轴外脑脊液容量升高或可预测自闭症谱系障碍的发生

2018-11-28 08:43 来源:丁香园 作者:pekingkw
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美国疾病控制与预防中心的数据显示,人群中自闭症谱系障碍的总体发生率约为 1%,并有逐渐上升的趋势。罹患自闭症谱系障碍孩子的同胞,其患病风险比一般人群要高近 20 倍。

美国加州大学戴维斯分校 MIND 研究所的多学科研究团队通过对婴儿脑部生长发育进行定期的核磁共振成像(MRI)检测,对认知、社交、沟通及运动能力发育进行评估,首次发现患有自闭症谱系障碍的儿童在婴儿时期有过多的脑脊液及增大的大脑。

在两个独立的同年龄组中,那些后来被诊断患有自闭症谱系障碍的儿童,从 6-24 个月开始会有轴外脑脊液容量异常升高。轴外脑脊液容量升高的情况在其行为症状发作之前就存在,并且对后来诊断自闭症谱系障碍有早期预测作用。

因此 MIND 的科研团队提出假设,即脑脊液容量异常升高也许能作为早期识别儿童自闭症谱系障碍的生物标记。为进一步验证这一假设,Mark D Shen 等人收集了一个更大的、独立的自闭症谱系障碍儿童样本进行病例对照研究,旨在确定自闭症谱系障碍儿童是否均存在轴外脑脊液容量的升高,并探索其与睡眠障碍及非语言行为功能的关系。研究结果发表在 2018 年 9 月的 Lancet Psychiatry 杂志上。

研究方法 

研究人员从社区招募患有自闭症谱系障碍及正常发育的 2-4 岁儿童,其中自闭症谱系障碍组分为高危组(来自多发的家庭)和低危组(来自单发的家庭)。

通过核磁共振及行为评估对研究对象的轴外脑脊液容量、脑容量、头围、睡眠障碍和家族性风险状态进行评定。根据轴外脑脊液容量、脑容量、年龄、性别等数据,应用一种研究者既往已验证过的 MLA(machine learning algorithm)系统预测自闭症谱系障碍的发生。

研究结果

研究历时 5 年,共纳入 159 名自闭症谱系障碍儿童(男性 132 人)和 77 名正常发育儿童(男性 49 人),自闭症谱系障碍儿童中低危组 132 人,高危组 27 人。

自闭症谱系障碍低危组及高危组的轴外脑脊液容量几乎完全相同(p = 0.78)。在对脑容量、体重、年龄、性别等因素进行统计差异控制后,自闭症谱系障碍组轴外脑脊液容量比正常对照组高 15.1%(自闭症谱系障碍组 116.74 cm3,正常对照组 101.4 cm3),差异有统计学意义。

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A3 岁正常发育儿童核磁共振 T1 加权像;B3 岁自闭症谱系障碍儿童核磁共振 T1 加权像(C 颅内总量;D 脑总量;D 轴外脑积液容量,红色示)

对于自闭症谱系障碍儿童来说,无论高危组还是低危组,轴外脑脊液容量(p = 0.004)和脑总量 (p<0.0001) 都是造成头围增加的独立因素。

由于既往研究表明,睡眠障碍可阻碍婴幼儿脑脊液流通,降低大脑神经毒素的清除率,可能与轴外脑脊液容量升高相关。故该研究将两者进行线性回归分析显示,轴外脑脊液容量升高与睡眠障碍严重程度呈正相关(p = 0.03),并与较低的非语言行为功能,如运动能力亦关联(p = 0.04)。

根据轴外脑脊液容量、脑容量、年龄、性别等相关数据,应用 MLA 系统对自闭症谱系障碍诊断的正确预测率为 83%,灵敏度为 84%,特异度为 65%。当然研究者承认虽然这一结果有积极的意义,但 MLA 系统仍需大规模的研究验证,且需要提高自闭症谱系障碍与神经发育障碍等疾病的鉴别度。

小结

尽管轴外脑脊液容量升高与自闭症谱系障碍相关的机制尚不明确,但作为一种可靠的,能够通过常规 MRI 检测到的生物学指标,不久的将来,轴外脑脊液容量升高或可成为一种非创伤性的、可协助早期发现疾病并通过早期干预而最终改善自闭症谱系障碍儿童长期转归的生物标记。

参考文献

1. Shen MD, Kim SH, McKinstry RC, et al. Increased extra-axial cerebrospinal fluid in high-risk infants who later develop autism. Biol Psychiatry 2017; 82: 186–93.
2. Louveau A, Smirnov I, Keyes TJ, et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature 2015; 523: 1–17
3. Libero LE, Nordahl CW, Li DD, Ferrer E, Rogers SJ, Amaral DG. Persistence of megalencephaly in a subgroup of young boys with  autism spectrum disorder. Autism Res 2016; 9: 1169–82.
4. Amaral DG, Li D, Libero L, et al. In pursuit of neurophenotypes: the consequences of having autism and a big brain. Autism Res 2017; 10: 711–22

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编辑: 郑涵之

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