成人发病特发性局灶性颈部肌张力障碍患者的白质微结构变化研究报告

科学家们致力于研究成人发病特发性局灶性颈部肌张力障碍（Adult-Onset Idiopathic Focal Cervical Dystonia，AOIFCD），这是成人发病最常见的一种特发性肌张力障碍。这种疾病主要表现为颈部肌肉异常姿势和在部分患者中伴随的头部震颤。现有的神经影像学研究已经表明，关键的运动网络可能受到此病影响。然而，之前使用的测量方法缺乏对基础病理生理差异的特异性，因此作者希望通过宿主白质运动路径微观结构的研究，进一步理解其潜在机制。

本文由Cardiff University Brain Research Imaging Centre的Claire L. Maciver、Derek Jones和Katy Green等几位学者联合撰写，发表于2024年《Neurology》期刊。研究组还包括来自North Bristol NHS Trust的Konrad Szewczyk-Krolikowski和来自University Medical Center Utrecht的Chantal M.W. Tax。在2024年8月的一次期刊会议上，研究成果也进行了展示。

研究方法

参与者招募与伦理批准

研究参与者招募通过威尔士运动障碍研究网络完成，研究编号为14/WA/0017和IRAS ID 146495。临床表型数据的收集采用了全球肌阵挛性肌张力障碍登记和非运动症状研究。所有参与者均签署了书面知情同意书，并且脑成像研究得到了Cardiff University School of Medicine伦理委员会批准（编号18/30）。

临床表型鉴定

在扫描当天，所有参与者进行了详细的视频记录临床检查，并依据Burke-Fahn-Marsden Dystonia Scale（BFMDRS）和Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale（TWSTRS）进行评分。同时，还收集了参与者的非运动表型数据，包括精神症状、睡眠质量、疼痛和生活质量的问卷调查，以及CAMBRIDGE Neuropsychological Test Automated Battery（CANTAB）用于评估认知功能。

MRI数据获取与预处理

所有影像数据均在3T Connectom扫描仪（Siemens Healthcare）上进行采集，使用32通道头部线圈，白质评估扫描时间约为45分钟。图像处理包括去噪、伪影校正、造影平衡、梯度非线性校正等。

在数据分析中，采用了最新的TractSeg算法对感兴趣的白质束进行段落化，将预处理的扩散数据应用于多种贝尔层、贝林斯和多个方向的矢量；随后，使用多种参数计算模型（例如FA、MK、NODDI、SM）进行计算和参数估计。

数据分析与统计

作者使用RStudio进行统计分析，应用回归模型比较疾病状态与各参数之间的关系，同时包括年龄、性别和使用手作为协变量。为了多重比较校正的目的，采用了Bonferroni校正法，并用于Pearson相关系数分析以探讨临床表型特征和显著扩散参数之间的关联。

研究结果

参与者特征

共产生了76名参与者的数据（包括50名AOIFCD患者和30名健康对照者），其中4名患者因成像或其他原因被排除。参与者的详细人口统计特征如年龄、性别、使用手等相近，且无显著差异。

Tractography与Tractometry结果

在白质束监测（tractography）结果中，AOIFCD群组与对照组之间并没有显著差异。相比之下，Tractometry分析展示了一些显著的局部差异，主要涉及前丘脑辐射、丘脑-前运动束和纹状体-前运动束。具体而言，前丘脑辐射中FA值较低、RK值较低而ODI值较高，表明该区域可能存在显著的微结构变化。丘脑-前运动束中段呈现较高的MK和较低的Neurite density index（NDI），同时远段的ODI增高，而f值降低，说明可能存在纤维离散性增加。纹状体-前运动束的近端显示f值较低，表明该区域内轴丝密度可能降低。

临床相关性研究

通过Pearson相关分析，发现多种影像学参数与临床表型特征之间存在显著相关性。例如，左前丘脑辐射中段ODI与睡眠障碍问卷的总得分呈负相关，反映了两者之间的密切联系。这些发现表明，白质微结构变化可能与AOIFCD患者的多种临床特征密切相关。

研究结论与意义

本研究通过超强扩散梯度MRI在成人发病特发性局灶性颈部肌张力障碍患者中发现了多个白质运动路径的微结构局部差异，揭示了前丘脑辐射、丘脑-前运动束和纹状体-前运动束的异常。研究结果强调了白质细微结构的变化与AOIFCD相关症状的密切关系，同时也表明了这种疾病可能涉及特定运动通路的过度或不足利用，导致不平衡，并引发肌肉异常活动。

本研究的亮点在于通过应用高分辨率、超强扩散梯度MRI技术，获得了更高的信噪比和更准确的模型参数估计，为研究AOIFCD潜在机制提供了新的视角。在未来的研究中，还需要进一步验证这些发现，特别是大规模的队列研究和病理学对照实验，以进一步明确观测到的影像学差异背后的组织学变化。