Leigh综合征头颅质子磁共振波谱影像表现探讨

Leigh综合征又称亚急性坏死性脑脊髓病，为一组由不同线粒体酶缺陷导致的线粒体脑病，是由于基因缺陷影响呼吸链及丙酮酸脱氢酶复合体功能，从而引起线粒体功能失常及氧化磷酸化障碍。诊断通常需行肌肉或脑组织活检、生化或基因检测。随着医学影像技术的发展，尤其是MRI成像技术的进步，使得临床可以从分子水平诊断和评估该病的病变特征。磁共振波谱(MRS是目前检测活体生物代谢唯一的无创性手段，具有很高的敏感性，可先于MRI发现脑内异常改变，能准确地反映病情变化。本文探讨Leigh综合征头颅质子磁共振波谱(' H-MRS的影像特点及诊断价值，以期为临床诊断及鉴别诊断提供一定帮助。

1临床资料

1.1一般资料我院1999年8月一2012年4月收治经肌肉活检、脑立体定向活检及生化和(或)基因检测证实的Leigh综合征10例，男4例，女6例;年龄1一18岁，中位年龄1.7岁。临床表现为头痛、癫病发作、呼吸困难、饮水呛咳及发育延缓等：所有患者均行头颅MRI平扫、增强扫描及弥散加权成像(D WI、灌注加权成像(PWI、‘H-1VIRS检查。

1.2检查方法采用GE Signa HD 1.5T超导型扫描仪，使用正交头线圈，受试者头部固定，双外耳道内置人棉球以减少声音刺激。小儿或不能配合的受试者口服水合氯醛0. 5 ml/kg，待其深睡眠后进行扫描。扫描序列：自旋回波序列(SE)的Tl WI矢状位和轴位)，快速自旋回波序列(FSE)的T2WI(轴位和冠状位)，DPI扫描，Tli增强扫描及动态对比增强磁共振Pi扫描。运用ADS- 4. 3工作站的Functool 12. 0软件进行处理。按N一乙酞天门冬氨酸2. 02 ppm、胆碱3.22 ppm,肌酸3. 0 ppm、乳酸1. 33 ppm、肌醇3. 56一3. 77 ppm选择代谢物峰，采集数据时对谱线化学位移进行适当校正。

1.3结果

1.3.1常规MRI表现：本组10例双侧基底节夙(以豆状核、尾状核为主)及中脑导水管周围灰质区，3例脑干背侧、1例小脑均可见对称性长T1、长T2信号，FLAIR像上为高信号，增强后病灶均未见异常强化。

1.3.2 DWI及PWI表现：本组7例DWI显示为高信号，扩散系数(ADC)图病灶呈低信号;3例D}'表现为等及低信号。10例P}' I提示双侧豆状核、尾状核病灶均为高灌注，但其他部位病灶表现为低灌注。

1.3.3 H-MRS表现：本组病变区域’H-MRS均表现为胆碱峰升高，N一乙酞天门冬氨酸峰中度降低;病变区域、脑脊液及常规MRI图像表现正常的区域(双侧额叶白质)均可见巨大乳酸双峰。

2讨论

Leigh综合征由Leigh于1951年首先报道，发病率为1/4万’4-16;婴儿和儿童最常见，青少年和成年偶见，是一种致死性神经遗传和能量代谢病，通常在发病2年内死亡。多数患者有神经及呼吸系统症状，可伴心血管及肌肉、骨骼系统功能异常，临床表现为运动和智力低下、呼吸节律异常、眼震颤、眼球麻痹、视神经萎缩、共济失调、肌张力障碍及血清丙酮酸和乳酸含量增高。根据发病年龄Leigh综合征可分为新生儿型、经典婴儿型、少年型及成年型，以经典婴儿型最多见。Leigh综合征属神经变性疾病范畴，临床表现无明显特异性，以往主要靠尸检确诊。近年根据其临床典型症状、体征，生化及颅脑影像学检查，特别是MRI结合生化和肌肉、脑组织电镜微结构变化可于生前作出诊断。Leigh综合征病理学检查表现为特征性基底节及脑干改变，包括多发性对称性脑干、基底节灰质核团的局灶变性坏死，神经元丢失及毛细血管增生、扩张，黑质均受累，乳头体不受累;肌肉组织表现为肌膜下线粒体堆积及线粒体形态异常改变。通常情况下基底节区发病早于脑干，脑干上部发病早于下部，脑干下部受累表明病变已进人晚期阶段，有可能导致呼吸衰竭及碎死R。

Leigh综合征MRI检查主要表现为双侧、对称性的纹状体(豆状核、尾状核)、苍白球、中脑导水管周围灰质、黑质、丘脑底核、脑桥背侧、小脑齿状核等部位T2病灶加权及FLAIR图像上高信号“〕，主要反映局灶变性坏死，海绵状囊性空腔伴脱髓鞘、胶质增生以及毛细血管增生、扩张。Leigh综合征急性期病变DWI呈高信号影2，提示水分子弥散受限，细胞毒性水肿。也有文献报道在Leigh综合征发病后I或2年内病变部位仍会出现DI高信号改变，提示病变时间可能长短不Leigh综合征' H-MRS表现为胆碱峰升高，N一乙酚天门冬氨酸峰降低，在病变区域、脑脊液或看似正常的脑实质内可见到较大的乳酸双峰。本研究采用短回波时间(TE = 35 ms)采集‘H-MRS，均在显著病变区域检出了乳酸。从原理上来说，短回波时间的PRESS序列较长回波时间的相同序列信噪比高，更易检出浓度低的代谢物。但短回波时间的PRESS序列易受脂肪信号影响，脂肪峰出现在0. 9一1. 2 ppm，而乳酸双峰出现在1. 33 ppm，两者在谱线的位置_仁比较接近，脂肪峰容易干扰是否存在乳酸双峰的判断。乳酸双峰在短回波时间(如TE = 35 ms)序列的波谱土为正立的双峰，而在长回波时间(如TE = 144 ms)序列的波谱上为倒立的双峰，在更长回波时间(如TE _288 ms)序列的波谱上又为正立的双峰。本组’H-MRS表现反映了Leigh综合征的代谢信息，病变区域均表现为胆碱峰升高，N一乙酸天门冬氨酸峰中度降低。

