关键词： 突触核蛋白病；帕金森病；多系统萎缩；定量磁化率建图 ；α-突触核蛋白

摘要速览：

α-突触核蛋白（a-Syn）聚集和铁沉积是推动帕金森病（PD）和多系统萎缩（MSA）等突触核蛋白病进展的核心病理机制。然而，目前缺乏非侵入性的a-Syn成像技术，且在临床上区分不同突触核蛋白病仍具挑战。本研究通过模体和动物实验证实了a-Syn的抗磁性，并前瞻性地纳入了273名参与者（包括PD、MSA患者及健康对照），利用MRI亚体素定量磁化率建图（Subvoxel QSM）技术，同步分离并量化了顺磁性和抗磁性信号。结果表明，Subvoxel QSM证实了患者黑质致密部存在a-Syn和铁的双重沉积，且MSA患者的异常信号与临床症状显著相关。结合顺磁性和抗磁性指标，该技术能以极高的准确率区分PD、MSA及健康人群 。

01 研究背景

突触核蛋白病的病理生理过程受到a-Syn异常聚集的严重影响，这种聚集通过破坏线粒体功能、诱发脂质过氧化等途径导致神经元死亡 。同时，脑内铁稳态失调会加剧氧化应激，与a-Syn相互作用进而加速病情恶化 。尽管PET成像在检测a-Syn方面取得了进展，但受限于辐射暴露、成本高昂及示踪剂结合率变异等问题，临床亟需一种无创的常规影像学替代方案 。

传统的定量磁化率建图（QSM）能够反映深部灰质的铁过载，但它测量的是体素内顺磁性和抗磁性物质抵消后的“净”磁化率 。由于蛋白质（如a-Syn）通常表现出抗磁性，最新的亚体素QSM算法成功将顺磁性和抗磁性信号从混合体素中分离开来，这为同步检测脑铁沉积和病理蛋白聚集提供了突破性的手段 。

02 研究方法

本研究结合了基础物理验证与前瞻性临床队列分析：

模体与动物实验： 研究构建了包含α-突触核蛋白溶液及不同磁化率物质的模体，并利用接受过该蛋白预制纤维立体定向注射的小鼠模型，在9.4T高场强下进行扫描，以确证其抗磁性物理特质 。

参与者队列： 前瞻性地招募并筛选了273名符合条件的参与者，包含107名帕金森病患者、62名多系统萎缩患者及104名年龄和性别匹配的健康对照 。所有患者均接受了详细的临床症状评估，涵盖UPDRS-III运动症状评分和SCOPA-AUT自主神经症状评分 。

MRI采集与数据处理： 在3.0T MRI下采集多回波梯度回波数据。采用APART-QSM算法对图像进行重建，分别提取代表铁的顺磁性磁化率和代表聚集蛋白的抗磁性磁化率，并对基底节、丘脑及中脑等运动相关深部灰质感兴趣区进行定量分析 。

03 研究结果

3.1 证实α-突触核蛋白的抗磁性物理特质

图2 模体与动物实验中α-突触核蛋白抗磁性的验证

与健康对照相比，帕金森病组和多系统萎缩组的黑质致密部均表现出显著升高的顺磁性和绝对抗磁性信号，证实了这一关键脑区内铁与病理蛋白的共沉积。值得注意的是，多系统萎缩患者在壳核、苍白球、丘脑、红核及齿状核等广泛的皮层下区域表现出比帕金森组更严重的双重蓄积。传统算法由于顺磁铁与抗磁蛋白信号会发生相互抵消，在苍白球内侧和齿状核等区域容易产生评估假阴性，而亚体素算法有效克服了这一盲区，展现出更高的病理敏感性 。

图3 参与者运动相关皮层下区域亚体素QSM信号的对比变化

图4 参与者运动相关皮层下区域常规整体磁化率的变化

在帕金森病组中，除早期患者黑质致密部区域的抗磁性信号与运动症状表现出相关性外，整体相关性较弱。然而在多系统萎缩组中，多个皮层下深部灰质区域的顺磁性和抗磁性信号异常均与运动障碍和自主神经功能障碍的严重程度呈现出显著的正相关关系。特别是代表蛋白聚集的抗磁性指标，在反映自主神经功能受损方面展现出比传统指标更广泛且更强的统计学关联 。

图5 多系统萎缩患者磁化率指标与运动及自主神经症状严重程度相关性散点图

将区分铁与病理蛋白的特征进行联合应用，在鉴别诊断中展现出压倒性的优势。ROC曲线分析表明，联合顺磁性与抗磁性指标区分帕金森病与健康人群的曲线下面积达到0.87，区分多系统萎缩与健康人群的曲线下面积达到0.94，而直接鉴别这两种疾病的准确度更是高达0.96，这些结果均显著优于单一应用传统磁化率指标的诊断效能 。

图6 区分帕金森病、多系统萎缩与健康对照的ROC曲线及效能表现

研究结论：

本研究表明，基于常规MRI的亚体素定量磁化率建图技术不仅在人体内实现了顺磁性脑铁沉积与抗磁性α-突触核蛋白聚集的同步无创测量，还揭示了深部灰质中这两种病理改变与患者临床症状严重程度的紧密联系。

通过联合应用顺磁性和抗磁性特征，该技术能够以极高的效能鉴别帕金森病与多系统萎缩，为突触核蛋白病的早期诊断、疾病进展监测以及潜在神经保护疗法的临床评估提供了一种极具价值的影像学生物标志物。

参考文献：