早期无神经症状的HIV感染者脑代谢和脑血流灌注的MR检测及其与CD4+T细胞计数的相关性分析

王秀娟 颜廷波

[摘要] 目的 通過磁共振（MR）检测患者脑代谢和血流灌注情况，并探讨人类免疫缺陷病毒（HIV）感染者脑代谢、血流灌注与患者CD4+T细胞计数之间的关系。 方法 选取2017年7月～2019年7月于我院进行治疗且经过临床确诊的30例获得性免疫缺陷综合征（AIDS）患者和12名志愿者作为研究对象。依据患者和志愿者的CD4+T细胞计数水平分别为A组（13例）、B组（17例）和对照组。全部受检者行常规MRI及MRS扫描，利用MRS自带的软件完成基线校准和代谢物识别并检测三组的N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌醇（Mi）和谷氨酰胺复合物（Glx6）等脑代谢指标。脑血流灌注情况采用ASL 序列分析，通过rCBF 图对灌注情况进行定性分析。 结果 A组的NAA、Cho和Mi的峰面积均显著低于对照组，Glx6显著高于对照组（P<0.05）。B组的Cho峰面积均显著低于对照组，Glx6显著高于对照组（P<0.05）。A组患者的皮质、基底节和丘脑的脑血流低灌注比例显著高于对照组（P<0.05）。A组和B组的NAA、Cho和Mi与CD4+T淋巴细胞计数呈正相关，而与Glx6呈负相关（P<0.05）。A组的皮质和基底节低血流灌注与CD4+T淋巴细胞计数呈显著负相关，B组的皮质、基底节和丘脑与CD4+T淋巴细胞计数呈显著负相关（P<0.05）。 结论 MR检测技术可以对HIV感染者脑代谢和血流灌注进行有效检测，HIV感染者脑代谢、血流灌注情况与患者CD4+T细胞计数水平有关。

[关键词] HIV感染者;脑代谢;脑血流灌注;MR检测;CD4+T淋巴细胞计数

[中图分类号] R512.91;R445.2          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）22-0117-04

MR detection of brain metabolism and cerebral blood perfusion in early HIV-infected patients without neurological symptoms and its correlation with CD4+T cell count

WANG  Xiujuan   YAN Tingbo

Department of Radiology， Xixi Hospital of Hangzhou City， Hangzhou   310023， China

[Abstract] Objective To detect brain metabolism and perfusion in patients with magnetic resonance（MR）， and to explore the relationship between brain metabolism， blood perfusion and CD4+T cells counts in human immunodeficiency virus （HIV） infected patients. Methods Thirty patients with acquired immunodeficiency syndrome（AIDS） who were treated and clinically diagnosed in our hospital and 12 volunteers from July 2017 to July 2019 were enrolled. According to the CD4+ T cell counts of patients and volunteers， they were divided into group A（13 cases）， group B（17 cases） and control group. All subjects underwent routine MRI and MRS scans. The software from MRS was used to complete baseline calibration and metabolite identification and detect brain metabolic indicator including N-acetyl aspartate（NAA） and choline（Cho）， inositol（Mi） and glutamine complex 6（Glx6）. The cerebral blood perfusion was analyzed by ASL sequence analysis， and the perfusion was qualitatively analyzed by rCBF map. Results The peak areas of NAA， Cho and Mi in group A were significantly lower than those in the control group， and Glx6 was significantly higher than that of the control group（P<0.05）. The peak area of Cho in group B was significantly lower than that in the control group， and Glx6 was significantly higher than that in the control group（P<0.05）. The proportion of cerebral blood flow hypoperfusion in the cortex， basal ganglia and thalamus of group A was significantly higher than that of the control group（P<0.05）. NAA， Cho， and Mi in group A and group B were positively correlated with CD4+T lymphocyte counts， but negatively correlated with Glx6（P<0.05）. There was a significant negative correlation between the low blood of the cortex and basal ganglia in group A and the CD4+T lymphocyte counst. The cortex， basal ganglia and thalamus in group B were significantly negatively correlated with CD4+T lymphocyte counts（P<0.05）. Conclusion MR detection technology can effectively detect brain metabolism and blood perfusion in HIV-infected patients. The brain metabolism and blood perfusion of HIV-infected patients are related to the patient's CD4+ T cell counts.

