急性百草枯中毒中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性的影像學(xué)及實驗研究.pdf

1、第一部分3.0T MRI-SWI和FAIR技術(shù)對急性百草枯中毒中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害的研究
　　 目的：近年來，急性百草枯中毒的患者劇增，部分患者確實會合并有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀如嗜睡或意識障礙。然而，很少有與上述神經(jīng)癥狀相關(guān)的神經(jīng)影像學(xué)研究。本研究目的即利用MRI-SWI和FAIR技術(shù)探索急性百草枯中毒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性改變，重點觀察顱內(nèi)是否存在微出血灶及相對腦血流量的變化。
　　 方法：26例急性百草枯中毒患者及其年齡、性別、職業(yè)

2、相匹配的對照26名進(jìn)入實驗，收集必要臨床資料，行MRI Tlflair、FRFSE-T2WI、ESWAN-SWI和FAIR檢查。FAIR原始圖像傳輸至ADW4.2工作站，經(jīng)functool軟件后處理，得到相對腦血流量(rCBF)圖。雙尾配對t檢驗方法分析在中腦、基底節(jié)區(qū)、海馬區(qū)、額葉等不同腦區(qū)兩組患者相對腦血流量的差異，雙側(cè)測量取平均值作為各興趣區(qū)的rCBF值。Pearson相關(guān)分析法分析實驗組和對組織間rCBF差值與血毒物濃度的關(guān)系。

3、單因素方差分析法比較組內(nèi)不同腦區(qū)相對腦血流量的差異。SWI原始圖像經(jīng)后處理得到校正相位圖、幅度圖及minMIP圖，逐層觀察顱內(nèi)是否存在微出血引起的磁敏感異常區(qū)域。
　　 結(jié)果：SWI多種后處理圖像均未發(fā)現(xiàn)異常出血灶。中毒患者中腦及額葉的rCBF分別為102.87ml/g·s和107.60ml/g·s，明顯低于對照組，差異有顯著性(p=0.014和0.005)。病例組較對照組rCBF下降的絕對值與血毒物濃度弱相關(guān)(r=0.468，

4、p=0.025)。海馬區(qū)血供較豐富，實驗組和對照組分別為122.40ml/g·s和121.07ml/g·s，均明顯高于其它腦區(qū)(均為p＜0.000)。
　　 結(jié)論：急性百草枯中毒可能影響了某些腦區(qū)的微循環(huán)（比如中腦），從而造成特異性損害。未發(fā)現(xiàn)急性百草枯中毒患者顱內(nèi)存在異常出血灶。不同腦區(qū)血液供應(yīng)存在明顯差異，海馬區(qū)血供較豐富。
　　 第二部分：3.0TMRDTI及1H-MRS對急性百草枯中毒中樞系統(tǒng)毒性的研究
　

5、　 目的：利用DTI及1H-MRS技術(shù)探索急性百草枯中毒后的神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)改變，探索是否存在微觀結(jié)構(gòu)及幾種主要代謝物的改變。
　　 方法：收集急性中毒患者26例及其年齡、性別、職業(yè)相匹配的對照26名，收集簡要臨床資料，行MRT1WI、T2WI、DTI和1H-MRS檢查。DTI原始圖像傳輸至ADW4.2工作站，經(jīng)functool軟件后處理得到平均彌散系數(shù)(average diffusion coefficient，DCavg)圖

6、和各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)圖。選擇額葉、殼核、蒼白球、尾狀核頭、黑質(zhì)致密帶、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核、海馬等興趣區(qū)，測雙側(cè)DCavg值和FA值取平均值作為各興趣區(qū)的值。雙尾配對t檢驗方法比較兩組患者各興趣區(qū)FA值和DCavg的差異，單因素方差分析法比較組內(nèi)不同興趣區(qū)之間的差別。Pearson相關(guān)分析病例組與對照組間DCavg和FA值差異與血毒物濃度的關(guān)系。1H-MRS采用PRESS-SV短回波序列(TE3

7、5ms)，行單體素掃描。選擇基底節(jié)、海馬、中腦、額葉四個興趣區(qū)，雙尾配對t檢驗方法分析主要代謝產(chǎn)物氮-乙酰天門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、膽堿復(fù)合物(choline containing compounds，Cho)、肌醇(myoinistol，MI)和脂質(zhì)(lipid，Lip)與肌酸及磷酸肌酸(creatine+phosphocreatine，Cr)的比值與的組間差別。
　　 結(jié)果：一名患者觀察到皮層

