分裂ADC征:揭秘脑炎诊断的新型影像生物标志物


当一位疑似脑炎患者的脑脊液抗体检测阴性时,临床该如何避免漏诊?



近年来随着抗体检测技术的革新与实验室诊断能力的提升,发病率已与感染性脑炎不相上下。然而,该疾病的诊断依旧困难重重。一方面,部分医务人员对其认知不足;另一方面,临床症状极易与精神疾病混淆,造成误诊。值得注意的是,脑脊液或血清检测阴性并不能完全排除自身免疫性脑炎,往往需要重复检测,这不仅拉长了诊断周期,还可能延误患者的最佳治疗时机。

基于上述现状,一种全新的可视化生物标志物 ——“分裂 ADC 征”被应用于自免脑的诊断中。该征象具体表现为:大脑皮层呈现弥散受限(DWI 高信号、ADC 低信号),而其下方白质则表现为弥散增强(DWI 高信号或低信号、ADC 高信号)。根据相关文献,这一征象可作为脑炎诊断的重要依据,尤其在结合病变部位特征时,或能有效提示疾病的急性发作,辅助判断自身免疫性脑炎的患病可能。

“分裂 ADC 征”,在患者首次就诊的 MRI 检查中即可显现,因此可在急性期辅助指导临床及实验室检查方向。分裂 ADC 征可见于五种导致临床脑病的疾病,涵盖感染性、代谢性、兴奋性毒性及炎症性病因。当该征象呈多脑叶散在或多灶性分布,以扣带回前部受累为主,且不伴孤立颞岛叶(单纯疱疹性脑炎)或顶枕叶受累(PRES)时,更提示自身免疫性脑炎可能。此外,丘脑枕与海马同时受累时,更倾向于孤立性发作期病因。

感染性脑炎的机制分析


分裂 ADC 征阳性的感染性脑炎均为单纯疱疹病毒所致,急性期早期可见的充血、血管周围套袖及血栓形成逐渐减轻,继而出现灌注增加及血管源性水肿,该水肿与 ADC 升高相关且主要累及白质。感染晚期(亚急性晚期及慢性期),皮层细胞毒性水肿逐渐转变为血管源性水肿,导致 ADC升高及分裂 ADC 征消失。这提示单纯疱疹性脑炎患者出现该征象的时间窗由疾病发作至 MRI 检查的间隔决定,而病毒载量、炎症反应、全身状况及年龄等因素均可能影响疾病表型是否表现为分裂 ADC 征阳性。

围发作期 MRI 改变的机制探讨


围发作期患者的分裂 ADC 征阳性机制与单纯疱疹性脑炎类似,但脑部弥散改变的病理机制仍存争议。皮层因能量需求高于深层白质而优先受累,白质则出现血管源性水肿,形成分裂 ADC 征。与病毒性脑炎相似,发作期分裂 ADC 征的阳性表现也存在时间窗:DWI 受限通常在 14 天或更晚逐渐缓解,而 T2W/FLAIR 高信号持续存在。相较于血管闭塞性缺血,发作期弥散受限程度较轻、发生率较低且具有可逆性。此外,发作即刻皮层下区域因氧提取增加及顺磁性信号主导,T2W/FLAIR 可呈低信号。由于 ADC 变化与能量供需、发作严重程度及持续时间的复杂关联,目前尚无法预测哪些患者会出现分裂 ADC 征。

可逆性后部脑病综合征的独特机制


可逆性后部脑病综合征(PRES)的皮层弥散受限机制与病毒性脑炎及发作期改变不同。该病以视觉障碍、头痛、呕吐及癫痫发作为特征,典型表现为血管源性水肿,优先累及顶枕叶,但也可波及额叶。PRES 的皮层弥散受限源于血管源性水肿压迫微循环引发的细胞毒性。尽管急性期存在细胞毒性水肿,但 PRES极少进展为脑梗死,与其可逆性特征一致。值得注意的是,PRES 中分裂 ADC 征可能因 ADC假正常化而被低估 —— 细胞毒性水肿与血管源性水肿在体素内平均后导致 ADC 信号相互抵消,而 ADC假正常化与 PRES 不良预后相关。此外,皮层下白质因强烈的“T2 穿透效应”,DWI 可呈低信号。

线粒体脑肌病的病理特征


线粒体脑肌病(MELAS)的皮层弥散受限在病理机制上区别于病毒性脑炎、发作期改变及PRES。作为遗传性线粒体疾病,其卒中样发作不伴血管血栓闭塞,急性期皮层弥散受限不遵循血管分布区,可能源于线粒体能量持续衰竭导致的 Na+/K+-ATP 酶泵功能障碍及细胞毒性水肿。由于灰质能量需求更高,病灶主要累及灰质且通常不延伸至深层白质。随着高灌注及伴随的血管源性水肿进展,皮层条带区低 ADC 值逐渐升高,导致 ADC假正常化,早期 ADC 相对升高可用于鉴别 MELAS 病灶与真性缺血性病灶。

