帕金森病酰胺质子转移磁共振成像研究

Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative disease, characterized by degenerative changes in the dopaminergic neurons in the substantia nigra that result in a decreased dopamine level. Early stage diagnosis and evaluation is crucial for the treatment. Currently, the diagnosis of PD is based primarily on the clinical manifestations. But the substantial error rates for the clinical diagnosis of PD is up to 25%. SPECT and PET are the most sensitive techniques for early stage diagnosis of all the imaging techniques. However, their application is limited by lots of factors. It is important to find a noninvasive, convenient and objective diagnosis technique. Amide Proton Transfer (APT) is one kind of Chemical exchange saturation transfer (CEST) imaging, which can detect endogenous mobile proteins and peptides in tissue to reflect endogenous mobile protein content. It is the first molecular imaging technique which has been successfully implicated to clinical research with endogenous material. We hypothesize that the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra of PD patients is associated with low APT-MRI signal, while accumulations of abnormal cytoplasmic proteins in some other areas is associated with high APT-MRI signal. This has been confirmed by our preliminary study, indicating that APT-MRI has potential in the diagnosis of PD. No study has been published about using APT imaging on PD patients, and whether APT imaging can provide unique information about PD is still unknown. The purpose of this study was to test the feasibility of APT imaging of PD in patients and to assess whether the APT signal has potential for the evaluation of PD.

帕金森病（PD）是一种以黑质多巴胺神经元变性导致多巴胺减少为特征的神经变性病，致残度极高。早期诊断和病情评估对其治疗至关重要。目前，其诊断主要依赖于临床表现，缺乏客观诊断标准，误诊率可高达25%。在影像学检查中，SPECT和PET是最为灵敏的早期诊断技术，但这两者的应用受到诸多因素制约，寻找一种无创、便捷而客观的诊断技术具有重要意义。酰胺质子转移（APT）成像是化学交换饱和转移成像的一种，可以用于探测组织中内源性游离蛋白质分子及它们的交换特性，它是首个利用内源性物质并成功应用于临床研究的分子影像技术。鉴于黑质多巴胺神经元的丢失，我们推断黑质区域的酰胺质子成像信号可能有所减低，同时，由于一些异常细胞质蛋白的积聚，可能导致某些区域的信号增高，这一假设已经为我们的预实验所证实，提示其在PD诊断上具有潜能。目前尚无关于帕金森病APT磁共振成像的研究报道，本研究拟在此方面进行系统研究。

帕金森病（PD）是一种以黑质多巴胺神经元变性导致多巴胺减少为特征的神经变性病，早期诊断和病情评估对其治疗至关重要。但其诊断缺乏客观标准，寻找无创、便捷而客观的诊断技术具有重要意义。酰胺质子转移（APT）成像是化学交换饱和转移成像的一种，可以用于探测组织中内源性游离蛋白质分子及其交换特性，是首个利用内源性物质并成功应用于临床研究的分子影像技术。我们的预实验提示，PD患者黑质区APT信号减低，基底节区信号增高，提示其在PD诊断上具有潜能。本研究在帕金森病APT磁共振成像方面进行了系统研究，包括评估PD患者和正常对照者两者APT成像值是否存在差异、APT磁共振成像对PD患者病情的评估以及APT成像值早期诊断及预测PD发生的可靠性。所得重要结果包括：PD患者和正常对照者两组人群的APT值存在显著差异；根据Hoehn & Yahr病情分级，将患者分为早期患者和进展期患者，黑质区的MTRasym(3.5ppm)及整体评估数值均有助于鉴别早期帕金森病患者和进展期帕金森病患者；根据发病时长，将患者分为早期患者和晚期患者，黑质区的MTRasym(3.5ppm)及整体评估数值均有助于鉴别早期帕金森病患者和晚期帕金森病患者；Hoehn & Yahr病情分级及UPDRS均与PD患者黑质区APT值存在显著相关性；偏侧PD患者受累侧黑质区的MTRasym(3.5ppm)及整体MTR值均显著低于正常对照者，而非受累侧黑质区的MTRasym(3.5ppm)及整体MTR值低于正常对照者，但不存在显著差异，同时受累侧黑质区的MTRasym(3.5ppm)及整体MTR值低于非受累侧黑质区，但亦不存在显著差异。作为内源性分子成像，APT磁共振成像应用于PD患者的相关研究报道很少，我们是首批进行该项研究的队伍，并首次在ISMRM上报道了预实验结果并发表第一篇SCI论文，项目执行以来，已发表相关SCI及核心论文多篇。我们的研究表明，APT成像在PD诊断和病情评估存在潜能。APT磁共振成像作为完全靠内源性物质变化进行检测的无创性成像，简便且易于操作，可为临床提供诊断和评估PD的潜在途径。如果其作用可在临床中得到证实，可以提高PD诊断的准确性，为PD的早期诊断和早期干预带来帮助。