y20,2022,V o l37,N o.5
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