原发性中枢神经系统血管炎的影像学表现研究进展2023.docx

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1、原发性中枢神经系统血管炎的影像学表现研究进展2023摘要原发性中枢神经系统血管炎（PACNS）是一种罕见且病因未明的累及脑和脊髓血管的中枢神经系统炎性疾病，其发病率低，临床表现多样，脑脊液检查缺乏特异性，确诊主要依赖金标准病理活组织检查。但由于取材部位、组织染色及镜下阅片的主观性，会造成部分患者误诊及漏诊。此外，PACNS潜在的侵袭性病程可能会对适当的免疫抑制治疗有效,进而减少致残、致死率，因此PACNS的早期诊断有助于患者的预后。而影像学检查方便、无创，可从多方面对PACNS的诊断及鉴别诊断提供重要信息。因此，探索该病的影像学特征非常重要。文中回顾了影像学检查在PACNS中的研究现状并对PA

2、CNS不同类型的影像学表现进行综述。原发性中枢神经系统血管炎（primaryangiitisofthecentralnervoussystem,PACNS）是一种罕见的、病因未明的中枢神经系统炎性疾病，无任何明显的系统性血管炎或其他潜在原因，主要累及脑和脊髓血管，可严重损害中枢神经系统，患者表现为脑病相关的认知功能障碍和情绪异常、头痛、反复发作的缺血或出血性多灶性神经系统症状以及相对少见的癫痫和脊髓损害症状J988年CalabreSe和MaIIek1盾先提出了PACNS的诊断标准：（1）通过全面检查仍无法解释神经功能缺损；（2）组织病理学或血管造影证实有血管炎特征变化的血管炎；（3）排除系统性

3、血管炎或其他可能导致相似影像学和病理学表现的疾病。2009年Birnbaum和Hellmann2在CalabreSe和MalIek的诊断基础上修订了标准(1)有活组织检查(活检)病理证实的血管炎证据，为确诊的PACNS;(2)磁共振血管造影及脑脊液检查结果与PACNS表现一致，但无组织活检病理证据，为可能的PACNSoPACNS发病率约为每年2.4/1000000,无性别偏倚1小可年龄均可受累,多见于3759岁3o病程可为急性、亚急性、复发缓解或慢性进展。临床表现广泛但缺乏特异性，根据受累的血管PACNS可分为血管造影阳性的大中血管受累型PACNS(angiographypositivelar

4、ge-mediumvesselvasculitiszIv-PACNS)和血管造影阴性的小血管受累型PACNS(angiographynegativesmallvesselvasculitis,sv-PACNS)40Iv-PACNS多表现为急性出血性或缺血性脑卒中，通常通过血管造影结果被诊断，预后较差；SV-PACNS多表现为慢性头痛、认知障碍、意识水平改变、癫痫发作和局灶性神经功能缺损，可逐渐进展，并多伴频繁复发，血管造影易漏诊，常通过病理活检被发现，总体预后较好5o从症状上讲，最常见的症状是局灶性或全头慢性头痛，可伴有复发缓解；其次为认知障碍；再次为局灶性神经功能障碍，包括偏瘫、构音障碍、失

5、语、脑神经麻痹、共济失调或截瘫等；部分患者还可出现癫痫发作及急性脑病症状60另外，约5%的患者可有脊髓受累，脊髓症状可与脑部症状同时出现、早于脑部症状(孤立性脊髓血管炎后最多间隔7年余出现脑部受累症状)或晚于脑部症状(数月至1年余)出现7,多数表现为渐进性脊髓麻痹，胸髓最常受累，孤立性脊髓血管炎较为罕见8o与系统性血管炎的不同之处：发热和体重减轻等全身症状不太常见。PACNS的发病机制尚不清楚，水痘带状疱疹病毒等感染因素可能参与了PACNS的发病，但感染介导的详细机制尚未阐明91另外，核内体、线粒体和核糖体功能障碍、蛋白质合成障碍、非编码RNA也可能与PACNS的发生发展相关10o脑和脑膜活检

