5.1 MRI
MRI对白质改变和腔隙性梗死的敏感性高，从而对脑血管病患者的评估产生了显著的影响[77]。MRI在皮质梗死、腔隙灶、WMHs、微出血、血管周围间隙扩大以及皮质萎缩的初步筛查方面具有重要的意义。不过，由于其特异性较差，而且大量正常老年人存在病因不明的中到重度WMHs，因此MRI作为诊断工具仍存在一定的局限性[78,79]。此外，患者死后脑组织发生的改变也会给影像学结果的神经病理学验证造成困难[80,81]。
横断面研究和长期神经心理学研究，例如老年人白质疏松与残疾研究(LeukoaraiosisandDisabilityintheElderly,LADIS)，证明白质改变会导致认知损害[82]。与FLAIR显示的白质异常体积相比，弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)在表现正常脑组织中发现的微结构改变与患者临床表现的关联更加密切[83]。这些观察结果明确提示，年龄相关性SVD是影响整个大脑的一种弥漫性过程。此外，基于人群的研究表明，3年期间的WMHs体积增大与认知损害相关，而且会增高卒中的发病风险[13,83,84,85]。利用MRI进行的人群研究提供了重要的人群队列数据，但对确定个体患者的病理学改变帮助不大，而其他MRI技术能弥补这一缺陷(表2)。
表2有助于血管性认知损害患者评估的MRI诊断工具
5.2 磁共振波谱分析(magneticresonancespectroscopy,MRS)和DTI
对白质病理学改变更加敏感的其他MRI技术包括质子MRS(protonMRS,1H-MRS)和DTI。1H-MRS显示缺血脑组织中的N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)和肌酸(creatine,Cr)水平降低可作为轴索和神经元损伤的标记物[86]。BD患者白质区NAA水平降低，而正常老年人的WMHs则NAA水平正常[87,88]。对于NAA水平与认知功能的相关性尚缺乏共识，一项研究未发现相关性[89]，而另一项研究则显示白质NAA和Cr水平改变与神经心理学测验的执行功能结果存在联系，这可能与研究人群或MRI技术的不同有关[90]。
DTI是检测白质纤维微结构损害的一种敏感方法。越来越多的证据表明，DTI尤其是平均弥散值是一种比T2加权成像或FLAIR更为敏感的白质损伤生物学标记物。1H-MRS和DTI均能显示白质的缺血性改变，而且两者的结果具有可比性[91]。DTI还能检测各向异性和平均弥散度[92]。DTI的定量检测结果可能受到白质区纤维交错所致的异质性干扰，但通常能利用适当的图像处理技术校正。因此，需要采取方法对患者组进行标准化处理，并利用对照组的图谱对区域变异性进行标准化[93]。WMHs周围半暗带的DTI改变要小于病灶中心区，但较表现正常的白质区显著[93,94]。在CADASIL患者WMHs周围的半暗带也可观察到类似的DTI改变，因为其腔隙灶通常沿WMHs边缘的穿支动脉分布[32]。
5.3 BBB通透性检测
对比增强MRI技术使得BBB通透性检测成为可能[68,95,96]。利用动态对比增强(dynamiccontrast-enhanced,DCE)MRI技术和Patlak图解法(最初被用于同位素放射自显影术的转移常数计算，改良后用于人MRI研究)，能获得反映BBB通透性的定量转移常数[96,97,98]。在腔隙性梗死以及深部白质区能观察到BBB通透性增高[64,65,66,67]。除了数字量化的转移常数之外，通过构建BBB通透性图可观察通透性增高的分布模式，从而揭示BBB通透性增高的基础病理学改变。结果显示，表现正常的白质区存在弥漫性分布的通透性改变，WMHs周围区的通透性增高，WMHs区的通透性降低(图3)。最近对灰质通透性进行的研究显示，正常老年受试者海马区出现通透性增高，这种变化在伴有轻度认知损害的患者中更为显著，提示BBB通透性改变在AD的发病过程中发挥着一定的作用[99]。
图3采用动态对比增强MRI技术获得的典型白质区通透性图
5.4 生化标记物在小血管病诊断中的作用