8、、皮層下區(qū)和基底節(jié)明顯的T2及FLAIR高信號。定量分析結(jié)果表明病例組黑質(zhì)網(wǎng)狀帶DCavg值下降為7.87×10-9m2/s，較對照組差異有顯著性，配對t檢驗t=-2.52，p=0.03。下降絕對值與血毒物濃度間無明顯相關(guān)關(guān)系(r=0.30，p=0.16)。未發(fā)現(xiàn)FA的任何組間顯著性差異。1H-MRS發(fā)現(xiàn)不同興趣區(qū)譜線略有不同，病例組基底節(jié)區(qū)的MI/Cr比值及海馬區(qū)Lip/Cr比值較對照組增加(p=0.02和p=0.03)，增加的絕對值

9、與血毒物濃度之間沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。
　　 結(jié)論：黑質(zhì)網(wǎng)狀帶DCavg值的變化可能反映了百草枯中毒后大腦的某些區(qū)域（如中腦）處于輕度的水腫狀態(tài)。某些部位的微觀代謝（如海馬和基底節(jié)）也受到了一定程度的影響。
　　 第三部分：SWI對急性百草枯中毒存活病例錐體外系核團(tuán)鐵沉積的研究
　　 目的：用SWI技術(shù)研究急性百草枯中毒存活患者錐體外系神經(jīng)核團(tuán)鐵沉積的變化，間接評價百草枯中毒對神經(jīng)系統(tǒng)的影響。
　　 方法：

10、27名患者根據(jù)復(fù)查時間不同分為半年組、1年組和2年組，1：N設(shè)計的年齡職業(yè)匹配對照49名，行MRSWI檢查。SWI原始圖像傳輸至ADW4.2工作站，經(jīng)functool軟件后處理得到校正相位圖。選擇殼核、蒼白球、紅核、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、黑質(zhì)致密帶測量雙側(cè)校正相位值，取平均值記錄并分析。配對t檢驗法比較兩組患者各興趣區(qū)校正相位值是否存在顯著差別。Pearson相關(guān)分析檢驗?zāi)挲g和各興趣區(qū)的校正相位值是否存在相關(guān)關(guān)系。
　　 結(jié)果：在SWI校

11、正相位圖上各錐體外系核團(tuán)輪廓顯示清晰。1年復(fù)查組殼核校正相位值為-0.052，與對照組相比有顯著差異(p=0.016)，2年組蒼白球和黑質(zhì)網(wǎng)狀帶校正相位值分別為-0.164和-0.329，也顯著低于對照組（p=0.014和0.004）。在殼核和紅核病例組和對照組的校正相位值變化與年齡間似乎存在一定的相關(guān)關(guān)系。但Pearson相關(guān)分析未得出顯著性結(jié)論(r=-0.266，p＞0.05和r=-0.226，p＞0.05)。
　　 結(jié)論：

12、急性百草枯中毒存活患者某些錐體外系核團(tuán)（如殼核、蒼白球、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶）鐵沉積比健康對照組加快，間接證明百草枯急性中毒后遺留的神經(jīng)系統(tǒng)毒性。
　　 第四部分：急性百草枯中毒存活病例的顱腦DTI和1H-MRS研究。
　　 目的：用DTI和1H-MRS技術(shù)研究急性百草枯中毒存活患者腦部改變。進(jìn)一步評價百草枯神經(jīng)毒性。
　　 方法：27名患者根據(jù)復(fù)查時間分為半年組、1年組和2年組，1：N設(shè)計的年齡職業(yè)匹配對照49名，行MR

13、DTI和1H-MRS檢查。DTI原始圖像傳輸至ADW4.2工作站，經(jīng)functool軟件后處理得到FA圖和DCavg圖。DTI數(shù)據(jù)分析選擇額葉、殼核、蒼白球、尾狀核頭、黑質(zhì)致密帶、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核、海馬等興趣區(qū)，雙側(cè)測量FA和DCavg值取平均值用于統(tǒng)計分析，配對t檢驗法比較兩組患者各興趣區(qū)FA值和DCavg值的差異。1H-MRS選擇基底節(jié)、海馬、中腦、額葉四個興趣區(qū)，配對t檢驗法分析主要代謝產(chǎn)物氮-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物

14、(Cho)、肌醇(MI)和脂質(zhì)(Lip)與肌酸及磷酸肌酸(Cr)的比值在病例組與對照組之間的差別。
　　 結(jié)果：(1)MRS:半年組基底節(jié)、1年組海馬MI/Cr增加，比值分別為0.700(t=2.960，P=0.025)和0.830(t=2.794，P=0.019)。半年組海馬NAA/Cr比值的下降，比值為1.391(t=-2.838，P=0.030)。(2)DCavg:半年組海馬、SNc、SNr的DCavg值低于對照組，分別為

