證據表明阿爾茨海默病（AD）患者的腦病理改變早於臨床症狀的出現達10-20年，因此儘早發現AD病理變化對於在最早的時間點進行幹預至關重要，目前，許多研究應用基於多種技術的生物標記物，包括磁共振成像（MRI），來識別症狀前的改變。迄今為止，大部分關於AD的MRI研究都集中在灰質結構的神經退行性變，如廣泛的腦萎縮、腦室增大和海馬體積減少等。然而，腦白質在疾病過程的早期也受到明顯影響，目前關於白質與AD認知功能的研究相對較少。
彌散張量成像（DTI）是一種基於MRI技術的檢測早期白質微結構變化的方法，其原理是基於水在大腦中的擴散。常用的DTI指標包括各向異性分數（FA）以及平均彌散率（MD）。近期報導的DTI指標還包括沿縱軸的水彌散率——軸向彌散率（AxD）、沿垂直軸的水彌散率——徑向彌散率（RD）。FA和MD共同提供有關彌散障礙變化的信息；而AxD升高與軸突變性相關，RD升高與脫髓鞘相關。
本研究納入了49位AD患者和48位相匹配的健康老年人，檢查了全腦各向異性分數（FA），平均彌散率（MD），軸向彌散率（AxD），徑向彌散率（RD）以及記憶和執行功能的綜合評分之間的關係。
結果正如預期，相對於健康的老年人，AD患者的記憶力和執行功能測試得分較低，並且在大部分腦區（包括海馬區域）白質完整性受損（FA低，MD，AxD和RD低）。表明AD患者具有明顯的白質破壞和較低的記憶得分。
圖1.與健康老年人相比，AD患者的白質骨骼（綠色）表現出低FA（紅色），高MD（藍色），高AxD（黃色）和高RD（橙色）的模式（p < 0.05，已進行多重比較校正）。
將AD組和健康的成年人組合併後發現，DTI指標（FA / MD / AxD / RD）與大腦廣泛區域（包括內側顳葉區域）的複合記憶評分（ADNI-MEM）之間存在顯著相關性。但是，當分別分析AD或健康的成年人組時，並未發現DTI指標與記憶測試綜合評分（ADNI-MEM）之間存在顯著的關係，這可能是由於組間得分分布所產生的傾斜導致的。
圖2. AD和健康老年人的組合組中，低ADNI-MEM記憶得分與低FA（紅色），高MD（藍色），高AxD（黃色）和高RD（橙色）相關的區域（p <0.05）。
本研究還發現合併組中DTI指標（FA / MD / AxD / RD）與執行功能在廣泛區域（包括額葉）之間存在重要關係。同樣，當分別檢查各組時，兩組的DTI指標（FA / MD / AxD / RD）與記憶表現之間未見顯著關係。此外，胼胝體中RD與執行功能評分之間存在負相關關係。
圖3.在AD和健康的老年人組中，ADNI-EF執行功能評分低與FA（紅色），MD（藍色），AxD（黃色）和RD（橙色）高相關的區域（p <0.05）。
本研究表明，AD患者腦白質的微結構、記憶和執行功能受到破壞。然而AD中白質破壞的程度與認知功能水平（記憶和執行功能）之間可能沒有線性關係。鑑於迄今為止研究結果的多樣性，未來的研究應繼續探索DTI指標與認知功能之間的關係，以明確DTI在評估AD臨床進展及治療作用的潛力。
參考文獻：
1. MAYO C D, GARCIA-BARRERA M A, MAZEROLLE E L, et al. Relationship Between DTI Metrics and Cognitive Function in Alzheimer’s Disease [J].
編譯作者：樂行僧 (Brainnews創作團隊)
校審：Victoria, Simon (Brainnews編輯部)