作者：Tsai

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皮层下U纤维作为颅内白质结构的一个特殊部分，在神经系统疾病中具有特异性，可帮助鉴别不同疾病，如脑白质营养不良皮层下U纤维常无受累，而急性播散性脑脊髓膜炎、多发性硬化等容易受累。本文将从皮层下U纤维的解剖、生长特性出发，追溯其病变“特殊性”的渊源。

解剖溯源

皮层下U纤维（Subcortical U-fibres）也称为弓形纤维，为短联络纤维，用于连接两侧大半半球灰质，位于皮层内或相邻皮质下白质最外层。其具体位置见下图。

图1 颅内白质结构位置

①皮质旁；②皮层下U纤维；③皮层深部非边缘区；④皮层下边缘区；⑤脑室旁；⑥胼胝体。

图2 近皮层与皮层下病灶位置

连接皮层的两个黄点之间的黄线即为U纤维。皮层下U纤维是否受累可帮助鉴别近皮层病灶与皮层下病灶，前者累及U纤维，而后者不受累。

皮层下U纤维在大脑发育过程中髓鞘形成最迟（第三四十年），髓鞘更新非常缓慢；而中央沟周围和枕叶后极髓鞘形成较早（婴儿期），可能与运动和视觉功能发展有关。在白质病变中皮层下U纤维受累与否取决于髓鞘代谢速度和少突胶质细胞生长之间的联系，髓鞘代谢异常时皮层下U纤维往往最后受累。

临床上常将皮层下U纤维几乎不受累的情况称为“相对保留”，但并不代表这些结构不会受累，随病情进展最后也可能出现病变。此外，当病灶直接损伤少突胶质细胞，皮层下U纤维往往也会受累。

那么，当皮层下U纤维和深部白质同时受累时，如何评估病灶性质？大脑半球白质接受双重血液供应，表面由来自皮层的穿透动脉以及其延伸至白质深层的动脉供血，血供越丰富的白质区域病变越迟。因此，当小血管出现慢性缺血性改变时，皮层下U纤维往往不受累，且脑室周围和皮质下白质也得到了相当保留。相反，当大血管闭塞时，病灶常累及皮质以及皮质下白质。 

皮质下U纤维早期保留的疾病

1. 慢性小血管缺血性白质病变

皮质下动脉硬化性脑病（SAE）也称为Binswanger病或小血管性痴呆，临床表现为皮质下痴呆，包括健忘、性格和情绪改变。诊断标准包括MRI中可见皮质下微血管改变；一级和二级亲属卒中史，无早期认知障碍或精神障碍家族史；多次测量收缩压高于160 mmHg和/或舒张压值高于95 mmHg。常见MRI表现见下图。

图3 皮质下动脉硬化性脑病（SAE）

（A、D、E）FLAIR像和（B）T2WI像上可见双侧脑室周围、深部白质、双侧基底节、丘脑和脑桥广泛对称的斑片状融合的高信号病灶；

（C）T1WI像可见相同部位的低信号病灶；双侧放射冠、基底节和丘脑可见胶质增生灶，周围信号增高；皮层下U纤维和胼胝体相对保留；脑室、脑池和脑沟突出，提示轻度脑萎缩；

（F）GRE像可见左侧脑桥微出血灶（箭头）。

2. CADASIL

CADASIL（伴有皮质下梗塞和白质脑病的常染色体显性遗传性动脉病）常在成年期（30至50岁）出现症状，临床表现为多个血管区域的复发性短暂性脑缺血发作（TIA）或梗死，继而出现痴呆和偏头痛症状。MRI常表现为广泛融合的白质高信号，病程早期以前颞叶和外囊受累为主，枕叶、眶额皮质下白质、皮质下U纤维相对保留。本病预后差，常在50至70岁之间的死亡。

