作者：李丽，山西医科大学；徐成，山西医科大学第五临床医学院磁共振室

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种由自身免疫介导的多系统结缔组织疾病，全球患病率约（0～241）/10 万，女性发病率约为男性的9 倍，当累及神经系统时，称为神经精神性狼疮（neuropsychiatric systemic lupus erythematosus，NPSLE）。

NPSLE 在SLE 中发病率高达75%， 是SLE 患者发病和死亡的主要原因， 其临床表现复杂多样，症状从头痛、焦虑、认知障碍等轻微异常到中风、癫痫、脊髓病等明显表现，其中认知障碍是最常见的症状之一。NPSLE 病因不明，病理机制复杂，包括自身免疫性炎性神经元损伤、脱髓鞘和血管病变等。

据研究表明，NPSLE 是SLE患者仅次于狼疮肾炎的第二死因，且致死率为普通人群的10 倍，这显著降低了SLE 患者的生存率。由于NPSLE 的症状和体征差异大，并且通常是非特异性的，目前对于NPSLE 及其临床管理的基本认识仍存在许多知识空白。

近些年来，MRI 已成为NPSLE 影像评估最重要的手段，尤其是先进的功能磁共振成像（functional MRI，fMRI） 技术已被广泛应用到NPSLE 的诊断中，结构和功能磁共振成像不仅可以评估NPSLE 患者脑部改变，甚至可以早期发现尚处于脑损害亚临床阶段的非神经精神性狼疮（non-NPSLE）患者脑细微形态学及功能的改变，这助于优化临床诊断、预测和早期治疗NPSLE。本文将对结构和功能MRI 在NPSLE 临床应用方面进行综述。

1. 常规MRI 在NPSLE 中的诊断价值

1.1 NPSLE 脑白质高信号特点及意义

NPSLE 患者在常规MRI 上常见的异常是小血管病变， 表现从脑白质的非特异局灶性病变到更严重的大规模病变，如脑白质高信号、脑萎缩、脑梗死和颅内出血等， 其中脑白质高信号（T2-FLAIR 像）是最常见的；白质高信号好发于脑室周围、皮质下及放射冠，倾向于融合，通常无增强，主要发生在额顶叶水平。

有研究表明与non-NPSLE 患者相比，NPSLE 患者脑白质高信号融合体积更大、形状更复杂，在炎性NPLSE 患者中尤为显著。Monahan 等发现在炎症型NPSLE 患者中， 较高的脑白质高信号体积与较低的精神运动速度之间呈负相关。Guo 等报道在NPSLE 患者中，白质高信号患者更容易并发高血压、高尿酸血症、多浆膜腔积液、心脏受累及蛋白尿等。脑白质高信号可能提示NPSLE 脱髓鞘、局灶性缺血或胶质增生等潜在脑部病理改变，这对于早期识别NPSLE 有一定的诊断价值。

1.2 形态学测量在NPSLE 中的应用

基于体素的形态学测量（voxel-based morphometry，VBM）是一种客观评价大脑局部差异的自动分析方法，可识别脑组织形态微结构改变。Su 等发现与non-NPSLE 患者相比，NPSLE 患者左侧颞上回、右侧丘脑和双侧壳核出现了明显的灰质萎缩，且与系统性红斑狼疮损伤指数［ （Systemic LupusInternational Collaborating Clinics，SLICC）/（AmericanCollege of Rheumatology，ACR） Damage Index，SDI］评分呈负相关，这预示NPSLE 患者的脑灰质萎缩分布和程度可能是判断疾病严重程度的指标。

Liang 等在脑MRI 形态正常的NPSLE 患者中，观察到多个脑区皮层明显变薄。这些研究表明广泛的脑萎缩或特定脑区皮层厚度变薄可用于NPSLE 的早期诊断。此外，Inglese 等发现与缺血型NPSLE 患者相比，炎症型NPSLE 患者表现出明显的脑改变，包括脑容量及白质体积减少。这些发现可能有助于早期及更准确地诊断伴有神经精神症状的SLE 患者；由于不同表型NPSLE 治疗方案是不相同的，VBM 可以用于区分NPSLE 的不同表型， 这为临床精准治疗提供了可靠依据。