人脑主要通过有氧代谢提供所需能量，如出现氧化磷酸化异常，则会产生一系列神经系统异常表现。此时无氧代谢增加，乳酸在脑内堆积，同时还可出现神经元功能障碍致N一乙酚天门冬氨酸减低。线粒体脑病是一种能量代谢异常疾病，1 H-MRS能提供重要的诊断信息。Barkovich等对7例Leigh综合征进行研究，发现其血液中乳酸均正常，但’H-MRS发现乳酸峰，提示颅内有氧代谢异常。表明对于线粒体脑肌病的早期诊断，MRS较血液生化检查更为敏感，有助于监测病情发展。同时MRS可以用于Leigh综合征与其他种类的线粒体疾病的鉴别，如MELAS综合征等在常规MRI图像表现正常区域、脑脊液只显示乳酸峰下降，不会出现较大乳酸峰y-'ol H-MRS可先于MRI检查发现脑内病变，为家系性病例的临床监控和早期干预提供帮[0-131]

尽管’H-MRS出现乳酸双峰可以作为Leigh综合征的一个特征性表现，但是乳酸双峰亦可出现在其他病理状态下，如其他类型的线粒体脑病、早期脑梗死、假瘤性脱髓鞘病变、脑肿瘤等。因此，在临床实际应用中需结合患者年龄、病史特点及常规MRI表现等具体情况综合分析.

参考文献

[1]Savoiardo M,Zeviani M,Uziel G. MRI in Leigh syndrome with SURF1 gene mutation[J].Annals of Neurology,2002,(01):138-139.

[2]Abe K,Yoshimura H,Tanaka H. Comparison of conventional and diffusion-weighted MRI and proton MR spectroscopy in patients with mitochondrial encephalomyopathy,lactic acidosis,and stroke-like events[J].Neuroradiology,2004,(02):113-117.

[3]Rossi A,Biancheri R,Bruno C. Leigh Syndrome with COX deficiency and SURF1 gene mutations:MR imaging findings[J].American Journal of Neuroradiology,2003,(06):1188-1191.

[4]Saneto R P,Friedman S D,Shaw D W. Neuroimaging of mitochondrial disease[J].Mitochondrion,2008,(5-6):396-413.

[5]Dubot A,Hervouet E,Mandon G. Pathogenicity of missense mutations in SURF1 deficiency inducing the Leigh syndrome.Importance in diagnosis[J].Mitochondrion,2004,(01):41-47.

[6]Dermaut B,Seneca S,Dom L. Progressive myoclonic epilepsy as an adult-onset manifestation of Leigh syndrome due to m.14487T 》 C[J].Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry,2010,(01):90-93.

[7]Yis U,Hiz Kurul S,Dirik E. Clinical pathological and radiological survey of patients with Leigh syndrome[J].Minerva Pediatrica,2009,(04):371-378.

[8]Cakmakci H,Pekcevik Y,Yis U. Diagnostic value of proton MR spectroscopy and diffusion-weighted MR imaging in childhood inherited neurometabolic brain diseases and review of the literature[J].European Journal of Radiology,2010,(03):161-171.

[9]Sijens P E,Smit G P,Rodiger L A. MR spectroscopy of the brain in Leigh syndrome[J].Brain and Development,2008,(09):579-583.

[10]肖江喜,齐朝月,杨艳玲. Leigh综合征的氢质子磁共振波谱研究[J].临床放射学杂志,2008,(12):1632-1635.

[11]陈志哗. Leigh综合征的MRI表现[J].中国医学影像学杂志,2011,(11):839-843.

[12]Arii J,Tanabe Y. Leigh Syndrome:Serial MR Imaging and Clinical Follow-up[J].American Journal of Neuroradiology,2000,(08):1502-1509.

[13]Lee H F,Tsai C R,Chi C S. Leigh syndrome:clinical and neuroimaging follow-up[J].Pediatric Neurology,2009,(02):88-93.

[14]Rahman S,Blok R B,Dahl H H. Leigh syndrome:clinical features and biochemical and DNA abnormalities[J].Annals of Neurology,1996,(03):343-351.

[15]Finsterer J. Leigh and Leigh-like syndrome in children and adults[J].Pediatric Neurology,2008,(04):223-235.

[16]Savoiardo M,Ciceri E,D'Incerti L. S Symmetric lesions of the subthalamic nuclei in mitochondrial encephalopathies:an almost distinctive Mark of Leigh disease with COX deficiency[J].American Journal of Neuroradiology,1995,(08):1746-1747.

[17]Barkovich A J,Good W V,Koch T K. Mitochondrial disorders:analysis of their clinical and imaging characteristics[J].American Journal of Neuroradiology,1993,(05):1119-1137.

[18]Chi C S,Lee H F,Tsai C R. Lactate peak on brain MRS in children with syndromic mitochondrial diseases[J].Journal of the Chinese Medical Association,2011,(07):305-309.