图4 CADASIL

（A）T2WI像上可见双侧基底节高信号；

（B）FLAIR像可见双侧颞叶前侧受累；

（C）FLAIR像可见白质弥漫性受累，皮质下U纤维受累；

（D）SWI像可见双侧基底节区散在微出血灶。

3. HIV脑病

HIV相关脑病主要指HIV相关痴呆（HAD），临床表现为认知、行为和运动功能障碍。CT弥漫性和对称性脑萎缩，与患者年龄不成比例 对称性脑室周围和深部白质低衰减。MRI可见对称性脑室周围和深部白质T2高信号，相对保留皮质下白质和后颅窝结构，无占位效应，增强后无强化。

图5 HAD

可见脑实质轻度萎缩，弥漫性、对称性脑室周围白质病变，皮层下U纤维相对保留，无占位效应。 

4. 中毒性白质脑病

中毒性白质脑病常为可逆性，临床表现差异较大。抗肿瘤药、免疫抑制剂、抗生素、酒精、毒品以及放化疗等可引起。影像学主要表现为对称性、融合性白质病变，胼胝体可受累，尤其为压部。皮质下U纤维早期常无受累。

图6 甲氨蝶呤引起的脑白质病

（A）FLAIR像可见红核周围白质广泛受累，使红核信号相对较低，呈现“熊猫脸”征；

（B）FLAIR像可见皮层下U纤维相对保留（蓝色箭头）；

（C）DWI 像未见弥散受限；

（D）T2WI像可见侧脑室周围白质广泛受累；

（E）增强TIWI像病灶未见明显强化；

（F)TIWI像未见异常。

5. 脑白质营养不良

脑白质营养不良包括多种原因引起的髓鞘形成不良，包括溶酶体贮积病（球状细胞脑白质营养不良、粘多糖病等）、过氧化物酶体病（肾上腺脑白质营养不良、Zellweger综合症）、线粒体功能障碍（Kearns-Sayre综合症、MERRF、Leigh病等）、氨基酸代谢障碍（Canavan病）及其他类型疾病。皮层下U纤维常早期常相对保留，而肾上腺脑白质营养不良等疾病常早期受累，对疾病诊断具有鉴别意义，图6、7列举了累及皮层下U纤维的脑白质营养不良。

图7 肾上腺脑白质营养不良（皮层下U纤维受累）

（A）TIWI可见皮层下U纤维受累；

（B）T2WI像和（C） FLAIR像可见双侧侧脑室后角白质弥漫性受累；

（D）MRS可见NAA 峰升高，Cho峰下降，Cr峰升高。

图8 四类累及皮层下U纤维的脑白质营养不良

（A）异染性脑白质营养不良；

（B）肾上腺脑白质营养不良；

（C）海绵状脑白质营养不良；

（D）亚历山大病

6. 代谢性白质脑病

代谢性白质脑病包括苯丙酮尿症（PKU）、Lowe综合症、低同型半胱氨酸血症等。PKU是由苯丙氨酸代谢异常引起的先天性疾病，为常染色体隐性遗传病遗传，高加索人中更常见。临床表现为小头畸形、手足徐动症、痉挛、癫痫发作、行为和心理问题等。影像学可见脑室周围和枕叶白质受累，最终影响皮质下白质，继发脑萎缩和代偿性脑室扩张，病灶可见DWI弥散受限。

图9 PKU

FLAIR像（左图）、DWI（右图）可见两侧侧脑室后角白质高信号，皮层下U纤维相对保留。 

皮质下U纤维早期受累

皮质下U纤维早期受累或在病程中任意时间内受累的疾病较多，包括多发性硬化（近皮质病灶）、进行性多灶性白质脑病、急性播散性脑脊髓炎、亚历山大病、Canavan病、van der Knaap病、半乳糖血症、Salla病、Pelizaeus-Merzbacher病等。多发性硬化之前已有较多文章解释其病灶特异性，本文不再赘述。

1. 进行性多灶性白质脑病（PML）

该病主要由JC病毒感染少突胶质细胞引起的脱髓鞘疾病，常见于HIV感染及免疫缺陷的个体。影像学可见侧脑室周围、皮质下不对称病灶，呈多灶性分布，无占位效应，增强后无强化，常累及枕叶。