由此可见，VBM 客观，准确性高，在NPSLE 的应用中重复性高，能更加精确显示NPSLE 患者脑组织微形态学改变，对NPSLE 脑结构改变进行全面评估。在大多数伴有神经精神症状的SLE 患者中，脑结构MRI 异常可能还没有显示出来，对NPSLE诊断特异性不强、敏感性低；新型的、先进的fMRI技术，可以通过检测脑微观结构损伤及血流动力学变化等，为早期识别及确诊NPSLE 提供理论依据。

2. fMRI 在NPSLE 脑损伤中的应用

2.1 用于NPSLE 中的fMRI

技术目前用于NPSLE 的fMRI 技术有扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）、静息态功能磁共振成像（resting-state fMRI，rs-fMRI）、灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）及磁共振波谱（magnetic resonance spetroscopy，MRS）等。DTI 是一种相对较新的基于水分子扩散特性的成像方法，对组织结构复杂性非常敏感，已被用于NPSLE 患者脑白质微结构改变的研究，DTI 常用的参数包括：各向异性分数（fractional anisotropy，FA）、平均扩散率（mean diffusivity，MD）、径向扩散率（radial diffusivity，RD）、轴向扩散率（axial diffusivity，AD）。

DKI 是DTI 技术上的延伸，可检测各向异性和各向同性组织的微观结构变化， 与DTI 相比，其显示微观结构精度更高。rs-fMRI 是通过检测静息状态下血氧水平依赖的波动来反映自发的神经元活动，rs-fMRI 常用分析方法有局部一致性（regional homogeneity，ReHo）、功能连接（functional connectivity，FC）、低频振幅（amplitude of low frequency fluctuation ， ALFF ） 、体素镜像同伦连接（ voxel mirrored homotopic connectivity，VMHC）等。PWI 是一种使用脑血容量参数测量大脑微循环的血流动力学的磁共振技术。MRS 可无创地检测SLE 患者颅内不同脑区代谢产物变化， 这些变化往往先于脑结构异常。

2.2 早期识别NPSLE

神经精神系统受累是严重SLE 的重要体征，也是SLE 患者丧失工作能力、生活质量降低和死亡的主要原因， 所以早期诊断、尽早干预NPSLE对于SLE 患者非常重要。既往研究发现，在NPSLE 患者和non-NPSLE 患者中均存在FC 异常。FC 是反映不同脑区之间、体素之间及功能网络之间的时间相关性， 这也就是说在神经精神症状发作之前， 神经元网络可能已经发生了重组。

Liang 等在研究中发现NPSLE 组在常规MRI上大脑结构正常， 经DTI 分析显示与健康对照相比，NPSLE 组穹窿、内囊左前肢FA 值降低， 穹窿MD 增加。高FA、低MD 提示更高程度的髓鞘化及轴突完整性，这说明NPSLE 尽管没有明显的宏观结构中枢神经系统受累， 但仍存在细微变化。

Su等发现与健康对照相比，non-NPSLE 组左侧小脑后叶的ReHo 增加； 而与non-NPSLE 组相比，NPSLE 组双侧小脑后叶的ReHo 降低， 提示non-NPSLE 患者小脑后叶功能显著激活， 考虑小脑后叶可能在疾病损害的代偿中发挥关键作用， 首次表明小脑后叶功能参数可能是一个潜在的区分non-NPSLE 和NPSLE 的神经影像标志物。

SLE 患者VMHC 相关研究显示，NPSLE 和non-NPSLE 患者的同位功能连接性降低，具体而言，与对照组相比，NPSLE 和non-NPSLE 组在颞中回、楔回、枕中回、角回和中央后回的VMHC 值降低、同位连接减弱；除此之外，NPSLE 组在额中回和额下回VMHC值也出现降低。这表明随着神经精神疾病的进展，SLE 患者本已受损的脑功能协调变得更加严重和广泛。