血液和CSF生化检测能为SVD患者提供重要的信息(表3)。CSF检查是最有用的，因此有必要进行，尤其是对于BD患者。CSF检查能排除一些非血管病因，例如继发于感染的炎症、血管炎和多发性硬化，这在伴有白质病变的年轻患者中至关重要。利用CSF蛋白水平检测结果可计算出白蛋白比率(白蛋白CSF/白蛋白血液)，该比率增高提示BBB受损，此时提示患者更可能为VCI而非AD[62]。
表3伴白质损害的VCI患者的脑脊液检测结果
除了评估BBB开放之外，CSF检查还能显示神经炎症和髓鞘分解的副产物。MMPs通过攻击脑血管周围基底膜内的蛋白质和降解紧密连接蛋白来参与神经炎性反应[59,,]。在炎性反应过程中会出现从结构性MMPs向诱导性MMPs的转变，而后者更具破坏性。炎症会增高CSF内的MMP-9和MMP-3水平，而以前体形式正常存在于CSF的结构性MMP-2水平则会降低，这很有可能归咎于激活作用。在正常情况下CSF内不存在MMP-3和MMP-9，其水平在炎症时增高，因此很容易被检测到[,,]。
血液内存在MMPs，它们在BBB破坏时会进入CSF，使得后者的MMPs水平升高。为了检测鞘内MMPs水平，可利用CSF和血液内白蛋白含量的比率计算出一个指数，这类似于在多发性硬化诊断中使用的IgG指数[]。MMP指数＝[(MMP/白蛋白)CSF]/[(MMP/白蛋白)血液]。联合使用MMP-2指数和MMP-3活性能有效区分对照组与BD患者(图4)[]。MMPs处于失活状态，一旦被激活就会被迅速清除。明胶酶谱法或免疫荧光法能检测活性MMPs，例如MMP-3和MMP-9[]。其他CSF生化标记物包括神经丝蛋白轻链、髓鞘碱性蛋白和心型脂肪酸结合蛋白[]。硫酸脑苷脂可预测3年期间的脑白质病变进展，可能反映了髓鞘再生现象[]。研究表明，利用CSF生化标记物检测有可能区分AD与SVD。在鉴别AD与白质病变方面表现最好的CSF生化标记物包括用于支持AD诊断的磷酸化tau蛋白(phosphylated-tau,p-tau)和β淀粉样蛋白1-42(amyloidβ1-42,Aβ42)以及用于支持白质炎症和髓鞘降解诊断的神经丝蛋白轻链、髓鞘碱性蛋白、MMPs和金属蛋白酶组织抑制因子-1。图5展示了一项单中心研究的结果。
图4SVD组和对照组MMP-2指数与MMP-3活性的关系
图5对照组、SVD组和AD组CSF生化标记物单变量分析结果的散点图[]
BD尚无经过验证的血液生物学标记物。然而，利用血液样本进行的研究显示，轻度全身炎症导致的内皮功能障碍参与了SVD的病理生理学变化。已对几种血源性标记物进行过研究，例如C反应蛋白、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、细胞间黏附分子-1(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1)和血栓调节蛋白。IL-6似乎与无症状脑梗死密切相关[,]。腔隙性梗死和脑白质疏松患者的ICAM-1水平增高[]，一项基于社区的前瞻性研究显示其能预测WMHs的进展[]。业已证实高半胱氨酸可导致内皮功能障碍，其在腔隙性梗死和脑白质疏松患者中的水平增高，但这种联系在调整内皮活化的循环标记物后减弱，提示是通过内皮功能障碍介导的。
AD的CSF标记物为Aβ42和P-tau。Aβ42含量降低提示AD，但有证据显示WMHs可能会通过干扰血管周围引流降低CSF内的Aβ42含量[]。不过，AD患者CSF内的p-tau含量升高，而且不会受到WMHs的影响。当Aβ42和P-tau含量都正常时，AD的可能性下降，因此可以作为诊断BD的阴性标记物[]。
6 用于确定药物作用靶点的小血管病动物模型目前已建立几种用于研究VCI的动物模型[,]。这种疾病的异质性决定了需要多种类型的动物模型来涵盖不同病因。大多数动物研究都基于2种模型，一种是继发于双侧颈动脉闭塞(bilateralcarotidarteryocclusion,BCAO)的缺氧缺血模型，采用正常血压大鼠；另一种是继发于高血压的SVD模型，采用卒中易感型自发性高血压大鼠(spontaneouslyhypertensive/strokepronerat,SHR/SP)[69,]。
