Alzheimer's & Dementia：基于CBF的脑血管反应性MRI可鉴别认知障碍、痴呆

血管性认知衰退是老年认知障碍的一个重要原因。与阿尔茨海默病(AD)相比，其诊断、分层和治疗监测缺乏生物标志物。脑血管反应性(CVR) MRI测量小血管扩张到血管活性刺激(例如二氧化碳)，并已被证明与认知障碍有关。然而，以前的CVR研究是基于血氧水平依赖(BOLD) MRI信号，它反映了许多生理参数的复杂相互作用，因此提出了解释挑战。

Sandeepa Sur等在Alzheimer‘s and Dementia发表研究文章，使用定量CBF成像测量老年参与者的CVR，并测试其与诊断(健康对照[HC] vs.轻度认知障碍[MCI] vs.痴呆)认知和身体功能、淀粉样蛋白和tau负担以及血管风险的相关性。

这项横断面研究纳入了67名69±6.5岁的参与者（22名HC, 37名MCI, 8名痴呆）。使用MoCA（蒙特利尔认知评估）和复合认知（4个领域的z得分平均值:言语记忆、执行功能、语言、处理速度）评估了整体认知。使用步态（秒，4米步行）和座椅站立预测法（秒，5次座椅站立）评估身体功能。使用临床痴呆等级(CDR)⁷评估疾病严重程度。当参与者呼吸室内空气1分钟，然后呼吸“CO2富集空气”（5%CO2, 21%O2, 74%N2）2分钟时，进行相位对比流MRI(3T)。量化了两种状态下上矢状窦(SSS)的血流量(图1)。

通过二氧化碳检测仪记录呼吸频率和末潮(Et)-CO2。CBF-CVR =[高碳气体SSS血流量 (ml/min)-室内空气SSS血流量(ml/min)]/ 室内空气SSS血流(ml/min)高碳酸血症CO2 (mmHg)-室内气体EtCO2(mmHg)。由神经放射学家对FLAIR- MRI图像进行fazekass评分。测量脑脊液(CSF)中AD -生物标志物Aβ40、Aβ42、tau和p-tau181(pg/ml)，测量血液血管生物标志物HbA1c (mg/dL)、同型半胱氨酸(umol/l)、HDL(mg/dL)和LDL (mg/dL)。血管风险评分(VRS)是基于高血压、高胆固醇血症、糖尿病、吸烟或肥胖(体重指数30 kg/m2)的综合评分。

表1.参与者临床资料和认知情况

表2.CBF-CVR与认知和功能表现受损的疾病严重程度相关的线性回归模型

CBF-CVR (%/mmHg)区分诊断类别，受损组比HC组CBF-CVR低(p=0.027)。更高的CBF-CVR预示着更好的认知表现[MoCA(p=0.000089)，复合认知(p=0.007)和语言(p=0.000064)]，身体功能[更快的步态(p=0.001)、座椅站立(p=0.021)]和疾病严重程度[全球cdr (p=0.003)，CDR总分(p=0.001)。

图2 a. 与健康对照组(HC)相比，受损组 (轻度认知障碍，MCIDementia) CBF-CVR显著下降。图2 b.HC和受损组CBF-CVR和MoCA评分之间的散点图(n-67)

在对AD生物标志物进行调整后，这些关系仍然存在。在调整了血管标志物:白质高信号- Fazekas评分、VRS和全脑CBF后，CBF-CVR仍然与认知和身体功能（除座椅站立外）相关。

CBF-CVR与HbA1c(p=0.007)和糖尿病史(p=0.043)相关，但与其他血液生物标志物或VRS无关。

该研究发现，基于CBF的CVR MRI可以区分诊断认知受损类别，并预测独立于AD病理的认知和身体功能。

原文出处

CO2 cerebrovascular reactivity measured with phase-contrast MRI: A potential biomarker of cognition and physical function in older adults. First published: 07 December 2020 https://doi.org/10.1002/alz.042215