图10 PML

轴位（A）、冠状位（B ）T2WI像可见双侧侧脑室、皮质下弥漫性白质病变，皮层下U纤维受累，皮质相对保留，无占位效应；

（C）DWI 可见侧脑室旁白质弥散受限；

（D）矢状位TIWI可见枕叶受累。

2. 急性播散性脑脊髓炎（ADEM）

ADEM多见于病毒感染或疫苗接种后，儿童或青少年（通常小于15岁）多见。常为单相病程，临床表现为头痛、局灶性神经系统症状等。影像学可见双侧不对称多发病灶，大脑皮层、皮质下灰质（尤其是丘脑）受累常见，脑干、胼胝体受累少见，有助于鉴别多发性硬化。皮质下水肿多见，增强后可见环状或弧形增强（开环征），DWI可见病灶外围弥散受限。 

图11 ADEM

（A）增强TIWI像可见病灶边缘开环形强化；

（B）T2WI 像可见病灶高信号伴周围水肿，皮层下U纤维常受累；

（C） DWI像可见病灶中心低信号，外周弥散受限；

（D）T1WI像可见病灶低信号。

3. 亚历山大病

亚历山大病（AD）也称为纤维蛋白样脑白质营养不良，是一种罕见的致命性脑白质营养不良。儿童期发病的亚历山大病是散发性，常表现为巨头畸形、快速进展的神经功能恶化、癫痫发作以及精神运动发育迟缓。影像学可见额叶向后延伸的病灶，皮层下U纤维可随病程进展逐步受累。MRI上病灶多位双侧对称分布，尾状头>苍白球>丘脑>脑干。

图12 亚历山大病

FLAIR像（A，B）和T2WI（C，D）显示脑室周围高信号，小脑齿状信号（B中的箭头），脑室周围T2低信号（D中的箭头）；

（E）矢状位T1WI显示脑室周围T1高信号；

（F）FLAIR像显示脑室周围环形病灶，皮层下U纤维受累；

T2WI像可见沿着豆状核（G）和苍白球内侧和外侧边界（H）对称高信号。

4. Canavan病

Canavan病也称为白质海绵状变性或天冬氨酸酶缺乏症，为常染色体隐性遗传疾病，由于17号染色体短臂上的基因突变导致N-乙酰天冬酰化酶缺乏，导致脑内脑脊液、血浆和尿液中N-乙酰天冬氨酸（NAA）积累。临床表现为巨脑畸形、严重的精神和神经胀气以及失明。影像学可见皮质下白质弥漫性，常累及皮层下U纤维，胼胝体、尾状核、壳核和内囊常保留，随着病情进展，脑室周围白质萎缩。

图13 Canavan病

T2WI可见皮质下 U纤维、后颅窝、内囊和小脑白质弥漫性高信号。MRS可见NAA峰显着升高。

5. van der Knaap病

Van der Knaap病是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，其特征是伴有白质囊性变性的弥漫性皮质下白质脑病。临床表现为轻度运动发育迟缓和癫痫发作，继而出现共济失调、痉挛、构音障碍等。影像学可见巨脑畸形、脑白质弥漫性，双侧和对称性T2加权高信号和T1加权低信号，具有特征性“肿胀”外观，DWI上也可能存在异常弥散受限信号，早期累及皮层下U纤维，深部白质和小脑相对保留。

图14 van der Knaap病

MRI可见皮质下白质广泛弥漫异常信号，主要累及双侧额叶和前颞叶。基底节、丘脑相对保留。

总结

皮层下U纤维作为颅内特殊的短联络纤维，因其解剖及生长特异性，当出现慢性缺血性病变时，早期往往不受累，而在其他疾病状态下，其受累时间与病灶形态各有差异。本文主要从皮层下U纤维的解剖、生长特性出发，介绍其在神经系统疾病的特点，帮助临床诊治。

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