6.1 BCAO
BCAO引起的缺氧缺血主要影响深部白质[]。虽然没有直接检测过组织含氧量，但推测组织处于缺氧状态。白质表现为BBB破坏和脱髓鞘现象，MMPs在缺氧组织中表达并促进髓鞘损伤[,]。除白质外，海马也会出现细胞损伤。在血管闭塞后不久，白质、海马和某些皮质区就会出现CBF减少，然后随着时间的推移逐渐恢复。BCAO模型的缺陷是CBF的变化急剧出现而且会缓慢恢复。为了克服这种局限性，现在使用一种能缓慢收缩的装置造成颈动脉逐渐闭塞。使用缩窄环而非结扎法造成双侧颈总动脉逐渐狭窄避免了CBF的快速降低以及在BCAO模型中观察到的急性炎性反应[]。
6.2 SHR/SP
SHR/SP出现的病理学改变类似于SVD患者[]。Wistar京都种大鼠经培育后进化为高血压鼠种，最后演变为现在的SHR/SP[]。未经干预的SHR/SP通常可存活1年余，而且在死前出现卒中和脑出血。除了与人类散发性SVD非常相似的弥漫性脑SVD之外，SHR/SP还会出现肾脏血管损伤。
利用高盐或低蛋白饮食(日本放纵饮食)进行干预会加速病理学改变[]。最近的一项研究在接受日本放纵饮食干预的SHR/SP中通过闭塞一侧颈动脉来加重缺氧损伤[]。根据研究目的的不同，可使用各种不同的干预手段。例如，在有关脑出血的研究中，对6周龄(在发生严重高血压之前4周)大鼠进行高盐或日本放纵饮食干预会导致在6～8周后发生脑出血；如果这种饮食干预推迟到第12周，则会出现类似于BD患者和老年人那样的明显白质改变。
无论是利用血压正常大鼠制作BCAO模型，还是在SHR/SP中进行低蛋白/高盐饮食＋单侧颈动脉闭塞干预，都会通过缺氧缺血损伤神经元和白质。利用微创性电子顺磁共振技术进行长时间检测发现，白质氧含量在大鼠出生后第9周时开始逐渐增高，第12周时达最高值，此时给予单侧颈动脉闭塞＋饮食干预会导致白质氧含量迅速降至缺氧水平，并持续至动物死亡(约第16周时)[]。直接作用于BBB的一些治疗干预策略，例如应用活化蛋白C类似物，能在SHR中预防脑缺血后的微出血，提示增强BBB完整性可能使SHR缺血模型动物获益[]。
6.3 CADASIL小鼠模型
表达ECD突变性NOTCH3蛋白的转基因小鼠会表现出CADASIL的临床前期特点，包括NOTCH3ECD和嗜锇颗粒物质沉积以及白质损害[]。根据对无症状NOTCH3突变携带者的皮肤活检组织进行的免疫组织化学分析结果推测，NOTCH3ECD的血管沉积可能是最早出现的病理学改变[,]。突变型小鼠的皮质扩散性抑制阈值更低，这能解释CADASIL患者的有先兆型偏头痛高发率[]。而且，突变型小鼠的脑血管反应性受损，同时伴有功能性充血减少和CBF自动调节功能受损。肌源性反应在正常脑血流动力学过程中起重要作用，包括调节血管阻力以及调节局部和全脑CBF。值得注意的是，对分离的血管进行的分析发现，突变型小鼠的软脑膜和脑实质动脉的肌源性反应均减弱，这一发现能解释这些小鼠的脑血管反应性受损[]。重要的是，这些数据表明脑动脉在没有明显平滑肌变性和纤维化的情况下出现了功能障碍，而且脑血管功能障碍先于白质病变出现，从而提示前者能导致后者[]。
6.4 动物模型中的治疗
用于药物评价的最佳动物模型因假定的病理学机制而异。对于老年人的高血压性血管病，最佳的动物模型是SHR/SP；对于血压正常大鼠，可选择BCAO模型来研究炎性机制；对于遗传性SVD，则需要选择表达特异性基因的小鼠模型。利用BCAO或自发性高血压制造的缺氧缺血大鼠模型进行的治疗实验发现了大量潜在的治疗药物[,]。环孢素A能抑制慢性脑缺血后神经胶质细胞活化和白质改变，提示免疫反应可能参与了白质改变的发病机制[]。在APOE4转基因小鼠中，环孢素A能通过抑制周细胞的亲环素A-MMP-9通路阻止BBB破坏，进而逆转神经功能障碍和继发性神经变性改变[]。很多消炎药和自由基清除剂也能使模型动物获益[]。米诺环素治疗能显著减轻缺氧缺血诱导的脑损伤并改善神经行为学表现，其保护机制与抑制小胶质细胞活化有关[]。在经过日本放纵饮食和单侧颈动脉夹闭处理的SHR/SP中，米诺环素治疗能阻断MRI显示的脑白质损伤的全面进展，同时改善水迷宫实验成绩[]。