6、是PACNS诊断的金标准，其病理分型主要分为3种：肉芽肿性血管炎、淋巴细胞性血管炎和坏死性血管炎，这3种病理类型可相互重叠。肉芽肿性血管炎是最常见的病理类型,其特征是血管周围破坏性单核浸润，伴有形态良好的肉芽肿和多核巨细胞11,部分可伴有B淀粉样蛋白沉积月印淀粉样蛋白相关性脑血管炎。淋巴细胞性血管炎是第二种最常见的病理类型，表现为淋巴细胞与数量不等的浆细胞、组织细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞浸润于血管周围。相较于其他2种血管炎，淋巴细胞性血管炎病程更偏良性，致残率和病死率更低10L坏死性血管炎以急性坏死性血管壁改变、透壁纤维素样坏死和急性炎症为特征，常表现为出血。纤维素样坏死和炎性反应被认为会

7、导致血管壁增厚，从而增加血管破裂和动脉瘤扩张的风险12o其他病理异常包括新生内膜增生及血栓形成等。然而病理活检诊断该病的敏感度仅为53%63%13,针对影像学所显示的病变部位进行靶向病理活检可将阳性率提高至89%14o但由于创伤大、取材困难、阳性率不高等因素，导致很多患者无法进行脑组织活检。而影像学检查方便、无创，可提供病变的直接证据，并可从不同方面对病变性质进行评价，对PACNS的诊断和鉴别诊断具有重要的价值，因此探索PACNS的特征性影像学表现对其临床诊断十分重要。我们在PubMedsWebofSCienCe和万方等数据库中采用Primaryangiitisofthecentralnerv

8、oussyStemimagingmanifestationsdiagnosis作为关键词，检索19882023年的相关文献,就PANCS在不同影像学方法及序列上的表现进行综述，以更合理地指导临床应用。一、头颅CT10.8%63.6%的PACNS患者可出现颅内出血15,包括脑出血、蛛网膜下腔出血、慢性微出血灶。CT上表现为病灶高密度影。其中脑实质出血有57%出现在急性缺血性病变内部或周边，表现为脑梗死出血转化。蛛网膜下腔出血可以为局限性、多灶性或弥漫性。止匕外，尚有脑室出血的报道，可能与PACNS血管炎显著进展引起微动脉瘤破裂相关160相较于MRIzCT对脑出血以外的颅内病灶显示敏感度较低，且C

9、T上脑出血对PACNS诊断并无特异性，但对于无其他病因的复发性脑出血患者应想至IPACNS的可能。二、磁共振成像90%100%的PACNS患者MRI检查阳性，MRI正常几乎可以排除PACNS170PACNS的MRI表现具有多样性，典型表现为双侧大脑半球皮质、皮质下结构、深部白质多发不对称病变，并伴有脑内或蛛网膜下腔出血18o另外，脑梗死是PACNS最常见的表现。急性脑梗死见于50%75%的患者19,大/中血管受累者常见20,其中73%89%的梗死灶为双侧多发，表现为T2/FLAIR高信号、弥散加权成像（diffusion-weightedimaging,DWI）高信号、表观弥散系数（叩Pare

10、ntdiffusioncoefficient,ADC）低信号的细胞毒性坏死，范围随机分布在各血管支配区，且部分患者可有缺血性病灶外实质强化（非缺血性乱摄取）210新旧缺血性病灶同时存在并伴有双侧多支大血管和小血管的狭窄与扩张，应高度怀疑PACNS可能。另外，当T2和FLAIR序列上出现多发小血管缺血性脱髓鞘病变和微梗死时也应考虑到PACNS的可能220亦有局限于单侧大脑半球的皮质/近皮质多灶性T2FLAIR高信号病灶，增强后部分病灶可强化，免疫治疗后多灶性增强病变逐渐消退230MRl增强扫描可显示病灶的多样化增强模式，对PACNS的诊断具有重要意义（图1I孤立的SV-PACNS其MRl上常见更

11、多弥漫性铝增强，软脑膜强化最常见，其次为脑实质强化，可为不均匀、线样或脑回样强化等多种强化模式，无特异性。BOUI。UiS等21的小样本回顾性研究发现，一半以上的PACNS患者在首次MRI上至少有一种出血表现，如脑实质出血、蛛网膜下腔出血（包括凸面蛛网膜下腔出血）或微出血，且相当一部分患者为脑梗死出血转化。急性蛛网膜下腔出血则表现为1个或多个脑沟内FLAlR上高信号,亚急性蛛网膜下腔出血表现为T2*梯度回波序列上蛛网膜下腔曲线状低信号，出血转化表现为T2*梯度回波序列及T2FLAIR上梗死灶内多发不均匀低信号灶及T2FLAIR上病灶周边稍长T2信号水肿带，微出血在T2*梯度回波序列上表现为小圆