自身免疫性脑炎的多机制参与


自身免疫性脑炎作为分裂 ADC 征的另一独特病因,可能综合了感染性、代谢性及血流动力学因素。传统观点认为自身免疫性脑炎不伴皮层弥散受限,尤其当颞叶受累时,弥散受限更支持单纯疱疹性脑炎或发作期改变。但越来越多病例报告显示,抗 NMDA 受体脑炎、抗 VGCC 脑炎、抗 LGI1 脑炎等自身免疫性疾病均可出现皮层弥散受限。尽管有研究描述受累区域存在高灌注,但并非所有类型的自身免疫性脑炎均表现为分裂 ADC 征。

从细胞层面看,自身免疫性脑炎中抗体的多样性导致其对靶抗原的作用各异:抗 VGKC 抗体结合钾通道并激活补体,引发神经元破坏;抗NMDAR 抗体则减少突触表面 NMDAR 数量,导致神经元功能异常而不伴补体激活或神经元退变。此外,不同抗体亚型突破血脑屏障(BBB)的机制差异进一步加剧了自身免疫性脑炎的表型异质性 ——VGKC 与NMDAR 抗体直接渗透 BBB,而 GAD 抗体则通过刺激细胞毒性 T 细胞浸润 BBB。


综上,分裂 ADC 征作为一种潜在的脑病影像生物标志物,其结合病变部位特征时可提示急性脑炎起病或自身免疫性病因。分裂 ADC 征可见于感染性、代谢性、兴奋性毒性及炎症性等五类脑病,当表现为多脑叶散在 / 多灶性分布、扣带回前部优先受累且不伴孤立颞岛叶或顶枕叶受累时,更提示自身免疫性脑炎可能。


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▲自身免疫性脑炎中的 ADC 值分离征象

(a)FLAIR 序列显示左侧后扣带回皮质及皮质下白质信号改变(圆圈所示);

(b)DWI 序列显示皮质区出现异常信号(箭头所示);

(c)ADC 图可见皮质区 ADC 值降低(虚线箭头),而皮质下白质区 ADC 值升高(点状箭头)。

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其他可呈现 ADC 值分离征象的脑炎病因

单纯疱疹病毒性脑炎:(a)FLAIR 序列显示双侧颞叶信号改变;(b)DWI 示皮质区弥散受限(箭头);(c)ADC 值分离征象表现为皮质区 ADC 值降低(实线箭头)、皮质下白质 ADC 值升高(点状箭头)。

线粒体脑肌病伴乳酸酸中毒及卒中样发作(MELAS):(d)FLAIR 序列显示左侧额叶皮质及皮质下白质信号改变(圆圈);(e)DWI 示皮质区弥散受限(箭头);(f)ADC 值分离征象表现为皮质区 ADC 值降低(实线箭头)、皮质下白质 ADC 值升高(点状箭头)。

可逆性后部脑病综合征(PRES):(g)FLAIR 序列显示双侧顶叶信号改变;(h)DWI 示皮质区弥散受限(箭头);(i)ADC 值分离征象表现为皮质区 ADC 值降低(实线箭头)、皮质下白质 ADC 值升高(点状箭头)。

发作间期:ADC 值分离征象阳性,同时存在近期癫痫发作证据,包括(j)FLAIR 序列显示左侧丘脑枕及海马信号改变;(k)DWI 示丘脑枕(实线箭头)及海马(虚线箭头)弥散受限,对应(i)中 ADC 值降低。

作|者|介|绍
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梁新明
  • 南阳市中心医院神经内科病区副主任,副主任医师

  • 擅长脑血管病、神经感染与免疫疾病的诊疗、神经影像、分析与治疗

  • 参与编写《神经影像学》等著作5本,发表论文10余篇,SCI 4篇

  • 中国研究型医院学会神经科学专业委员会委员

  • 河南省医学会免疫学组委员

  • 南阳市高血压分会副主任委员


作|者|介|绍
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龚宇田
  • 首都医科大学附属北京天坛医院2023级神经病学研究生,师从王伊龙教授,研究方向为脑血管病


参考文献:

[1]Flanagan EP, Geschwind MD, Lopez-Chiriboga AS, et al. Autoimmune encephalitis misdiagnosis in adults. JAMA Neurol 2023; 80: 30–39.

[2]Yonemura K, Hasegawa Y, Kimura K, et al. Diffusionweighted MR imaging in a case of mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes.

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