有研究发现与non-NPSLE 患者相比，NPSLE 患者表现为额回、小脑和胼胝体脑血流量（cerebral blood flow，CBF）明显减少，应用支持向量机分析表明， 胼胝体内的CBF 在区分NPSLE 和non-NPSLE 患者方面的准确率为83.6%，推测CBF可作为NPSLE 和non-NPSLE 患者诊断和病情监测的有用生物标志物，达到早期诊断的目的。Li等在支持向量机的宽度学习系统帮助下，使用多体素质子磁共振波谱诊断NPSLE， 结果显示，基于支持向量机的宽度学习系统所建立的MRS单模态机器学习模型， 区分健康对照和NPSLE，准确率达95%，为NPSLE 的早诊断提供了一种新思路。

2.3 评估NPSLE 脑损伤血流动力学改变

SLE 血管病变主要累及小动脉和毛细血管，导致血管迂曲、血管玻璃样变、内皮增生和血管周围炎症或胶质增生， 灌注成像已被广泛用于评估SLE 患者的微血管变化。Salomonsson 等研究表明SLE 患者血脑屏障功能受损。

Papadaki 等发现在伴或不伴有神经精神疾病的SLE 患者中均存在血流动力学障碍和内在连通性改变， 特别是在默认模式网络和感觉运动区域， 这表明血流动力学损伤反应可触发局部脑区功能改变。既往研究报道NPSLE 患者正常的脑白质呈明显低灌注，且NPSLE 组额叶灌注减少发生率明显高于non-NPSLE 组，前额叶白质灌注减少（包括背外侧和腹内侧前额叶皮质）与更严重的焦虑症状相关，这表明SLE 患者的神经病变可以通过灌注成像检测到，CBF 有助于NPSLE 的早期诊断。

Zhuo 等发现，NPSLE 患者与non-NPSLE 患者脑血流灌注模式不同，与健康对照相比，non-NPSLE 患者白质和灰质内CBF 均增加，NPSLE 组大部分脑区表现为白质内CBF 增加（胼胝体CBF 减少）而灰质内CBF 减少，这体现了SLE 灌注的动态演变。灌注加权成像可以用于反映NPSLE 患者局部脑区微循环变化，为评估NPSLE 血流动力学改变及局灶性血管病变提供了新的视角。

2.4 NPSLE 的认知损害和情绪障碍

NPSLE 认知损害及抑郁和焦虑症状在NPSLE中非常常见， 甚至可能在疾病的初步诊断之前作为初始症状出现，但其起病隐匿，难以及时发现，持续的认知功能下降及情绪障碍可能会导致SLE患者自杀发生率增加、治疗依从性差及功能残疾的增加，这显然降低了患者的生活质量。Koolvisoot等提出轻度认知障碍在SLE 患者中普遍存在，并可能随着时间的推移而恢复， 故早期发现和识别相关因素对疾病控制十分重要。SLE 中可见大脑功能连通性改变，且与认知功能相关。还有研究发现，大脑连接的改变可能是认知障碍的前兆。

Wang 等观察到伴有认知功能障碍的SLE患者的白质和灰质CBF 明显低于不伴认知功能障碍的SLE 患者。CBF 值的降低可通过夺取脑组织的氧气和营养物质而导致认知功能障碍， 还可以通过影响神经元活动，破坏传导通路，进而损害认知过程。张志艳等利用DKI 技术评估NPSLE及non-NPSLE 颅内微结构改变，观察到与正常对照组相比，NPSLE 和non-NPSLE 患者双侧扣带回后部和左侧背侧丘脑MK 值减低，提示两组患者相应脑区组织复杂性降低， 且双侧扣带回后部的MK 值与蒙特利尔认知评估量表评分正相关， 尤其是NPSLE 组。