[Key words] HIV-infected persons; Brain metabolism;Cerebral blood perfusion; MR detection; CD4+ T lymphocyte count

获得性免疫缺乏综合征（Acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）是一种由人类免疫缺陷病毒（Human immunodeficiency virus，HIV）特异性攻击表达CD4+T淋巴细胞，造成人体免疫损伤的疾病。CD4+T淋巴细胞呈进行性减少是HIV感染者的主要特征[1]。CD4+T 淋巴细胞的活化与HIV感染者疾病进展关系密切[2]，HIV 感染者的免疫状态可以通过CD4+ T 淋巴细胞计数的绝对值反映[3]。相关研究显示当CD4+ T淋巴细胞低于200 cell/μL时，患者即进入艾滋病期[4]。CD4+ T淋巴细胞的计数对于指导HIV感染者的病情评估和治疗均有重要的意义[5]。

磁共振（Magnetic resonance，MR）和动脉自旋标记（Arterial spin labeling，ASL）已经广泛应用于检测脑内病灶的血流灌注、神经元代谢产物的改变。MR是脑组织损伤的常规检查手段，同时ASL技术具有无创的特点，对脑组织低灌注区的范围和严重程度能够进行可视化分析，因此近年来多用于对患者脑卒中灌注的检查[6]。相关研究结果显示，HIV感染者的脑代谢和血流灌注会有一定的改变[7]，本研究通过检测HIV患者CD4+ T淋巴细胞的水平，并通过MR检测患者脑代谢和血流灌注情况探讨HIV感染者脑代谢、血流灌注与患者CD4+T细胞计数之间的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年7月～2019年7月于我院进行治疗且经过临床确诊的30例AIDS患者作为研究对象。将入组的AIDS患者依据CD4+T淋巴细胞计数的结果进行分组，将CD4+T淋巴细胞计数≤200 cell/μL的患者（共13例）纳入A组，将CD4+T淋巴细胞计数>200 cell/μL的患者（共17例）纳入B组。另选12名同时期于我院进行健康体检的志愿者作为对照组。A组、B组和对照组性别、年龄比较无统计学差异（P>0.05），具有可比性，见表1。本研究得到我院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准  （1）A组和B组均确诊为AIDS患者，对照组经检查确认为无HIV感染;（2）经临床蒙特利尔评分进行评估结果为无认知损伤[8];（3）入组患者和志愿者均为右利手。

1.2.2 排除标准  （1）体内有植入器械等金属材料者;（2）疑似或确诊为颅内感染者;（3）患有恶性肿瘤者;（4）出现脑萎缩或其他病变者;（5）不能完全配合检查者。

1.3 CD4+T淋巴细胞计数检测

所有入组患者和志愿者分别于住院后或入院检查后第2天清晨空腹采集静脉血，对血液分离单个核细胞后分别采用贝克曼 CytoFLEX 流式细胞仪和鼠抗人CD4+单克隆抗体检测患者和志愿者的外周血CD4+水平。

1.4 脑代谢指标的MR检测

全部受检者行常规MRI及MRS扫描，先行常规MRI（包括横轴面和矢状面）T1WI、T2WI，横轴面FLAIR。T2WI参数：TR2800 ms，TE96 ms;T1WI参数：TR510 ms，TE12 ms;视野230 mm×230 mm，层厚5.0 mm，间隔0.5 mm，矩阵156×256，层数19层。采集线圈采用8通道颅脑线圈，lH-MRS采用单体素press序列，TE35 ms，激励次数4次灌注扫描采用PWI技术，扫描开始后大约延迟20 s后再以（3～5）mL/s的速率快速团注钆剂，用量为0.2 mL/kg，随即以同样速率注射25 mL生理盐水冲洗，采集参数为TR=8.2 ms，TE=3.2 ms，TI=450 ms，FOV=24 cm×24 cm，矩阵=256×256，层厚1 mm，采集次数等于1，扫描层数为156层。

利用MRS自带的软件完成基线校准。代谢物波峰曲线位置进行代谢物识别，N-乙酰天门冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）的化学位移位置为2.02 ppm、胆碱（choline，Cho）的位置为3.20 ppm、肌醇（inositol，Mi）的位置为3.56 ppm，谷氨酰胺复合物（glutamine complex6，Glx6）的位置为3.80 ppm。各代谢物波峰曲线下的面积计算体素内各代谢物含量。

1.5 脑血流灌注指标的MR检测

脑血流灌注MR扫描仪同1.4部分，具体灌注情况采用ASL 序列分析，使用 MR GE1.5 t工作站进行后处理，通过rCBF 图对灌注情况进行定性分析。在分析过程中需由2位有经验的影像診断医师共同阅片进行分析，对脑血流灌注情况达成统一意见。分析部位包括皮质、基底节和丘脑。

1.6 统计学分析

采用SPSS19.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以（x±s）表示，多组间比较采用one-Way ANOVA方差分析进行检验，各组间比较采用SNK-q检验。计数资料采用χ2检验;相关性分析采用Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AIDS患者和对照组脑代谢物峰下面积比较

见表2。A组的NAA、Cho和Mi的峰面积均显著低于对照组，Glx6显著高于对照组（P<0.05）;B组的Cho峰面积均显著低于对照组，Glx6显著高于对照组（P<0.05）。