12、形低信号病灶。而Sarti等19回顾的20022017年病例系列分析结果显示，仅有16.6%（78/380）的患者有脑实质出血或蛛网膜下腔出血。磁敏感加权成像（susceptibilityweightedimaging,SWI）相比于T2*WI采用3D采集模式，同时运用流动补偿技术,能更好地反映磁敏感差异，对微出血灶显示更加清晰。Han等24报道了1例PACN患者表现为双侧半球弥漫性SWI小圆形低信号（即微出血）伴右侧额叶脑实质出血及双侧半球大片状融合白质病变。同时，Kesav等25服道了1例经病理证实的肉芽肿性PACNS患者SWl上表现为右侧题叶大片状低信号（出血）伴多发幕上、幕下皮质和皮质

13、下脑微出血，并认为脑微出血灶可作为小血管变异型PACNS的替代神经影像学标志物。5%29%的患者可出现肿块样表现（tumefactivePACNS,t-PACNS）26,为小SV-PACNS的特征，可单发，也可多发，肿块形态不规则，MRI上表现为T1WI低信号,T2WI中至高信号,可伴有病灶周围中度血管源性水肿，即显著的T2WI高信号（图2）;多数伴有增强，可为斑片状实质强化、小结节性强化、环形强化、线性（血管周围）强化及斑片状增强肿块内多发低增强区域，可伴有局部软脑膜增强或局部室管膜下增强；常伴有微出血,在T2*梯度回波序列上或SWI上表现为小的线性或点状低信号，不伴弥散受限。病变部位包括皮

14、质/皮质下白质、深部/脑室周围白质、基底节、脑干。少数可累及双侧丘脑27,此类易被误诊为肿瘤或感染，出现t-PACNS通常提示疾病具有较强的侵袭性。PACNS中的脊髓受累者MRl上可表现为T2高信号伴肿胀28、囊性T2高信号病灶8,长节段或短节段，伴病灶不均匀强化及邻近脊膜强化，早期也可仅表现为硬脊膜强化29,可伴马尾神经根弥漫性强化。弥漫性萎缩者亦有报道7o极少数患者可表现为脑白质病，可表现为弥漫性、对称性双侧侧脑室旁、皮质下、脑桥白质T2高信号，可伴白质肿胀、微出血，多数伴有强化，灰质、基底神经节及U纤维不受影响，主要见于肉芽肿性及淋巴细胞性PACNS,治疗后T2高信号可明显改善或彻底消散

15、30L还有部分患者可表现为特殊的强化模式一一横断位像上亚厘米大小的不完全性小环状强化21,DWI上多发高信号病灶局限于单侧颠枕顶叶皮质(皮质带征或花边征)、同侧海马和同侧丘脑模拟散发性CreUtZfeIdt-JakOb病31,单侧视神经增强及侧脑室旁豆纹状分布的血管周围增强32,脑干、脑室周围白质、基底节及脊髓弥漫性T2高信号及Tl增强像上结节状强化33,反复发生的脑梗死或出血可形成白页内软化灶，逐渐进展的脑萎缩亦有报道340三、磁ft三波谱分析(magneticresonancespectroscopy,MRS)利用化学移位检测脑组织内代谢物的浓度，可反映细胞代谢状况，对于提示病变性质也有一

16、定价值。PanChal等35报道的淋巴细胞血管炎可表现为谷氨酸和谷氨酰胺峰的明显升高，可能与炎症导致的神经元和神经胶质细胞的破坏以及相邻的星形细胞反应有关。另外，肉芽肿性血管炎可表现为胆碱/肌酸峰及谷氨酸/谷氨酰胺的增高,较难与恶性胶质瘤相鉴别，而同时磁共振弥散张量成像上外周增强区及中央坏死区各向异性指数的显著降低,可将肉芽肿性血管炎从胶质瘤中区分出来36,37o故MRS对于有肿块样表现的PACNS的诊断可能非常有益。四、高分辨磁共振成像（highresolutionmagneticresonanceimaging,HR-MRI）该技术有高空间分辨率的优势，可提供多平面重构以消除部分体积伪影和

