多 系统萎缩症（MSA） 是一种复杂、罕见的疾病， 表现为 一系列 症状和 中枢神经系统病理变化 。
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迄今为止，与其他潜在的帕金森氏症（帕金森氏病[PD]和进行性核上性麻痹[PSP]）相比，明确诊断MSA仍然具有挑战性。只有通过在明确的空间模式中确认胶质细胞质内含物（GCIs）的死后检查，才能做出明确的MSA诊断（Chelban，2019）。然而，与仅依靠临床疾病评分相比，使用多种MRI模式来获得更准确的诊断正变得越来越可靠（Quattrone，2008 ）。 一旦 确诊为MSA，区分MSA的两种临床形式有助于进行更有针对性、更适当的治疗。目前，由于MSA诊断的灵敏度较低，许多患者无法参与潜在疾病改良疗法的临床试验。因此，通过成像手段进行更早、更准确的诊断，可以提高参与改变生活的试验的人数，并为识别更早的生物标记物提供新的研究机会 。
此外，成像技术还可以识别出与MSA无关的恶性、缺血、出血、脱髓鞘、结构性或退行性脑疾病的其它临床重要证据。 这一 过程对于识别临床试验中可能危及患者安全的潜在问题至关重要。安全和资格评估通常作为临床研究的纳入标准，并高度依赖于影像生物标记。任何替代诊断的迹象，如PSP、多发性硬化症（MS）、血管性帕金森病和症状性小脑疾病，都应准确识别，以确保从试验中正确排除 。
对成像数据的纵向分析可以确定多系统萎缩症患者核磁共振成像结果与疾病严重程度或持续时间之间的关系（Kim，2017）。基于MR图像的定量图像分析，特别是特定感兴趣区域（ROI）内的分析，可以评估MSA患者疾病缓解治疗的疗效。先前的研究已经证明了临床评分与成像生物标志物进展之间的相关性（Krismer，2024），其中，在MSA临床试验中，可以采用特定选择的结构和扩散测量来追踪疾病进展（Raghavan，2024）。
哪些核磁共振成像生物标记可用于评估 MSA患者的脑萎缩？
MRI生物标志物越来越多地用于临床试验中，以评估MSA中的脑萎缩。 大多数已知的生物标志物 都可以从 T1或T2加权的 解剖 MRI扫描 中生成 。 3D T1加权 （3D T1W ）MRI扫描 主要 用于 临床试验 中 评估 萎缩 。脑萎缩在包括MSA在内的神经系统疾病中非常突出， 其特征是神经元和神经元之间的连接丢失（Andravizou，2019）。通过识别 明显萎缩的 区域，可以促进 神经系统疾病的 诊断，而目前的 MSA诊断标准需要影像学证据 来确定临床MSA（Liu，2024）。除了 诊断 用途外 ，对这些 易受影响的 区域进行纵向 量化，可 用于跟踪 疾病进展和 评估治疗效果。
T 2加权磁共振图像显示 MSA患者脑桥萎缩（蓝色箭头）和小脑萎缩 （红色箭头）。
小脑、脑桥和脑干萎缩
由于受累区域存在大量重叠，因此很难区分MSA-C和MSA-P，但小脑和脑桥萎缩在MSA-C中非常普遍，并且随着疾病的发展而变得更加明显，因此有助于识别亚型（Gilman，2008）。
T2加权磁共振图像显示 ， 一名多发性硬化症患者 （红箭头 ）的MCP出现高信号和萎缩 。
小脑脚（MCP）高信号强度和萎缩
脑桥小脑束（脑桥、小脑脚和小脑）中的T2加权信号强度过高，表明连接小脑和脑干的白质束发生退化。这一特殊信号有助于将MSA与其他疾病区分开来（Jiang，2024）。
T2加权磁共振图像显示，一名多发性硬化症患者脑桥处 出现十字热包标志 （红色箭头）。
热十字包标志
MSA-C中另一种常见的MRI生物标志物被称为“热十字包标志”，其特征是因脑桥横纤维萎缩引起的十字形高信号（Vijayan，2008）。它是由脑桥和小脑桥纤维变性引起的，皮质脊髓束保持不变，在T2加权图像上表现为脑桥内的高信号十字形（Chelban，2019）。
图片改编自Liu, 2024 ， 采用知识共享署名许可协议。
区域萎缩的定 量 测量
通过解剖核磁共振成像获得的定量体积测量值是区域萎缩的强有力成像生物标记，对于诊断和监测疾病进展至关重要。在临床试验中利用定量生物标记，特别是通过监测体积测量的纵向变化，可以详细了解生物学进展和治疗效果 。