基于CADASIL小鼠模型研究结果，靶向干预NOTCH3的合成或清除沉积的NOTCH3ECD可能成为首选的治疗方案[]。业已证实，脑动脉的Kv1通道表达上调是突变型小鼠肌源性反应减弱的潜在分子机制[]。其他可能的治疗途径包括控制高血压和其他血管危险因素、抗血小板药和消炎药。
7 生物学标记物在VCI诊断中的联合应用VCI患者脑组织的改变是多种病理学过程的最终结果。根据患者所处的病程，可能存在1种或多种病理学改变。VCI患者尸检意义不大，因为绝大多数患者在死亡时同时存在多种疾病，其范围从脑梗死到AD[6,]。为了在多种疾病过程中确定启动因素，更加实用的方法是使用能在疾病早期阶段反映相关脑组织病理学改变的理想生物学标记物[]。由于BD的自然史是能确定的，因而有望通过检测其特异性生物学标记物与其他形式的病变相鉴别，以进行临床治疗试验。
尽管在临床、影像学和生化方面有多种潜在的疾病标记物，但没有一种具有诊断价值，因此必须联合使用多种标记物[]。研究最为深入的MRI标记物是FLAIR序列显示的WMHs扩大以及DTI显示的各向异性分数(fractionalanisotropy,FA)下降，它们均提示进展性损害[]。目前已有联合使用多种生物学标记物诊断BD的研究资料，但是其中的纵向研究很少。研究表明，可通过临床和神经心理学测验、1H-MRS以及CSF中白蛋白、MMPs和神经丝蛋白轻链检测进行BD的诊断。因此，通过总结一系列生物学标记物创建一种诊断量表是可行的，当符合量表的标记物达到给定数量时，诊断BD的可能性随之增高。可利用统计学手段通过探索性因素分析来优化诊断性生物学标记物的组合，这包括2个过程：首先需要确定用于诊断的生物学标记物，然后需要筛选出能追踪并反映进展性组织损伤的生物学标记物。用于诊断的生物学标记物应在疾病早期获取，然后在一段时间的随访后确诊。
一种有潜力的多模式诊断方案应包括3组可能的标记物——临床、影像学和生化标记物，如同3个轴，沿轴各点不断逼近BD的完整诊断。其中，临床标记物来自神经系统检查和神经心理学测验：来自神经系统检查的特征包括血管危险因素、反射亢进和步态障碍；来自神经心理学测验的特征则包括执行功能受损，而记忆和语言功能相对保留；主要基于MRI的影像学特征包括1H-MRS显示NAA峰值降低，DCE-MRI显示BBB通透性增高，DTI显示FA下降和平均弥散率(meandiffusivity,MD)增高。BD检测指标包括白蛋白比率增高、MMP-2指数下降、神经丝蛋白轻链含量增高以及AD生物学标记物阴性。一个棘手的问题是在VCI和AD之间有相当多的重叠，仅凭临床或影像学手段往往难以进行鉴别[54]。
由于不同的研究人员能获取的潜在生物学标记物数量有限，这使得确定最佳的标记物组合变得困难。因此，可能有必要建立2种标记物组合，"高技术要求"标记物组合适用于少数研究人员，目的是筛选出最佳的组合方案，而"低技术要求"标记物组合则能在所有研究场所进行检测。另外，还需要把年龄等附加因素考虑在内。
8 针对性治疗试验的方法在异质性群体中使用治疗AD的药物进行的VCI治疗试验获得的成功较为有限[11]。应在所有VCI患者中进行血管危险因素管理，包括强化降低血压、控制糖尿病、降低高脂血症以及鼓励锻炼。作为伴有缺氧缺血相关性白质损伤的VCI患者的一个亚组，BD患者通常存在炎性反应，可与血管危险因素一起作为治疗靶点。最近对弗雷明汉研究第3代的参与者队列进行的一项流行病学调查显示，高血压在中年期就开始导致白质损伤，进一步支持在中年期强化治疗高血压[]。这也促使研究人员重新评估不同年龄段的血压正常范围，因为在较年轻的高血压患者中进行强化降压治疗可能有益，而在高龄患者中则应避免过度降低血压，但具体的年龄界限仍需进一步确定[]。
区分白质损伤的主要机制究竟是炎症还是多发腔隙性梗死仍是一个难题，缺血与炎症之间的相互作用是一个新出现的观念，在认知功能进行性减退而非分散的卒中个体中更有意义[]。广泛性白质损伤可能是由小卒中发展而来，后者要么触发血管周围的炎性反应，要么是在受到高血压或糖尿病损害的血管内启动炎性反应。因为BBB破坏提示存在炎症，所以降低其通透性有可能获益，应在这方面进行研究。虽然炎性级联反应在损伤早期阶段会导致继发性损害，但在血管生成开始后的恢复期，炎症似乎是组织恢复的必要条件，此时利用消炎药进行治疗可能有害。目前的这些研究都是在急性损伤模型中进行的，接下来需要在慢性损伤模型中进行实验以进一步确定消炎药治疗的长期影响。