17、多重组织加权，以更好地呈现血管壁病变，有助于分辨血管壁的厚度、斑块的强化模式，从而识别血管壁及其周围组织病理改变特点。动脉粥样硬化性脑动脉管壁表现为不规则、偏心性增厚强化，而炎性血管病变表现为平滑、均匀、向心性管壁增厚强化38,可用于鉴别颅内动脉粥样硬化和血管炎。PACNS患者血管在HR-MRI上常表现为血管壁同心圆增厚、I（轻度：血管壁强化信号强度小于垂体漏斗）11级（重度：血管壁强化信号强度大于等于垂体漏斗）的血管壁同心圆强化及负性重塑。少数情况下，血管炎也可表现为血管壁偏心壁增厚，给动脉粥样硬化及血管炎的鉴别带来了难度，但高血压和动脉粥样硬化疾病中血管壁改变主要见于初级和次级血管，而PA

18、CNS相关的血管改变更常见于次级和三级血管分支39,同时激素及免疫抑制剂治疗后管壁强化可部分或完全消失40,提示病变为血管炎性病变；另外，PACNS患者血管在HR-MRl上还可表现为负性重塑，这意味着尽管PACNS中受影响的血管管壁增厚但其外径并未增加，而动脉粥样硬化血管由于动脉壁增厚其重塑指数可能为正，从而将两者区分开来41o此外，PACNS的血管造影表现与可逆性脑血管收缩综合征几乎无法区分，而两者治疗方案大不相同，因此在急性期将这两种情况区分开来非常重要，PACNS在HR-MRI上表现为血管壁的增强，可排除可逆性脑血管收缩综合征42J9Shimoyama等43还发现部分患者接受治疗后增强的

19、血管壁可消退，该现象可提供血管炎演变过程方面的信息,并被应用于病程监测。虽然HR-MRI以目前的血管分辨率仅可检测卜-PACNS,但此项技术正在飞速发展，未来可能很快可用于区分中等血管型PACNS与其他模拟病，甚至可用于检测SV-PACNSe综上所述，HR-MRI是支持PACNS诊断的重要手段，它作为新兴的非侵入性技术可以规避数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)和脑组织活检的缺点,是未来的发展方向。五、分子显像18F-氟代脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose,FDG)PET/CT可通过检测葡萄糖代谢明确血管炎性病变，炎性细胞在PAC

20、NS病变血管周围募集、迁移和增殖，大量细胞因子被释放，葡萄糖转运蛋白上调，己糖激酶(A亚型)活性增加，从而增强炎症细胞中葡萄糖代谢和FDG摄取。Belcour等44报道儿童PACNS患者病灶处及非病灶处FDG摄取均可增加，脑部MRI和PET之间的这种不匹配也在脑肿瘤中得到证实，可能是因为代谢活跃的病变负荷大大超出了MRI的体积。但邻近脑组织的高代谢会影响其显像,且受累血管直径大于4mm才能有效显示,使其实际应用受限。N-11C甲基-N-(I-甲基丙基)-1-(2-氯苯基)异瞳琳-3-氨甲酰(11C-PK11195)PETCT可特异性地结合活化的巨噬细胞表面的苯二氮杂环结合位点，这类细胞主要分布

21、于炎性病变血管的血管壁，已被证实可用于检测大血管炎患者的血管炎症活动性45,对于PACNS的诊断具有一定前景。同时，Backhaus等46使用18F-DPA-714(一种具有更高亲和力和选择性的第二代PET示踪剂)进行PET成像，以可视化PACNS患者中炎症驱动的转运蛋白表达，结果发现2例PACNS患者表现出广泛的18F-DPA-714摄取，且超过了缺血范围,而非炎性缺血性脑卒中患者未见缺血区域外的18F-DPA-714摄取。目前研究仅限于个案,未来需进一步探讨其临床应用价值。六、灌注加权成像(perfusionweightedimaging,PWI)PWI作为一种非侵入性技术，可根据病变微血

