基于1H-MRS探究乳腺浸润性导管癌化疗后幸存者记忆功能改变的海马代谢

刘同辉，李朋，周琳，陈瑞，冯伟，张华文

陕西省核工业二一五医院医学影像科，陕西咸阳 712000； *通讯作者 张华文 1579226281@qq.com

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤[1]，随着治疗方法的发展，患者生存率大幅度提高。化疗是治疗乳腺癌的主要方法之一，能够改善患者预后，但也具有一些副作用，其中化疗相关认知功能障碍对乳腺癌幸存者的影响尤为严重，尤其是各种主、客观记忆障碍[2]。氢质子磁共振波谱分析（hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）是一种无创性影像学检查，可以定量反映脑组织的生化代谢信息。以往对乳腺癌化疗后认知障碍的影像研究主要集中在组织结构和功能成像方面，针对细胞代谢的研究鲜有报道[3]。本研究拟利用1H-MRS 探索经标准EC-T（E：表柔比星，C：环磷酰胺，T：紫杉醇）化疗方案治疗后乳腺浸润性导管癌幸存者海马代谢与记忆的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2018年8月—2019年7月陕西省核工业二一五医院肿瘤科收治的经病理证实的乳腺浸润性导管癌患者29 例，均为女性，年龄35～56 岁，平均（45.41±7.11）岁。纳入标准：①年龄<60 岁；②未绝经；③右利手；④无视觉、听力、语言、智力等功能障碍；⑤无急性脑血管疾病史。同期公开招募性别、年龄、教育程度等与乳腺癌组匹配的健康志愿者42 例作为对照组。本研究经陕西省核工业二一五医院伦理委员会批准，所有受试者检查前均签署知情同意书。

1.2 化疗方案 所有乳腺癌幸存者完成标准的EC-T 化学治疗，具体方案为：E+C4 周期（表柔比星60 mg/m2+环磷酰胺600 mg/m2）；T4 周期（紫杉醇100 mg/m2）；每周期间隔时间为21 d，8 个周期共计6 个月；从化疗结束至纳入研究间隔12～36 个月，平均（28.65±3.79）个月。

1.3 记忆功能评估 对所有患者及健康志愿者进行记忆评估。首先进行华山版听觉词语测试（AVLT-H），由测试者读出12 个词语后，受试者立即回忆，如此反复进行3 次（词语学习）；5 min 后，让受试者回忆（短延迟记忆）；继续间隔约20 min 后，再次回忆（长延迟记忆）；最后由测试者读出24 个词语（12 个目标词语，12 个干扰词语），请受试者回忆是否学习过（词语再认）。随后进行数字广度顺背、倒背测试，其中顺背、倒背测试均有两套数字表，顺背数字表含12 个数字串，倒背数字表含10 个数字串，当一套数据某一数字广度失败时改用另一套数字表，若两套均失败则停止测试，受试者正确复述出的最大数字串长度即记忆广度测试得分。

1.4 MRI 检查 采用GE Discovery MR 750 3.0T 超导MR 扫描仪，8 通道头颈联合线圈作为发射和接收线圈，对所有患者及志愿者进行横断位3DT1WI（TR 8.2 ms，TE 3.2 ms）扫描，以双侧海马为中心，选取正方体感兴趣区（ROI），体素大小2.0 cm×2.0 cm ×2.0 cm，ROI 尽量避开脑沟、脑脊液及颅骨等影响波谱的区域（图1）。采用点解析波谱序列（TR 1800 ms，TE 144 ms），激励次数8，获得双侧海马波谱。采用MR 扫描仪配套工作站（Version ADW 4.6）的Functool软件包对波谱结果进行分析，测定代谢产物N-乙酰基天门冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、胆碱（Cho）、NAA/Cr 值、Cho/Cr 值。

图1 双侧海马MRS 定位及正常谱线。

1.5 统计学方法 采用SPSS 24.0 软件，采用Q-Q 图对计量资料进行正态性检验，符合正态分布的数据以表示，采用独立样本t检验；非正态分布的数据以M（Q1，Q3）表示，采用Mann-WhitneyU检验，以P<0.05 为差异有统计学意义。对两组受试者存在差异的结果右侧海马Cho 浓度、左侧NAA/Cr 值分别与化疗后病程进行相关性分析，分别绘制右侧海马Cho 浓度与化疗后病程及左侧NAA/Cr 值与化疗后病程的散点图，剔除离群值，进而分别进行双变量Pearson 相关分析。

2 结果

2.1 两组临床资料比较 两组受试者年龄及受教育年限差异均无统计学意义（均P>0.05，表1）。

表1 乳腺癌组与对照组临床资料比较（±s）

表1 乳腺癌组与对照组临床资料比较（±s）

分组 例数年龄（岁） 受教育年限（年） 化疗结束后病程（个月） 乳腺癌组 29 45.41±7.11 10.06±2.98 28.65±3.79 - t 值 1.44 -1.04 对照组 42 43.17±5.36 11.07±3.30 P 值 1.15 1.96

2.2 两组量表评分比较 两组受试者AVLT-H 及数字广度测试得分差异无统计学意义（均P>0.05，表2）。

2.3 两组海马波谱比较 两组间左侧海马NAA/Cr比值、右侧海马Cho 浓度差异有统计学意义（P均<0.05）；左侧海马NAA 浓度、Cr 浓度、Cho 浓度、Cho/Cr 值差异均无统计学意义（均P>0.05），右侧NAA 浓度、Cr 浓度、NAA/Cr 值、Cho/Cr 值差异亦无统计学意义（均P>0.05，表3）。

