Leigh综合征的脑MRI影像学特征及诊断

Leigh综合征(leigh syndrome,LS)为线粒体脑病的一种表现类型,是一种少见的、病因不明的X连锁常染色体隐性遗传性疾病,常可同时累及脑部和脊髓,故又称为亚急性坏死性脑脊髓炎。目前认为主要是染色体突变累及电子链复合物Ⅰ~Ⅴ导致复合物缺陷所致。主要发生于婴幼儿,因对其脑部影像学特点认识不足,常误诊为其它疾病。本文回顾性分析经基因证实的儿童Leigh综合征的脑MRI特点,旨在提高对Leigh综合征的脑MRI影像学特点的认识,提高诊断准确率。

病变形态分布特点

15例患儿脑内病变均表现为双侧大致对称性病变,形态不规则,大小不等,呈斑块状分布。受累脑组织发生肿胀者8例,萎缩者2例,脑体积变化不明显者5例。病变累及部位包括脑干(14例)、基底节(10例)及丘脑(8例,背侧丘脑内侧近第三脑室),累及单一部位(4例)或多个部位(11例)。本组仅累及基底节1例(图1),仅累及脑干者3例,脑干和丘脑同时受累2例,脑干和基底节同时累及3例,脑干、基底节和丘脑同时累及6例(图2a,2b)。同时累及大脑白质4例,累及额顶叶脑白质、胼胝体膝部和压部。同时累及皮层1例,累及罗兰多皮质、双侧海马及旁矢状区(图3a~3h)。同时累及小脑2例,均累及白质,其中1例累及齿状核(图4)。无单独累及丘脑、小脑、大脑白质及皮质者。发生尾状核钙化1例。

基底节受累好发顺序依次为壳核(9例)、苍白球(8例)和尾状核(5例)。仅累及壳核者2例,仅累及苍白球者1例,壳核和苍白球同时受累者2例,壳核和尾状核同时受累者2例,壳核、苍白球和尾状核同时受累者3例。

脑干受累好发顺序依次为大脑脚(13例)、延髓(10例)、中脑背侧(9例)、导水管周围(8例)、桥脑(5例)。14例累及脑干病例中,累及全脑干10例,单纯累及脑干上段4例,无单纯累及脑干下段者,见表1。

病变信号特点

T1WI呈低信号或稍低信号,T2WI呈高信号,T2FLAIR多数病变信号不均匀(12/15),高信号内可见斑片状及点状低信号,少数呈较均匀高信号/稍高信号(3例)。15例患儿中11例可见DWI弥散受限,且弥散像信号不均匀,病变内可见点片状无弥散受限区,见表2。

多为双侧大致对称性分布,病变形态不规则,大小不等,呈斑块状。病变主要累及脑干、基底节及丘脑部位。此与先前国内外文献报道基本一致,但不同之处在于本组病例中以脑干受累最常见,尤其以大脑脚受累最多见。累及基底节中以壳核最多见,累及丘脑中以背侧丘脑内侧近第三脑室最多见。文献报道,双侧对称的壳核受累是必备的特征,尾状核、苍白球及丘脑可同时受累,但绝不会在壳核不受累的情况下单独出现。而本组基底节受累病例中可见1例仅累及苍白球者。脑白质、皮层及小脑受累也可见到,可表现为额、颞叶受累,病变范围较广可累及胼胝体和内囊。

Arii等指出,Leigh综合征的MRI表现可分为三型:基底节型、脑干型及白质型。本组15例均符合脑干型或基底节型,无单纯累及脑白质的白质型。Leigh综合征可引起受累脑组织肿胀及脑萎缩改变。本组8例病变区脑组织肿胀,2例脑组织萎缩。

方方等对35例Leigh综合征的MRI总结中7例发生脑萎缩。Bonfante等总结17例Leigh综合征头颅MRI结果,12%发生全脑萎缩。另外,Leigh综合征可伴发髓鞘化延迟或脑发育畸形,如胼胝体发育不良、髓状锥体缺如、肥大性下橄榄核变性、小脑齿状核发育不良、灰质异位及多小脑回等。

图1: 女,2岁。意识不清,高乳酸原因待查。双侧苍白球对称性条片状长T2信号图2a,2b: 女,6个月。自幼发育落后。双侧基底节、丘脑、中脑及导水管周围可见对称片状长T2信号,对称分布,境界清楚。可见双侧基底节区病变内坏死。双侧额颞顶叶可见脑萎缩改变; 图3a~3h:男,27月。右手持物抖动,走路跛行。两侧额颞顶岛枕叶、海马、基底节区、脑干、双侧丘脑、基底节区及胼胝体见弥漫的大致对称性结节样、片状长T2信号,T2FLAIR呈不均匀高信号,病灶内可见斑点状低信号。DWI显示弥散受限;图4:男,3岁。走路不稳半年,感冒后加重。双侧小脑齿状核对称性T2FLAIR高信号。

本组病例脑内病变MRI呈长或稍长T1、长T2信号。T2FLAIR像病变信号多不均匀(12/15),高信号内可见斑片状及点状低信号,结合Leigh综合征主要病理改变为细胞局灶性变性坏死、脱髓鞘、胶质细胞和血管增生性改变。

病灶内高信号代表脑水肿、脱髓鞘、胶质增生改变,而其内部T2FLAIR斑片状低信号,则提示病灶内的不完全坏死。与常规T1WI和T2WI相比,T2FLAIR像能够更好的反应病变边界及病灶内部病理改变。DWI病变多数可见弥散受限,且DWI上病变信号亦不均匀(11例,11/15),高信号弥散受限病变内见点片状低信号无弥散受限区。

DWI信号特点亦是由病变的不同病理时期决定的,急性期时线粒体功能急剧受损,细胞ATP生成明显减少,水分子弥散受限明显;若细胞未发生不可逆性损伤,DWI可随时间逐渐恢复至正常;当病变发生明显的细胞坏死及胶质增生,水分子弥散将增加,DWI可表现为低信号。DWI的信号变化可提示病变的演变过程及细胞受损程度。亦有文献报道,Leigh综合征患者发病后1~2年内仍可见DWI弥散受限,提示病变可在时间分布上的多样性。因此,DWI可以更好的评估病变的损伤程度及不同时期的演变过程。

Leigh综合征患者的1H-MRS可出现乳酸峰,本组3例患者病变区1H-MRS显示增高的Lac峰。文献报道,当病变处于急性期,发生急性线粒体功能障碍时,1H-MRS出现Lac峰增高,而近50%的Leigh综合征患者未见明显乳酸峰,且不具有特异性(缺血,感染,炎症及肿瘤也可引起乳酸增高)。因此,当影像学上出现典型病变部位时,1H-MRS显示乳酸峰增高对诊断Leigh综合征具有重要的辅助价值。

综上所述,Leigh综合征的MRI影像学表现具有一定的特征性。当病变呈基本对称性分布,单独或同时累及脑干、基底节、丘脑第三脑室旁时,尤其是T2FLAIR和DWI信号不均匀时,病变同时具有弥散受限和不受限区域时,应怀疑Leigh综合征。如1H-MRS显示乳酸增高,则高度提示该病的诊断。

参考文献(略)

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