《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Structural Connectivity Disruption and Structural–Functional Decoupling in Working Memory Networks Across Pre-Dialysis and Maintenance Hemodialysis End-Stage Renal Disease Patients
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本文通过多模态磁共振成像技术，系统研究了终末期肾病（ESRD）患者工作记忆（WM）相关脑网络的结构连接（SC）、功能连接（FC）及结构-功能耦合（SFC）特征。研究发现，相较于健康对照（HCs）和维持性血液透析患者（ESRDm），透析前ESRD患者（ESRDp）表现出更严重的工作记忆损伤及广泛的前额-顶叶网络SC和SFC降低，而ESRDm患者则显示出部分网络指标的正常化。研究进一步揭示了血清尿素钠水平与特定脑网络连接强度及WM行为学表现的相关性，为理解ESRD认知损害的神经机制及血液透析的潜在脑保护作用提供了新的影像学证据。
背景
终末期肾病（ESRD）是一种常见的慢性疾病，认知功能障碍是其常见并发症，其中工作记忆（WM）损害尤为突出，严重影响患者生活质量并增加住院和死亡风险。然而，其神经机制尚未完全阐明。血液透析作为ESRD的主要肾脏替代疗法，可能通过清除尿毒症毒素部分改善认知，但其对WM相关脑网络的具体影响，特别是结构连接（SC）、功能连接（FC）及两者耦合（SFC）的变化，仍有待系统研究。
方法
研究纳入了29名透析前ESRD患者（ESRDp）、29名维持性血液透析ESRD患者（ESRDm）和46名健康对照（HCs）。所有参与者完成了n-back任务（0-背、1-背、2-背）以评估WM表现，并接受了弥散磁共振成像（DTI）和静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）扫描。基于Neurosynth的WM元分析图谱与哈佛-牛津图谱叠加，确定了40个WM相关脑区作为网络节点。分别计算了组间SC、FC和区域SFC的差异，并分析了其与血清生化指标（如尿素、钠、甲状旁腺激素PTH、血红蛋白Hb等）及WM表现的相关性和中介作用。
工作记忆行为学与临床生化结果
行为学结果显示，ESRDp患者在n-back任务各负荷水平下的准确率（ACC）均显著低于ESRDm和HCs，反应时（RT）则显著延长。而ESRDm患者的WM表现与HCs无显著差异。生化指标分析发现，ESRDp患者血清尿素水平更高，血钠水平更低，而PTH水平显著低于ESRDm患者。
工作记忆网络的结构与功能连接异常
在脑网络层面，ESRDp患者表现出广泛的前额-顶叶网络SC降低，涉及左额极-右额极（FP_L–FP_R）、左角回-左外侧枕叶上部分区（Angular_L–LOC_SD_L）等多个连接。同时，其SFC在多个脑区（如左中央前回Pre_L、右并置小叶JLC_R等）也显著降低。FC的改变则相对局限。相比之下，ESRDm患者的SC和SFC损害程度较ESRDp减轻，部分连接甚至接近HCs水平，提示维持性血液透析可能与WM网络的部分正常化有关。
生化指标与脑网络、工作记忆表现的相关性
相关性分析显示，在ESRDp患者中，较高的血清尿素水平与较弱的FP_L–FP_R和左额上回-右并置小叶（SFG_L–JLC_R）的SC相关，而较低的血清钠水平则与左额叶岛盖皮层（F_Ope_L）的SFC降低相关。中介分析进一步表明，SC在尿素对0-back ACC的负面影响中起完全中介作用，而SFC在钠对1-back RT的影响中起部分中介作用。这些发现提示，尿素和钠等生化指标的异常可能通过损害特定的脑网络连接，进而影响WM功能。
结构-功能耦合作为网络脆弱性的整合性标志物
SFC作为一个整合了SC和FC的指标，在本研究中显示出独特的价值。ESRDp患者普遍存在的SFC降低，反映了其WM网络中存在结构基础与功能活动之间的“解耦”现象。这种解耦可能与网络通信效率下降有关，并可能是其WM损伤的神经基础。ESRDm患者部分脑区SFC的恢复，则提示透析治疗可能有助于改善这种脑网络的重组和效率。
结论
本研究揭示了ESRDp患者存在显著的WM相关脑网络（SC、FC、SFC）破坏，而ESRDm患者则表现出部分网络指标的恢复。血清尿素和钠水平与特定脑网络连接及WM表现密切相关。这些发现强调了WM相关SC和SFC，结合常规生化指标，可作为评估ESRD患者认知脆弱性的有前景的候选指标，为未来纵向和干预研究提供了重要基础。研究的局限性包括横断面设计、样本量以及未检测特定尿毒症毒素等，需要在更大规模的研究中进一步验证。