22、管分布提供脑组织中血流动力学变化信息。瘤样PACNS因小血管受累在PWI上表现为相对脑血流量(relativecerebralbloodvolume,rCBV)降低的低灌注信号47,而胶质瘤、脑转移瘤、淋巴瘤因瘤组织及瘤周组织新生血管增加常表现为rCBV增加的高灌注信号48,49o因此，PWI可与其他磁共振序列互补，共同用于瘤样PACNS与脑肿瘤的鉴别。七、DSADSA可以在较低的造影剂剂量、低辐射及较短时间内对脑血管结构进行良好的可视化，是PACNS诊断的基石。其特征性改变是多发的弥漫性阶段性动脉壁狭窄，与狭窄后扩张/正常血管交替出现及血管壁增厚，称为串珠样改变50,串珠可以光滑也可以不规则

23、，其他改变包括梭形动脉扩张、侧支循环的建立以及动脉排空延迟。长段狭窄、微动脉瘤和完全性闭塞在PACNS是罕见的18o动脉受累部位通常为双侧、多支受累，大动脉(颈内动脉、椎动脉颅内段、基底动脉及其主要分支)和小动脉均可受累；PACNS的血管造影异常不同于全身性血管炎，后者更常聚集在血管分叉处周围2,也不同于动脉粥样硬化，其典型部位为颈内动脉虹吸段和颅内段。血管造影的局限性在于敏感度、特异度均偏低，其敏感度为40%90%,特异度小于30%51,很多非炎性病变如血管痉挛、动脉粥样硬化、颅内感染、脑栓塞、放射治疗后、神经纤维瘤、心房黏液瘤等均可表现为类似血管串珠样改变。另外,DSA仅对直径为500m的

24、血管具有良好分辨率，因此SV-PACNS通常表现为DSA阴性，因此对于DSA阴性的SV-PACNS,脑组织活检应被视为重要的诊断依据。尽管DSA对远端血管和后循环有更高的敏感度，但它只能提供血管轮廓变化的信息，不能提供潜在的病理过程。虽然如此，DSA仍然是PACNS诊断的放射学金标准，但造影结果不可单独用于诊断，而应与临床、实验室、MRl等结果相结合,综合考虑后进行诊断。八、磁共振血管成像(magneticresonanceangiography,MRA)MRA相对DSA来说无创，而同DSA一样，MRA仅对直径500m的受累血管较为敏感，典型表现为血管形态不规则，包括狭窄、闭塞和扩张交替出现以

25、及不同血管区域的血管壁增厚。Sarti等19的小样本研究发现76.8%的PACNS患者MRA上可显示出血管异常，但MRA串珠仅见于不到20%的患者,提示当临床高度怀疑PACNS时，仍需行DSA进一步确诊。另外，MRA具有低侵略性的优点,可用于早期筛查血管病变和监测疾病的进程。且随着MRA分辨率的提高，如高场强7T磁共振血管造影的应用，有望进一步提高其诊断价值。由于DSA敏感度、特异度均有限，未来可进一步评估PACNS诊断标准的重新校准,包括MRA作为无创、第一适应证、血管腔成像检测结果为阳性时可以免除对DSA的需要。CTA同样可用于评价大血管炎症，但时间分辨率和空间分辨率均低于DSAo综上所述

26、，影像学检查是PACNS诊断的重要手段，尽管不同影像学检查均缺乏特异性，但可从不同角度提供PACNS病变信息，脑实质成像可提供病变部位、大小、形态等特征，增强扫描可提供病变强化模式，PWI可用于提供病变灌注情况，MRSx分子显像可用于提供血管炎性病变代谢状况，HR-MRl可用于提供血管壁病变模式，脑血管成像可用于提供血管病变形态信息。结合不同影像学序列上典型模式的组合及其临床表现、化验结果、脑组织病理活检等可对PACNS作出较为准确的诊断。由于PACNS的病因尚未明确，诊断标准的实际应用依赖于专业医师的主观判断，存在一定程度的不确定性，各项回顾性研究亦存在回忆偏差，目前对PACNS的影像学特点的研究仍任重而道远。未来随着发病机制的深入研究，影像学技术的飞速进展，将更有助于我们对PACNS进行准确的诊断。