扣带回后部参与边缘叶的构成，在认知功能中起着关键作用， 这反映出SLE 患者不同程度出现了认知损害， 扣带回白质微结构改变可能成为其认知功能减退的早期影像标志物。许曼等使用动态功能连接（dynamic functional connectivity ，dFC ） 方法观察到NPSLE 患者脑FC是随时间动态变化的， 发现血清补体C3、C4 越低，dFC 的状态转换次数就越少，转换次数的减少和认知功能下降有关，提示可以通过提高NPSLE患者的血清补体水平来改善患者的认知障碍。

Liao 等发现系统性红斑狼疮疾病活动度（systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI）评分与抑郁和焦虑的严重程度呈正相关，SLEDAI 大于8.5 的患者更容易患上精神障碍，需额外关注。另有研究发现，即使改善抑郁症状，SLEDAI 的增加也可以预测更严重的焦虑。

Papadaki等发现在控制年龄变量后，NPSLE 组额纹状体和右侧前扣带皮层CBF 值与焦虑症状呈显著负相关，也就是说，该脑区灌注越低，焦虑症状越严重，二者是直接相关的。前额叶区域和基底神经节在自动情绪调节中发挥重要作用，这些区域结构出现紊乱，会导致焦虑症状出现。

这说明NPSLE中的血液动力学紊乱可能是导致该组患者情绪障碍加剧的部分原因，NPSLE 患者焦虑症状是由于参与情绪自我调节的特定脑区脑血流灌注减低，并非继发于其他疾病， 提示临床医生可以通过改善局部血液循环从而达到缓解NPSLE 患者焦虑的目的，这对SLE 患者的管理具有一定的意义。

2.5 监测NPSLE 疗效及预后

王磊等发现给予免疫抑制剂干预后，观察到伴和不伴认知障碍的SLE 患者脑白质和灰质脑血流量与治疗前相同，未发生病情进展。该研究结果表明灌注变化或许可以用来监测SLE 患者治疗效果，指导临床治疗方案的调整。Silvagni 等对17 例初诊断的SLE 患者在确诊后24 个月内和至少12 个月后进行了脑DTI 检查，结果显示，随访期间正常白质纤维束的平均MD 和RD 值显著增加，尤其是内囊左后肢、内囊豆状核左后部MD 和RD 值显著增加，而左侧皮质脊髓束FA 随时间显著降低。

扩散系数的纵向变化，反映了白质微观结构受损始于SLE 病程早期，这提示临床，即使在确诊后不久，监测SLE 中神经受累情况也很重要。另有研究观察到与健康对照相比，non-NPSLE 和NPSLE 患者胼胝体FA 值显著降低，左侧海马扣带回MD 值显著增加， 且SLE 患者的病程与胼胝体FA 值降低显著相关，发现SLE 患者白质微结构的改变与病程和疲劳有关，表明白质改变在SLE 疾病进展的早期就已经存在， 并在疾病进展中加剧。

以上研究表明，DTI 具有良好的实用性，SLE 患者白质变化可能先于神经症状的演变，DTI可以在疾病初始阶段更好地监测白质组织及神经受累事件，指导临床治疗，进而改善NPSLE 患者预后。

3. 小结与展望

NPSLE 通常与严重不良预后相关， 其诊断和治疗对于放射科和临床医师来说具有极大的挑战性，因为其临床表现多样，病变广泛，缺乏可靠的疾病活动生物标志物；结构MRI 可显示NPSLE 患者皮层厚度及灰白质体积变化；fMRI 可观察到NPSLE 患者复杂的脑微结构损伤，包括神经元损伤、灌注不足和脑白质不完整等，有助于早期识别NPSLE， 也为进一步揭示NPSLE 病理生理机制提供了潜在研究方向。随着先进MRI 技术的深入发展，大样本、多中心研究将有助于消除异质性；通过多模态磁共振成像技术及其与机器结合学习方法，从脑微结构改变、代谢、功能层面全面综合评估NPSLE 患者脑部病变，并与临床实验室生化指标、疾病活动度评分和相关认知量表相结合，将是研究的方向。

来源：李丽,徐成.神经精神性狼疮患者脑结构与功能MRI研究进展[J].影像诊断与介入放射学,2024,33(02):141-146.

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