来自患有帕金森病的研究参与者的心脏和脑部PET扫描支持“身体优先”的进展。最上面的一对PET扫描显示心脏中18F-多巴胺衍生的放射性较低(右)和正常的13N-氨PET扫描(左),这是在产生多巴胺的神经元丢失和症状发作之前进行的。Goldstein实验室,NINDS
——心脏去甲肾上腺素缺乏的生物标志物可能有助于在症状出现之前检测路易体疾病。
美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员在一项小型研究中发现,心脏正电子发射断层扫描(PET)[1]可以在帕金森病[2]或路易体痴呆症[3]的高危人群中识别出哪些人会发展成这些疾病。这项研究成果发表在《临床研究杂志》上,由NIH下属的美国国立神经疾病与中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke,NINDS)的科学家们领导,该研究可能会推动检测多年后导致帕金森病和路易体痴呆症的早期变化的工作。
研究人员对34名具有帕金森病风险因素的人进行了心脏PET扫描,以了解神经递质去甲肾上腺素[4]的水平。他们发现,扫描结果可以区分出哪些人后来被诊断出患有帕金森病或路易体痴呆症。这两种疾病都是由于蛋白质α-突触核蛋白异常沉积形成被称为路易体的团块而引起的脑部疾病。这项研究是在美国国立卫生研究院临床中心(NIH Clinical Center)进行的,该中心是目前进行18F-多巴胺PET扫描的唯一地点。
去甲肾上腺素来源于多巴胺,而帕金森病患者的大脑缺乏多巴胺。NINDS首席研究员、医学博士David S. Goldstein的早期研究表明,路易体痴呆症患者体内严重缺乏心脏去甲肾上腺素,而心脏去甲肾上腺素通常是由供应心脏的神经释放的。
在本研究中,由Goldstein博士领导的研究小组发现,与具有相同风险因素但放射性正常的人相比,心脏中18F-多巴胺衍生放射性较低的高危人群在长期随访期间患帕金森氏症或路易体痴呆症的几率很高。PET扫描通过使用放射性示踪剂来观察人体器官的新陈代谢或生化过程。
“想象一下,扫描结果就像电影中的一帧帧画面。”Goldstein博士说,“第一次评估时8分钟的那一帧已经足以确定哪些人有可能在数年后患上中枢性路易体痴呆症。”
在这项研究中,34名帕金森病高危人士每18个月接受一次心脏18F-多巴胺PET扫描。检查持续约7.5年,或直到他们被诊断出患有帕金森病。参与者有三个或三个以上的帕金森病风险因素,其中包括家族病史、嗅觉丧失(常见于帕金森病患者)、一种睡眠障碍(在这种障碍中人们将自己的梦境表现出来,这被称为梦境表现行为)以及直立不耐受[5]症状(如站立时头晕目眩)。
首次扫描时心脏18F-多巴胺衍生放射性较低的9人中,有8人后来被诊断为帕金森氏症或路易体痴呆症。在最初放射性正常的11名参与者中,只有1人发展为中枢性路易体痴呆症。所有9名罹患易体痴呆症的参与者在确诊前或确诊时放射性都很低。
这项研究支持这样一种观点,即帕金森病和路易体痴呆症等突触核蛋白疾病[6]会影响自律神经系统[7]的神经,而自律神经系统负责调节心率和血压等身体自动过程。Goldstein博士等人的研究表明,在这两种疾病中,通往胃肠道器官、皮肤和腺体的神经都会发生突触核蛋白聚集。
“我们认为,在许多帕金森氏症和路易体痴呆症病例中,疾病过程实际上并非始于大脑。通过自律神经异常,这些过程最终会进入大脑。”Goldstein博士说,“心脏中去甲肾上腺素的丢失预示着路易体痴呆症患者大脑中多巴胺的缺失。”
在症状出现之前(即临床前期)找到有助于检测疾病的生物标志物对于测试早期干预措施至关重要。只有在大脑中控制运动的区域产生多巴胺的神经元受到严重损害或丧失后,帕金森氏症才会出现明显的运动症状。
“一旦开始出现症状,大部分损害就已经造成了。”Goldstein博士说,“你希望能够尽早发现这种疾病。如果你能挽救那些已经患病但尚未死亡的多巴胺末梢,那么你或许就能延长患者出现症状之前的时间。”
利用PET扫描来确定易体痴呆症的临床前患者可以测试预防措施,例如改变生活方式、膳食补充剂或药物。
Goldstein, DS, et al. 18F-多巴胺正电子发射断层扫描显示心脏去甲肾上腺素缺乏可识别临床前中枢性易体痴呆症。JCI,2023年10月26日,DOI: 10.1172/JCI172460
