《Behavioural Brain Research》：Clinical Study on Metabolic Differences in the Limbic System Between Non-Demented Parkinson's Disease Patients and Parkinson's Disease Dementia Patients
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帕金森病（PD）患者脑代谢差异研究：采用18F-FDG-PET比较PD-NC、PDD与HC组的脑区葡萄糖代谢，发现PD-NC主要表现为海马体、纹状体等 limbic system 区域代谢降低，而PDD组在额叶（中额回、直回）和颞叶（中颞回、角回）代谢降低，杏仁核代谢升高，提示脑代谢变化与认知功能相关，为早期痴呆筛查提供影像学依据。
王宇凯|史晓华|李凌超|陈斌|徐磊
吉林大学中日联合医院神经科，中国吉林省长春市130033
摘要
背景
帕金森病（PD）是一种影响全球数百万人的神经退行性疾病。PD以其运动症状和非运动症状而广为人知。PD的长期临床过程因80%的患者出现痴呆症而变得复杂。PD的诊断基于患者的病史和临床检查，但分子成像在研究疾病进展和机制方面可以发挥重要作用。[18F]-氟脱氧葡萄糖（FDG）-PET作为一种重要的分子成像方法，被我们的研究用来比较认知正常的PD患者（PD-NC）、患有痴呆症的PD患者（PDD）以及健康对照组（HC）之间的脑代谢差异。通过利用FDG-PET成像技术，可以在早期发现帕金森病痴呆，从而实现早期预防认知障碍、减缓疾病进展并提高患者的生活质量。
方法
本研究共纳入了37名PD患者和15名健康对照组（HC），他们均来自吉林大学中日联合医院神经科。根据帕金森病认知功能障碍的诊断标准，PD患者被分为认知正常组（PD-NC）和痴呆组（PDD）。所有受试者均接受了[18F]-FDG PET检查，并比较了三组受试者脑区的葡萄糖代谢情况。进一步以边缘系统为感兴趣区域（ROI），进一步比较了三组受试者这些区域的葡萄糖代谢情况。
结果
在标准化全脑代谢后，与HC相比，PD-NC患者在边缘系统（海马体、尾状核回、颞下回、岛叶）、梭状回、顶叶（楔前叶、角回、缘上回）和额叶（直回）的代谢降低。PDD患者在额叶（中额回、直回）和颞叶（中颞回、颞下回）的代谢显著降低，且其楔前叶和角回的代谢也低于PD-NC患者。然而，PDD患者在小脑、杏仁核和壳核的代谢高于HC，且其小脑和杏仁核的代谢也高于PD-NC患者。
在标准化ROI代谢后，PDD患者在双侧杏仁核的代谢增加（最大体素簇，峰值T值），而右直回和右扣带回中部的代谢显著降低。PD-NC患者在右直回和右岛叶的代谢也显著降低。
结论
PD-NC患者的代谢降低主要与以下功能障碍有关：情绪感知/处理/调节/识别、自主注意力转移的控制、情景记忆检索、个人身份和过去经历，这些通常发生在PD的早期阶段。随着PD病情的发展，以边缘系统为ROI，PDD患者在直回和扣带回的代谢降低，这可能是认知功能障碍/情绪障碍/注意力缺陷的结果。PDD患者的杏仁核代谢增强，这可能是由于慢性炎症反应导致的胶质细胞激活所致。
引言
帕金森病（PD）是第二常见的神经退行性疾病。目前，全球平均有0.2%的人口患有PD，60岁以上人群中这一比例为1%，80岁以上人群中高达4%，表明患病率随年龄呈指数增长[1]。在老龄化严重的西方社会中，PD的患病率预计将继续上升[2]，这将因PD患者对医疗保健的高需求而增加社会经济负担。PD以其运动症状（如震颤、僵硬和运动启动困难）而闻名，但PD患者还伴有情绪障碍、认知障碍、睡眠障碍、胃肠道症状和疼痛等非运动症状[3][4]。不同患者之间的运动和非运动症状组合可能差异很大。
PD的诊断基于患者的病史和临床检查，而分子成像则起到辅助作用[5]。分子成像是在分子和细胞水平上对生物过程进行可视化、表征和测量的技术[6]。因此，分子成像是一种功能成像方法，可以提供关于体内生物过程的功能信息。解剖成像则提供有关器官大小或组织结构变化的信息，也被用于研究PD[7]。换句话说，分子成像使神经科医生能够在症状出现之前诊断PD，并在新抗PD治疗方法的研发和评估中占据优势。在疾病分子机制的研究中，分子成像帮助临床医生揭示了PD的多个方面，从而认识到PD不仅仅是一种疾病，而是一组具有相似症状的异质性疾病[5][8]。正电子发射计算机断层扫描（PET/CT）是一种体内分子成像技术。通过结合不同的放射性示踪剂，可以获得系统或局部的代谢、功能和结构信息，以实现疾病的早期检测、早期诊断和早期治疗。PET中的不同放射性示踪剂反映不同的特征，[18F]-氟脱氧葡萄糖（FDG）-PET通过评估大脑区域的葡萄糖代谢来反映神经元活动和神经退行性变。由于PET和[18F]-FDG在区域葡萄糖代谢方面的疾病特异性模式，该方法已被广泛用于PD及相关疾病的机制研究。