表2   AIDS患者和对照组脑代谢物峰下面积比较（x±s）

注：与A组相比，*P<0.05;與B组相比，#P<0.05

2.2 MR检测脑血流灌注指标结果

见表3。A组患者的皮质、基底节和丘脑的脑血流低灌注比例显著高于对照组（P<0.05）。不同位置的低灌注影像结果见封三图3。

2.3 CD4+T淋巴细胞计数与脑代谢指标、脑血流灌注指标的相关性分析

对三组患者的NAA、Cho、Mi和Glx6的峰面积与CD4+T淋巴细胞计数进行相关性分析，见表4。A组和B组的NAA、Cho和Mi与CD4+T淋巴细胞计数呈正相关，而与Glx6呈负相关（P<0.05）。

经过对患者和对照组皮质、基底节和丘脑是否有低血流灌注进行定性分析，以血流正常定义为“0”，以出现低血流灌注定义为“1”，对三组患者的脑血流灌注情况与CD4+T淋巴细胞计数进行相关性分析。见表5。各组患者的脑血流灌注与CD4+T淋巴细胞计数呈负相关，其中A组的皮质和基底节低血流灌注与CD4+T淋巴细胞计数呈明显负相关（P<0.05），B组的皮质、基底节和丘脑与CD4+T淋巴细胞计数呈明显负相关（P<0.05）。

3 讨论

CD4+T细胞数量检测是目前确定HIV感染和AIDS临床分期的重要指标[9]。在AIDS患者中，CD4+T细胞<200 cell/μL的感染者，属于重度免疫抑制的患者[10]，同时HIV感染者确认进展为AIDS的标准也是为CD4+T细胞计数<200 cell/μL[11]。本研究中30例HIV感染者中，A组13例患者、B组17例患者以及对照组志愿者体内的CD4+T细胞计数差异明显，提示各组患者的病情严重程度不同。而本研究中，超过一半数量患者的CD4+T细胞计数高于200 cell/μL，说明早期无神经症状的HIV感染者大部分未进入重度免疫抑制的阶段。

前期研究显示，HIV感染者的脑代谢和血流灌注会有一定的改变[7]，本研究中，虽然患者还未出现神经症状，但是可以通过现代影像技术及时检测患者脑代谢和血流灌注的早期改变，并为患者的治疗及预防控制患者出现脑损伤提供依据。对脑组织代谢产物的监测是磁共振波谱技术常用功能[12]。磁共振波谱可以检测脑组织中一些代谢物的含量，而这些脑组织液中代谢物的浓度可以反映神经细胞的代谢状况[13]。常见的脑组织代谢的检测物质包括NAA、Cho、Mi和Glx6等[14，15]。相关研究显示，脑星形胶质细胞内渗透压的改变可导致Mi和Cho含量的异常，并显示在MR中峰面积的异常[16]。NAA是能够作为反映神经元功能的标志物[17]，而Glx6峰面积则能很好地反映脑损害严重程度[18]。由本研究中可以看出，从A组、B组到对照组患者CD4+T细胞计数不断增加，NAA、Cho和Mi的峰面积呈现增加的趋势，Glx6峰面积呈现递减的趋势，提示CD4+T细胞水平对脑代谢物有影响。相关性分析结果显示，A组和B组的NAA、Cho和Mi与CD4+T淋巴细胞计数呈正相关，而与Glx6呈负相关，说明HIV感染者的脑组织代谢水平与病情严重的程度有关，对HIV感染者的脑组织代谢水平的监测对于HIV感染的病情评估有着重要意义。但是也有研究指出，临床表现和神经系统较为稳定的HIV感染患儿，其脑代谢物在10个月的随访期内相对稳定[7]。本研究中患者的病程普遍在1年以上，因此对于HIV感染者的脑代谢指标变化还需要更多临床数据进行佐证。

磁共振ASL技术是将自由弥散质子作为示踪剂进行标记，在标记物进入组织后成像的技术[19]，磁共振ASL技术已广泛应用于脑血管和附近组织损伤的检测[20]。ASL技术具有无创、能够可视化观察损伤的特点，能够准确分析脑组织低灌注的范围和程度，无创评估脑卒中过程中的血流动力学变化，对于脑损伤早期灌注变化优势明显，因此磁共振ASL技术也已经开始应用于脑组织缺血灌注[21]。本研究中，A组患者的皮质、基底节和丘脑的脑血流低灌注比例与对照组相比出现明显差异（P<0.05），提示当HIV感染者病情进展AIDS时，患者的脑组织供血出现了一定的改变。而相关性分析结果也显示，HIV感染的患者CD4+T细胞计数与皮质、基底节和丘脑脑血流灌注呈明显负相关，提示HIV感染者的脑血流灌注情况与病情有关。因此，在对早期无神经症状的HIV感染者的检查和治疗中应多关注其血流灌注的变化情况，同时也从侧面判断患者病情的严重程度。

综上，MR检测技术可以对HIV感染者脑代谢和血流灌注进行有效检测，HIV感染者脑代谢、血流灌注情况与患者CD4+T细胞计数水平有关。

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（收稿日期：2019-09-24）