乳腺癌CRCI的多模态脑网络机制及其rTMS干预研究

Chemotherapy related cognitive impairments (CRCI) refer to the problems that the breast cancer survivors had cognitive impairments, such as attention deficits, memory problems during or after chemotherapy. This cognitive impairment could have a significant effect on the patients' quality of life. There is evidence that CRCI has high heterogeneity in breast cancer. For the doctor, it is difficult to find the cognitive impairments after chemotherapy. Moreover, there is little knowledge about the neural mechanisms underlying these impairments. Multi-modal functional magnetic resonance imaging currently provides a sophisticated and comprehensive visualization of the human brain networks. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an important therapeutic method to enhance the cognitive function and regulate brain networks. In the current study, we use the neuropsychological battery tests of HKU-AHMU to assess fully cognitive function of breast cancer patients after chemotherapy, and to descript its CRCI characteristic. We also investigate the brain network changes by mean of multi-modal functional magnetic resonance imaging analysis methods. The exploratory application of rTMS is investigated the effectivity on the cognitive enhance and neural mechanisms of CRCI in the breast cancer. This research will provide the theoretical basis and experimental evidence for identification and intervention of CRCI in breast cancer patients.

化疗相关认知障碍（Chemotherapy Related Cognitive Impairment, CRCI）是指癌症患者在化疗期间或化疗结束后出现的认知功能损害，严重影响其生活质量。现有证据表明乳腺癌CRCI临床特征存在显著的异质性，且发生的脑机制目前尚不明确，其认知康复研究是当前热点问题。多模态fMRI分析是探究脑网络机制新的技术手段，重复经颅磁刺激(rTMS)是促进认知功能和重塑脑网络的重要方法。本研究选取神经心理学成套测验，多维度评估乳腺癌化疗患者认知功能，描述乳腺癌CRCI临床特征；同时基于多模态fMRI分析技术，探究其全脑网络结构和功能连接，以揭示乳腺癌CRCI的脑网络机制；探索性应用rTMS干预乳腺癌CRCI患者，探究其认知功能改善及其可能的脑网络机制。此研究将加强乳腺癌CRCI的早期识别及其生物学机制的理解，也为探索乳腺癌CRCI的认知康复方法提供重要的理论和实验依据。

化疗相关认知障碍是指癌症患者在化疗期间或化疗结束后出现的认知功能损害，严重影响其生活质量。研究报道乳腺癌患者化疗认知障碍临床特征存在异质性，且发生的脑机制目前尚不明确，其认知康复研究也是当前热点问题。本项目拟定用神经心理学成套测试，多模态fMRI分析和物理干预技术方法，多维度评估乳腺癌化疗患者认知功能障碍的临床特征，探究其全脑网络结构和功能连接改变情况，以及探索性应用物理干预技术对乳腺癌化疗患者的认知障碍的康复价值。项目已完成数据库建立，能有效分析乳腺癌化疗患者的认知障碍特征、脑网络结构和功能改变及其干预疗效评估等。项目研究结果发现：①乳腺癌化疗患者存在记忆、注意和执行功能障碍，其中执行功能障碍明显，注意网络测试结果显示乳腺癌化疗患者选择性警觉和执行功能网络显著损害，而定向网络功能保留，进一步相关分析提示乳腺癌患者在化疗后12月后其执行功能网络损害可恢复化疗前水平。②多模态磁共振数据分析提示乳腺癌化疗患者的后扣带回、岛叶及中央后回的通论共同连接值显著减少，独立成份分析发现化疗患者在默认网络、执行控制网络和感觉运动网络中功能连接值显著降低，且降低值与认知功能评分显著相关，提示了化疗后认知障碍可能的神经网络机制。③应用经颅电刺激干预乳腺癌化疗患者的左侧背外侧前额叶区，乳腺癌化疗患者的记忆功能显著改善，同时伴随的睡眠问题、情绪障碍等部分改善，3个月随访病例中显示，有58.3%患者的认知持续改善，但睡眠障碍问题等缓解率只有16.7%。功能磁共振结果分析发现，背外侧额叶与左侧顶下小叶功能连接较治疗前增强，增强的功能连接结果与记忆评分改善相关，这些结果提示经颅电刺激能有效改善乳腺癌患者化疗后认知障碍，提示其神经机制可能与提高脑功能连接相关。这些发现为未来推广乳腺癌化疗后认知障碍临床识别和干预提供新方向和新方法。