2.4 乳腺癌组波谱与病程的相关性 Pearson 相关分析显示，左侧海马NAA/Cr 值（r=-0.215，P=0.262）及右侧 Cho 浓度与化疗后病程亦无明显相关性（r=-0.044，P=0.829）。

表2 两组受试者记忆量表结果比较（±s）

表2 两组受试者记忆量表结果比较（±s）

注：*数据以M（Q1，Q3）表示；AVLT-H 为华山版听觉词语测试

分组 例数 AVLT-H 数字广度测试 词语学习 短延迟记忆 长延迟记忆 词语再认* 顺背 倒背 乳腺癌组 29 19.79±5.54 7.90±2.21 7.38±2.16 12（10，12） 7.03±1.66 4.52±1.12 4.59±1.57 t/Z 值 -1.56 -0.06 -0.23 -0.94 0.32 -0.20 对照组 42 21.88±4.92 7.93±2.21 7.51±2.48 12（11，12） 6.93±1.66 P 值 0.10 0.95 0.82 0.35 0.75 0.84

表3 两组受试者海马1H-MRS 结果比较（±s）

表3 两组受试者海马1H-MRS 结果比较（±s）

注：1H-MRS 为氢质子波谱分析

分组 例数 左侧 右侧 NAA Cr Cho NAA/Cr Cho/Cr NAA Cr Cho NAA/Cr Cho/Cr 乳腺癌组 29 10.89 ±2.58 8.93 ±2.48 12.04 ±3.45 1.23 ±0.18 1.35 ±0.16 14.00 ±3.68 10.42 ±2.80 14.39 ±3.27 1.35 ±0.15 1.35 ±0.13 对照组 42 11.71 8.56 11.19 1.35 1.32 13.75 9.53 12.38 1.41 1.32 ±0.13 t 值 -0.92 0.56 0.99 -2.15 0.60 0.25 1.40 2.46 -1.13 0.82 ±4.60 ±2.76 ±3.35 ±0.24 ±0.16 ±4.24 ±2.37 ±3.22 ±0.23 P 值 0.36 0.58 0.33 0.04 0.55 0.81 0.17 0.02 0.31 0.41

3 讨论

本研究利用1H-MRS分析双侧海马的代谢物特征发现，乳腺癌组左侧海马NAA/Cr 值低于正常组，右侧海马Cho 浓度高于对照组，且这种海马的代谢异常与化疗结束后病程无明显相关性。

海马与记忆功能密切相关[4]，以往研究发现海马神经前体细胞容易受化疗因素影响出现损伤，可引起海马依赖性学习记忆障碍[5]；有学者利用基于体素的形态学分析方法研究发现乳腺癌化疗后乳腺癌组海马体积比未化疗组减少[6]，提示化疗后海马结构会受到不同程度的影响。因此，本研究选择海马作为感兴 趣区进行MRS 分析。本研究发现，乳腺癌组双侧海马代谢均存在异常，这种现象可能是纳入人群左侧大脑为优势半球，从而导致双侧海马对化疗药物耐受不一致。左侧海马NAA/Cr 值减低提示左侧海马神经元结构或功能受损[7]；Cho 由乙酰胆碱、游离胆碱及磷脂酰胆碱等组成，其升高反映细胞增殖和炎症反应，右侧海马Cho 浓度升高，可能提示右侧海马灰质细胞炎症[8]。左侧海马NAA/Cr 及右侧海马Cho 浓度与化疗后病程无明显线性相关，表明海马的代谢异常可能在此期间内与时间无关，今后需要在大样本研究中进行验证。

既往研究发现，以单一蒽环类药物或蒽环类化疗药物为主治疗的患者，其海马区域会出现功能连接异常，这可能是蒽环类药物较其他化疗药物更大程度地引起线粒体功能障碍，从而导致脑组织代谢紊乱[9]。其他研究表明，细胞因子介导的神经炎症与接受含蒽环类药物治疗的乳腺癌幸存者的认知障碍和脑损伤有关[10-12]。本研究中，表柔比星作为蒽环类药物，在动物实验中已经证实会增加促炎症因子的释放，加速神经炎症的发生[13]，因此乳腺浸润性导管癌化疗后，双侧海马的波谱代谢异常可能与表柔比星的神经毒性有关。而本研究中的非蒽环类药物（环磷酰胺、紫杉醇）可以引起神经组织细胞损伤，增加神经炎症和诱导氧化应激，已得到证实[10,14]，但是对海马细胞有无损伤需要进一步研究。

AVLT-H 包括词语学习、短延迟记忆、长延迟记忆以及词语再认，数字广度测试包括词语顺背及词语倒背，这些项目评分在两组受试者中均无差异，提示经EC-T 方案治疗后的乳腺浸润性导管癌幸存者言语记忆障碍恢复正常，并且海马的这种代谢异常可能不会影响幸存者后期的记忆功能。

本研究为横断面研究，纳入样本量较少，并不能获得海马代谢在整个疾病过程中的动态数据，也不能了解记忆力的变化情况，今后需要大样本量研究验证结论。