鉴于临床试验成本高昂且复杂，在尽可能短的时间内检测变化的能力至关重要。 关注 受疾病影响最大的脑部结构对于早期发现治疗效果至关重要。在MSA中，可以利用纹状体、脑桥和小脑脚（MCP）的萎缩来识别这一临床人群并监测病情进展。此外，小脑 的显著萎缩 与MSA-C密切相关，这有助于区分MSA的亚型（Gilman，2008）。
为了检测临床试验人群的变化，疾病生物标记的精确度（测量值与真实值之间的接近程度）和精确性（测量值的可重复性）在临床试验设计中起着重要作用。显然，理想的流程和系统能够产生准确且精确的结果。然而，神经影像生物标记的测量结果存在许多难以量化及控制的变量。除了生物变异性（即 受试者之间的差异）外， 医学影像采集和分析中固有的方法学变异性也起着重要作用。 我们利用Biospective的图像处理平台，对帕金森氏症进展标志物计划（PPMI；ppmii-info.org）的测试数据进行了重复测试，并比较了FreeSurfer（一款功能强大、免费且开源的神经影像分析平台）的分析结果，因为FreeSurfer在学术研究界得到了广泛的应用。以下表格和图表中的数据清楚地表明，Biospective平台的方法学变异性降低，该平台专为临床试验中的神经影像学而设计，并不断进行微调。这种变异性降低对检测影像数据变化和研究样本量要求的能力有直接影响。
对PPMI的数据进行了测试-再测试相关性分析。在同一扫描过程中进行了两次采集，只有通过图像质量控制（QC）审查且采集参数匹配的独立扫描对才用于分析（N=243）。我们使用FreeSurfer进行比较。下表显示了测试之间的Biospective和FreeSurfer线性相关系数（Linear CC），以及一组皮质和皮层下区域相对于平均值的绝对变化百分比。请注意，绿色表示相关系数较高，相对于平均值的绝对变化百分比较低 。
Biospective（蓝色）和FreeSurfer（红色）分析之间的测试-再测试相关性散点图以图形方式说明了X轴上每个单独受试者扫描与Y轴上重复扫描之间的相关性。请注意，在Biospective测试-再测试图中，所有评估区域的散点都减少了。
扩散加权成像（DWI）在MSA研究中是否 可用作生物标志物？
DWI基于测量组织体素内水分子布朗运动（流体中微观颗粒的不规则随机运动）。DWI依赖于水原子的随机运动，水原子在细胞外空间中自由扩散，但在细胞内空间中受到限制（Kawahara，2021）。这种核磁共振成像模式有助于识别多种临床症状，包括但不限于中风、皮质病变、疱疹性脑炎和脱髓鞘。
对于MSA的诊断，鉴于神经退行性疾病和缺血时水分子随机运动增加（Chelban，2019），DWI提供了有用的生物标志物。DWI通过量化水分子运动，识别出常规MRI无法检测的大脑微结构损伤（Kim，2017）。
使用DWI，纹状体和小脑脚的中扩散率增加是MSA的强烈指标。值得注意的是，与PD患者或健康对照组相比，显性扩散系数（ADC）图显示脑桥、小脑和纹状体中的扩散率更高，而各区域的各向异性（FA）较低（Dąbrowska，2015）。常用的附加测量指标包括轴向扩散率（AD）、径向扩散率（RD）和平均扩散率（MD），这些指标比标准MRI序列更能评估MSA的白质变化。例如，桥脑小脑纤维、皮质脊髓束、脑桥和小脑的平均扩散率增加（Loh，2011）。
在临床试验中，DWI的改变可能与患者的患病时间或严重程度相关。诊断越来越依赖于DWI测量（Meyyappan，2024）。然而，使用结合了体积测量、DWI和铁敏感序列的多模态MRI方法的纵向评估可以进一步改善诊断和疾病进展的跟踪。
根据DTI数据绘制的分数各向异性（FA）图的 正 交视图 。
我们的团队非常乐意回答有关MRI在多系统萎缩症临床试验中的任何问题，或提供有关我们其他成像服务的具体信息。
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