注:
[1] positron emission tomography,PET,正电子发射断层扫描,是一种核医学临床检查的成像技术。PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,具有无创伤性的特点并能提供全身三维和功能运作的图像。正电子发射计算机断层扫描既是医学也是研究的工具。在肿瘤学临床医学影像和癌扩散方面的研究方面有着大量的应用。更多信息可参考 《正电子发射断层扫描(PET)》 。
[2] Parkinson's disease,PD,帕金森病,是一种大脑疾病,会导致行动不便以及心理健康、睡眠、疼痛和其他健康问题。随着时间的推移,症状会恶化。没有治愈方法,但可以通过一些疗法和药物减轻症状。常见症状包括震颤、肌肉收缩疼痛和言语困难等。帕金森病导致高残疾率和医护需求。许多帕金森病患者还会发展为痴呆。此病通常发生在老年人身上,但年轻人也可能受到影响。男性比女性更易受到影响。帕金森病的病因尚不清楚,但有该疾病家族史的人风险较高。暴露于空气污染、杀虫剂和化学溶剂可能会加剧风险。更多信息可参考 《帕金森病》 。
[3] Lewy body dementia,DLB,路易体痴呆症,是仅次于阿尔茨海默病的第二常见失智类型。称为路易体的蛋白质沉积物在脑的神经细胞中形成。蛋白质沉积物影响的大脑区域参与思维、记忆和运动。这种状况也称为路易体痴呆。路易体失智会导致心智能力下降,并随时间推移逐渐加重。路易体失智患者可能会看到不存在的东西。这称为视觉幻觉。他们的警觉性和注意力也可能发生变化。路易体失智患者可能会出现帕金森病症状。这些症状可能包括肌肉僵硬、动作缓慢、行走困难和震颤。更多信息可参考 《路易体痴呆症》 和 《路易体痴呆,一百年来我们知道了什么?》 。
[4] norepinephrine,去甲肾上腺素。去甲肾上腺素既是一种荷尔蒙,也是交感神经最常见的神经递质。自然产生的去甲肾上腺素大部分是在神经轴突(神经轴)内产生的,储存在小囊泡(充满液体的小囊)内,然后在动作电位(电脉冲)沿神经传递时释放出来。 去甲肾上腺素穿过两条神经之间的缝隙,在那里它与第二条神经上的受体结合,并刺激该神经作出反应。去甲肾上腺素会引起血管收缩(血管收缩) ,所以在急性压力时,去甲肾上腺素有助于维持血压和增加血压。更多信息可参考《肾上腺激素和去甲肾上腺激素的区别在哪里?》 和 《交互之感——发现去甲肾上腺素》 。
[5] orthostatic intolerance,直立不耐受,指因直立体位而出现的头晕、头痛、视物模糊、心悸、恶心、出汗、疲劳等症状,平卧后可缓解的一组综合征,严重者可引发跌倒、卒中、痴呆、猝死等不良事件。更多信息可参考《社区中老年人群慢性直立不耐受综合征患病率及影响因素分析》 和 《「卒中后直立不耐受」如何管理?专家经验分享》 。
[6] synuclein disorders,突触核蛋白疾病,是α-突触核蛋白异常聚集的神经退行性疾病,包括帕金森病、路易体痴呆症和多系统萎缩(multiple system atrophy,MSA),而其病理传播机制尚不完全清楚。突触核蛋白家族包括α、β、γ 3种突触核蛋白类型,细胞内错误折叠的α-突触核蛋白(α-syn)沉积形成路易小体,从而导致前述几种突触核蛋白病的发生。更多信息可参考 《【综述】α-突触核蛋白致病机制研究进展 》 和 《Nat Med︱日本顺天堂大学团队发现突触核蛋白病的血清生物标志物:α-突触核蛋白“种子”》 以及 《JAR︱浙江大学章京团队揭示帕金森病关键蛋白α-突触核蛋白导致红细胞形态异常机制》 。
[7] autonomic nervous system,自律神经系统,自律神经就是独立自主、无法用人体意志控制的神经,也叫植物神经。自律神经是一个控制系统,很大程度上是无意识地调节身体机能,如心率,消化,呼吸速率,瞳孔反应,排尿,性冲动等。更多信息可参考《睡眠的生理机制1--自律神经控制系统》 和 《自律神经和大脑》 以及 《自主神经系统》 。
BMEN202312020001
来源:National Institutes of Health(NIH)
标题:PET scans may predict Parkinson's disease and Lewy body dementia in at-risk individuals