三维脑成像可以改善多发性硬化症患者的治疗途径
一种观察多发性硬化症(MS)患者大脑的新方法可以极大地提高医生为每个人选择最佳疗法的能力。
德克萨斯大学达拉斯分校大脑健康中心的研究人员与德克萨斯大学西南医学中心的同事们一起研究了大脑中MS病变的3d图像,目的是学习区分可能愈合的损伤和不可能愈合的损伤。
在5月30日在线发表在《神经影像学杂志》上的一项研究中,研究人员使用一项正在申请专利的技术,使用3特斯拉MRI检查了23名MS患者的109个脑部病变。
“三维研究病变及其周围的组织是一种新颖的方法,”该研究的主要作者、德克萨斯大学达拉斯分校生物科学系的博士生Dinesh Sivakolundu博士说。“这使我们能够编制一份MS病变的定义特征清单,包括脑血流量、氧气代谢率以及它们的形状和纹理。”
Sivakolundu说,了解每个细节的意义并拥有该区域的可靠图像将改善为个别患者选择适当治疗的前景。
Sivakolundu拥有印度金奈政府基尔波克医学院的医学学位,他说:“目前,评估多发性硬化病变的最先进技术是获得多个二维横截面。”“这就忽略了潜在损伤的严重程度、对病变周围组织的伤害以及病变存在时间的估计。很少有数据可以确定病变是否可以愈合。”
目前针对MS的药物治疗主要集中在使用免疫抑制药物来限制进一步的神经损伤。然而,新药预计很快就会出现,如果可以的话,可以增强现有病变的愈合能力。这是通过一个叫做“重髓鞘化”的过程发生的——恢复神经细胞受损的髓鞘覆盖物,以重建它们传导使大脑工作的电信号的能力。
Darin T. Okuda博士是这项研究的资深作者,他是德克萨斯大学西南分校神经病学和神经治疗系的教授,也是神经创新项目的主任。他的实验室成员进行了三维表型脑损伤他与达拉斯大学埃里克·琼森工程与计算机科学学院的计算机科学教授郭晓虎博士合作。
奥田硕说:“我们正在研究病变的三维结构和表面特征如何影响周围的脑组织。”“我们的发现意义重大,因为它们明确了病变年龄和髓鞘修复的潜力,这些在目前的MRI技术中并不明显。这项新技术可能在不久的将来成为髓鞘修复治疗研究的理想平台。”
该研究的资深作者Bart Rypma博士说,目前的治疗处方方法为患者长期服用某种药物提供了可能性,尽管这种药物可能对他们没有帮助。如果使用抑制免疫系统的药物,这种情况尤其危险。
“我们的方法将为临床医生提供更多信息,他们必须判断尝试哪种治疗课程,”达拉斯大学的心理学教授、行为和脑科学梅多斯基金会主席Rypma说。
在目前的研究中,研究人员使用3特斯拉MRI根据几种测量方法对病变及其周围进行分类。结果表明,大约三分之一的MS病变显示出高概率修复的迹象。
Sivakolundu说:“如果病变没有愈合的能力,脱髓鞘药物就不会起作用。”“我们的技术成为靶向治疗的生物标志物,因为我们现在可以确定病变是否有可能愈合。由此,我们可以决定哪种药物疗法是值得的。”
损伤愈合潜力的最佳指标是研究小组所说的BOLD斜率,其中BOLD代表“血氧水平依赖”。它将受伤部位的可用氧气量与周围环境的可用氧气量进行比较。
Sivakolundu说:“当我们将病变与周围组织进行比较时,我们看到当你从中心向外移动时,存在的氧气量要么增加要么减少。”这就是BOLD斜率。如果周围区域的含氧量较高,那就是可以修复的损伤。周围的组织可以提供血液和氧气以促进愈合。”
Sivakolundu补充说,3d成像可以传达病变有多光滑或多圆的关键信息。
他说:“具有愈合能力的病变形状更像球形,锯齿状边界更少。”“它们的表面也比较粗糙,而不是光滑,因为粗糙表明周围细胞的新陈代谢很高。”
Sivakolundu说,通过代谢活动水平识别新病变也可以为需要免疫抑制药物的患者提供更有效的治疗方案。
他说:“目前的药物是为了防止复发,而复发更有可能发生在较新的病变中。”“因此,较新损伤的患者可能需要比病变不太活跃的患者更强烈的免疫抑制治疗。”
Rypma强调,他们的工作是一个关于MS患者认知能力下降的大型项目的一部分,旨在为临床医生提供更好的数据。
“我们正在帮助医生评估不同的治疗方案,”他说。“要么是病人的病变可以治愈,他们应该选择脱髓鞘治疗的路径,或者他们应该选择目前的治疗方法,专注于限制损伤。”
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