PD的长期临床过程因80%的患者出现痴呆症而变得复杂[9]。然而，PD痴呆（PDD）的发病机制复杂，尚未完全阐明。研究表明，无痴呆症的PD患者存在颞顶枕区和后扣带回/楔前叶区域的代谢降低[10]。其他研究认为这一发现与轻度认知障碍和PDD的发展有关，而认知稳定的PD患者可能表现出初级视觉皮层的代谢降低[11][12][13]。基于先前的神经病理学观察，[18F]-FDG-PET可能有助于区分认知正常的PD患者和PDD患者。然而，仍需要更多的成像数据来确定PD和PDD脑区之间的葡萄糖代谢差异是否具有规律性。因此，设计了[18F]-FDG-PET研究，以比较认知正常的PD患者（PD-NC）、认知健康的对照组（HC）和PDD患者之间的区域葡萄糖代谢差异，从而发现PD和PDD患者之间脑葡萄糖代谢差异的潜在原因，并可能帮助识别有痴呆风险的PD患者。
我们的结果显示，PD-NC患者的代谢降低区域主要分布在边缘系统/梭状回/顶叶，这可能与以下功能障碍有关：情绪感知/处理/调节/识别、自主注意力转移的控制、情景记忆检索、个人身份和过去经历。这些功能障碍通常发生在PD的早期阶段。随着PD病情的发展，以边缘系统为ROI，PDD患者在直回和扣带回的代谢降低，这可能是认知功能障碍/情绪障碍/注意力缺陷的结果。PDD患者的杏仁核代谢增强，这可能是由于慢性炎症反应导致的胶质细胞激活所致。由于PDD患者的杏仁核代谢水平与MMSE评分显著负相关，我们认为这可能是一个可检测的标志，表明PD患者即将出现认知障碍。
参与者
所有受试者均来自吉林大学中日联合医院神经科的门诊和住院部门。招募工作始于2022年6月，结束于2024年11月。
纳入标准：根据2015年运动障碍学会提出的PD临床诊断标准，临床诊断为PD的患者[14]。
排除标准：(1) 患有严重影响评估的晚期、严重或不稳定的疾病
临床数据
本研究共纳入15名HC和37名PD患者（23名PD-NC和14名PDD）。平均年龄分别为61.5±6.8岁（HC）、66.2±8.0岁（PD-NC）和68.6±4.7岁（PDD）。三组之间存在统计学上的显著差异（P<0.021）。三组在性别方面没有显著差异。MMSE评分的中位数为
讨论
比较了PD-NC、PDD和HC组受试者的全脑代谢情况。发现PD-NC患者在以下脑区的代谢低于HC：边缘系统（海马体、尾状核回、颞叶（颞下回）、岛叶、梭状回、顶叶（楔前叶、角回、缘上回）、额叶（直回）。PDD组在额叶（中额回、直回）的代谢也低于HC
结论
对于认知未受损的PD患者，代谢降低主要分布在边缘系统（海马体、尾状核回、颞叶（颞下回）、岛叶）和顶叶（楔前叶、角回、缘上回）。这可能与PD患者的以下功能障碍有关：情绪感知/处理/调节/识别、自主注意力转移的控制、情景记忆检索、个人身份和过去经历。
局限性
本研究存在一些局限性。首先，相对较小的样本量可能限制了统计功效。尽管我们通过补充的FWE校正分析验证了一些核心发现的稳健性，但未来的工作应在更大的前瞻性队列中重复这些结果。此外，我们认识到MMSE作为一种全球性的认知筛查工具，在检测帕金森病特有的领域特异性障碍方面可能灵敏度有限。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
知情同意声明
已获得所有参与研究受试者的知情同意。
缩写
DICOM：医学数字成像和通信
FDG：氟脱氧葡萄糖
FDR：假发现率
FWE：家族错误率
HC：健康对照组
MMSE：简易精神状态检查
MNIM：蒙特利尔神经学研究所
PD：帕金森病
PDD：伴有痴呆的帕金森病
PD-NC：认知正常的帕金森病
PET：正电子发射计算机断层扫描
rCMR：脑区葡萄糖代谢率
ROI：感兴趣区域
SPM：统计参数映射
VOI：感兴趣体积
作者声明
表格和图表不包含引用其他来源的内容或人工智能元素。
CRediT作者贡献声明
陈斌：撰写 – 审稿与编辑。
李凌超：数据管理、概念构建。
史晓华：数据管理、概念构建。
王宇凯：撰写 – 初稿、方法学、数据管理、概念构建。
徐磊：撰写 – 审稿与编辑。