15、9.091、7.414和7.848，t值分別為-2.675、-2.585和-4.711，p值分別為0.032、0.036和0.002。(3)FA：半年組蒼白球、SNc、SNr和RN的FA值均明顯高于對照組，分別為0.267、0.274、0.413和0.377，t值分別為2.684、2.677、3.204和2.926，p值分別為0.031、0.032、0.015和0.022。
　　 結(jié)論：半年組黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)DCavg值下降，F(xiàn)A

16、值增加，伴MI/Cr比值增加，NAA/Cr比值的下降表明百草枯急性中毒后的神經(jīng)系統(tǒng)改變持續(xù)約半年左右，上述參數(shù)改變可能與膠質(zhì)增生、神經(jīng)纖維連接的增強(qiáng)和基質(zhì)大分子成分變化有關(guān)，這可能是由于急性毒性作用后機(jī)體的一種補償機(jī)制作用結(jié)果。DTI和1H-MRS反應(yīng)的異常部位與慢性百草枯中毒損害部位具一致性。
　　 第五部分：大鼠急性百草枯中毒神經(jīng)系統(tǒng)改變的實驗研究
　　 目的：通過對大鼠急性百草枯中毒模型的研究，從分子水平及亞細(xì)胞水

17、平探索百草枯急性神經(jīng)毒性的有無及特點。
　　 方法：SD大鼠70只，根據(jù)處死時間不同隨機(jī)分成1d、3d、7d三個實驗組，動物數(shù)為18、18和20只，對照組14只。實驗組腹腔注射百草枯10.96mg/kg制成急性中毒動物模型，對照組腹腔給予等量生理鹽水。實驗組動物處死前取動脈血3ml測定血百草枯濃度，單因素方差分析法分析血百草枯濃度的組間差異。并通過肝、肺組織學(xué)病理改變評價動物中毒程度。隨機(jī)抽取各實驗組8只及對照組6只大鼠測定中腦

18、、紋狀體、海馬、額葉皮層等部位的MDA含量及SOD總活性。另取同樣數(shù)目的動物經(jīng)心臟灌注固定后，石蠟包埋，鼠腦冠狀位相關(guān)層面切片進(jìn)行Iba-1和8-OHdG免疫組化染色，計數(shù)黑質(zhì)致密帶、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紋狀體、海馬CA1區(qū)、額葉皮層陽性細(xì)胞數(shù)進(jìn)行半定量分析。單因素方差分析法分析組間差異。隨機(jī)挑選7d組2只動物常規(guī)處理后取黑質(zhì)、紋狀體、海馬、額葉皮層13mm組織行電鏡觀察。1只對照組動物和每個實驗組2只動物進(jìn)行了NeuN/8-OHdG和NeuN

19、/Iba-1免疫熒光雙標(biāo)，激光共聚焦顯微鏡觀察，以進(jìn)一步明確8-OHdG免疫陽性區(qū)及活化的小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的位置關(guān)系。
　　 結(jié)果：動物染毒后1d，血百草枯濃度最高，為1.020±0.059mg/L，3d及7d逐漸下降，7d僅為微量，單因素方差分析顯示組間有顯著性差異(F=76.873，p＜0.000)。肝、肺均出現(xiàn)明顯病理改變，以7d時明顯，提示模型成功。中腦及紋狀體SOD總活性全程顯著低于對照組（紋狀體p=0.002、0.

20、018和p=0.001;中腦p=0.004，0.008和p=0.001），7d組海馬出現(xiàn)相似改變(p=0.011)。7d組紋狀體和海馬MDA含量明顯增高(p=0.005和p=0.015)，中腦3d及7d組均明顯高于對照組（2.13和1.93nmol/mgtissue，p=0.000和p=0.001）。電鏡觀察到海馬和紋狀體星形膠質(zhì)細(xì)胞胞漿水腫和星形膠質(zhì)細(xì)胞凋亡，黑質(zhì)、紋狀體神經(jīng)元的凋亡。Iba-1免疫組化染色發(fā)現(xiàn)7d組黑質(zhì)致密帶和紋狀體

21、小膠質(zhì)細(xì)胞增生肥大，免疫活性增強(qiáng)，半定量分析免疫陽性細(xì)胞較對照組明顯增多。8-OHdG免疫組化染色黑質(zhì)致密帶(3d、7d)和海馬(7d)免疫活性明顯增強(qiáng)，免疫陽性細(xì)胞數(shù)明顯增多。免疫熒光雙標(biāo)顯示8-OHdG與NeuN免疫活性區(qū)重疊，表明神經(jīng)元內(nèi)氧化應(yīng)激產(chǎn)物增加。小膠質(zhì)細(xì)胞分布和神經(jīng)元之間無明顯位置關(guān)系。
　　 結(jié)論：百草枯中毒引起中腦、紋狀體、海馬等多個部位氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增加，神經(jīng)元受到氧化應(yīng)激損傷，伴有小膠質(zhì)細(xì)胞增生