目前的一个主要挑战是确定在治疗试验中用于诊断和替代性终点指标的最佳生物学标记物。与其依靠单项诊断性检查对患者进行分类，联合使用多种特征制定可操作性的定义可能更有帮助，但这需要了解每种因素对临床表现的贡献。例如，在临床检查中，已知在AD早期很少出现运动障碍，而记忆丧失和语言障碍为其主要表现；相比之下，在SVD起病时经常存在轻偏瘫和不对称性反射亢进之类的运动障碍，而且会在早期出现执行功能障碍。尽管在AD患者和正常老年人中也能见到，但MRI显示的融合性WMHs还是强烈提示BD。与FLAIR和T2加权成像相比，利用1H-MRS对NNA进行的生化检测对于缺血性白质损伤的特异性更高，而DTI则能对白质损伤提供更加敏感的检测。DTI的优点是检测时间短，并且大多数MRI仪都能完成。目前，融合性WMHs是唯一一项与SVD相关的MRI表现，并且满足了作为替代性标记物的要求，融合性白质病变的进展与认知功能减退存在相关性[13,]。利用PET进行淀粉样蛋白和Tau蛋白成像也有助于在伴有多种疾病的患者中诊断AD的合并症[]，但值得注意的是认知功能正常的个体也可能存在淀粉样蛋白沉积[]。
CSF生化检查构成了诊断的第3个轴，白蛋白比率增高提示BBB受损，与AD相比这在SVD中更为常见。此外，CSF检查还能发现与AD相关性蛋白质的改变，包括Aβ42和P-tau。医院中普遍使用的临床、影像学和CSF检查结果之外，还有许多研究性的检测指标也有一定的帮助[77]，这些有价值的CSF生物学标记物包括反映髓鞘分解的神经丝蛋白轻链以及反映炎症的MMPs。另外，BBB通透性增高也是炎症的一种标志。
对于那些用于诊断BD的生物学标记物，很难确定明确的截断值，因为疾病谱的一端是AD，另一端是BD，而在两者之间有相当一部分患者存在重叠性的疾病(图6)。联合利用这些生物学标记物有望制定出能反映脑组织基础病理生理学改变的量表。表4就是这样的一种量表，它基于一项单中心研究，使用的截断值是通过在患者和对照组中对各项指标进行检测确定的。该量表中的高分或低分提示疾病是"纯粹"的BD或AD，而中间的分数则提示混合性的病理学过程。而且，由于这些生物学标记物在疾病的不同阶段是动态变化的，因此有必要对疾病过程进行分期，然后根据具体分期来调整治疗方案[]。
表4用于制定BD诊断量表的潜在生物学标记物和其他特征
图6宾斯旺格病(BD)的疾病谱
确定制定分类量表的最佳指标需要多个研究中心的共同努力并制定统一的数据收集方法[]。利用统计学手段对这些大型数据集进行分析来确定最佳的分类特征。为了使这种努力获得成功，一个更加重要的问题是需要在诊断方面具备一致性，这就要求各研究中心必须进行连续数年的跟踪随访。使用这种迭代法，有可能构建回顾性数据库，然后前瞻性用于确定针对性治疗试验的患者。
9 对未来研究方向的建议利用动物模型进行的治疗实验有助于确定用于临床试验的药物。在理想情况下，与目前对卒中急性期药物的研究要求一样，候选药物需要在多种动物模型以及雌雄两性动物中证明有效[]。已被批准用于其他治疗用途的药物，例如消炎药、自由基清除剂、米诺环素和辛伐他汀，都已被证实在动物模型中有效，将来可用于人体试验[,]。在高血压大鼠中发现，E-选择素诱导鼻黏膜耐受后可减轻炎性反应[]。此外，还需要确定可靠的终点指标，例如在几个月的短期研究中证明BBB通透性定量检测结果降低。DTI显示的WMHs扩大速度减慢需要6～12个月才能显示出改善，而认知功能减退的减缓则需要2～3年的时间。结合神经病理学研究将有助于疾病的确诊。这是一项浩大的工程，首先需要利用生物学标记物确定同质性患者群体，然后利用适当的动物模型研究开发出潜在的治疗药物，最后建立由调查人员组成的联盟，利用统一的终点指标对有潜在治疗价值的药物进行临床试验。这样的程序最近已被提出用于淀粉样血管病研究，同样可应用于BD[]。
参考文献略
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