孤独症谱系理论：孤独症儿童脑单光子发射型电子计算机断层显像的研究

来 源：论文

作 者：邓红珠邹小兵唐春程木华曾小璐邹园园

基金项目:广东省科技计划项目(2004B 33801005)

作者单位:510630广州,中山大学附属第三医院儿童发育行为中心(邓红珠、邹小兵、唐春、曾小璐、邹园园);中山大学附属第三医院核医学科(程木华)

通讯作者:邹小兵,Email:zouxb@ 163.net

【摘要】目的探讨孤独症儿童局部脑血流灌注的特点。方法对56例孤独症患儿进行脑([ 99m]Tc)-ECD单光子发射型电子计算机断层显像检测,测量并定性分析局部脑血流灌注的改变以及发生的部位。结果(1)42例孤独症患儿存在局部脑血流低灌注,发生率为75%,主要表现在双侧海马回、颞叶、额叶、岛叶、扣带回、枕叶等部位,其中发生在左侧大脑半球有15例(15/42),右侧大脑半球有11例(11/42),两者差异无显著性( 2= 0.891,P= 0.345)。(2)将孤独症患儿按年龄分组,< 3岁组和≥ 7岁组额叶低灌注发生率较3～ 5岁组(5/22)、5～ 7岁组(3/22)显著降低( 2= 7.793,P= 0.045),而总的脑血流低灌注发生率四个年龄组差异无显著性( 2= 3.772,P= 0.287)。结论孤独症患儿存在海马回、颞叶、额叶等多区域的脑血流低灌注,发生部位未有大脑半球侧化现象;提示孤独症的发生与上述部位的脑功能改变有关,且患儿3～ 7岁阶段可能存在暂时的大脑额叶功能不全。

【关键词】孤独症;儿童;单光子发射型电子计算机断层显像

A studyofbrainSPECT in 56childrenwithautism DENGHong-zhu,ZOU Xiao-bing,TANGChun,etal.TheThirdAffiliatedHospitalofSunYat-senUniversity,Guangzhou 510630,China

【Abstract】 Objective Toexplorethecharacteristicsofregionalcerebralbloodflow (rCBF)inautisticchildren.Methods A([ 99m]Tc)-ECD singlephotonemission computerizedtomography(SPECT)wasusedtoexaminethevariationsofrCBFin 56autisticchildren.Results (1)Therewerelowcerebral blood flow athipp-ocampalgyrum, temporallobe,frontallobeareasin 42childrenwith autistic. The incidencesofleftandrightcer-ebralhemispherewererespectively15/42and 11/42, but therewasnosignificantdifference( 2= 0. 891,P=0.345).(2)Theincidenceso flow cere bralbloodflowatfrontallobeareasof< 3and≥ 7yearsoldgroupswere

significantlylowerthanthoseof 3～ 7yearsoldgroups( 2= 7.793,P= 0.045).There was no significantdiffer-enceamongfourgroupsoftotalincidencesofrCBF( 2= 3.772,P= 0.287).Conclusion Thedevelopmentofautism related tothebrainfunctional change sinhippocampalgyrum,temporallobeandfrontallobe.Andthetem-porary malfunction of frontallobemightexistinautisticchildrenof 3～ 7yearsold.

【Keywords】 Autism; Child; Singlephotonemissioncomputerizedtomography (SPECT)

孤独症主要表现为社会交往障碍、非言语交流障碍、固执刻板行为,作为一种严重的发育障碍性疾病,目前病因未明,尽管许多学者在解剖学、神经生化学、神经病理生理学、神经影像学等领域对其进行广泛研究,但目前仍未在研究发现与临床特征之间就孤独症起源建立必然一致的联系。本研究拟通过脑单光子发射型电子计算机断层显像(SPECT)技术,探讨孤独症儿童局部脑血流的改变以及发生的部位。

对象与方法

一、研究对象

2000年11月至2004年9月在本院儿童发育行为中心就诊的孤独症患儿,均符合美国精神障碍诊断和统计手册(DSM-IV)儿童孤独症的诊断标准[1];排除合并代谢性疾病或染色体病;排除合并结节性硬化、多发性神经纤维瘤、明显的中枢神经系统损伤或癫痫等影响脑血流的疾病;头颅CT、MRI正常。共收集56例,男50例,女6例,男女比例为8.3:1。年龄1.8～ 13岁,平均(4.97± 2.86)岁。左利手11例,右利手45例。

二、研究方法

全部研究对象应用SPECT进行脑局部灌注断层显像。使用日本东芝公司GCA-7100A SPECT系统,探头配带低能通用型准直器。显像剂为99m Tc-ECD,用量740～ 1110MBq,检查前30min让受检者服过氯酸钾,静脉注射显像剂10～ 30min后显像。图像采集矩阵64× 64,放大倍数2.0,以step模式,每帧采集40s。显像数据进行重建断层处理,显示冠状面、失状面和横断面断层图像。图像的定性分析由两名核医学专业医师分别阅片,与正常图像比较,患者脑局部血流断层图像上两个连续层面见灶性放射性稀疏,并同时在其他断层切面见相应部位放射性稀疏灶,判断为该部位脑血流灌注减少[2]。 2名医师判断一致视为阳性结果。

三、统计学处理与分析

应用SPSS 10.0软件进行数据处理,统计学方法包括卡方检验、方差分析。结果

一、孤独症儿童局部脑血流灌注改变及发生部位的比较孤独症患儿显示局部脑血流灌注减少的有42例,发生率为75%,局部脑血流灌注正常的14例,占25%。患儿局部脑血流灌注减少主要表现在海马回,左、右侧颞叶,左、右侧额叶部位。见表1。

表1孤独症患儿局部脑血流灌注减少发生部位分布(例)

部位左侧右侧双侧

海马回10 9 4

颞叶10 5 6

额叶4 7 4

岛叶2 1 0

扣带回1 0 1

枕叶1 1 0

舌叶1 0 0

顶叶1 0 0

契叶0 0 1

合计30 23 16

42例孤独症患儿局部脑血流灌注减少发生在左侧大脑半球有15例,发生率为35.7%,右侧大脑半球有11例,发生率为26.2%,双侧大脑半球有16例。左、右两侧大脑半球发生率差异无显著性( 2 =

0.891,P= 0.345)。

二、男女孤独症患儿局部脑血流灌注改变的比较42例局部脑血流灌注减少的孤独症患儿中男38例,发生率76.0%(38/50),女4例,发生率66.7%(4/6),两者局部脑血流灌注减少发生率差异无显著性( 2= 0.493,P= 0.576)。其中女性孤独症患儿发生局部脑血流灌注减少的部位分别是双颞叶内侧回(2例次)、右侧海马回(1例次)、右侧额叶(2例次)、岛叶(1例次)和左侧扣带回(1例次)。

三、不同年龄段孤独症患儿局部脑血流灌注的改变将56例孤独症患儿按年龄分为< 3岁、3～ 5岁、5～ 7岁和≥ 7岁4组,其中< 3岁组患儿存在局部脑血流灌注减少的10例(10/15), 3～ 5岁组16例(16/22),5～ 7岁组13例(13/15),≥ 7岁组6例(6/6)。患儿局部脑血流灌注减少总发生率在四个年龄段无明显差别( 2= 3.772,P> 0.05),而< 3岁组和≥ 7岁组患儿额叶局部脑血流灌注减少发生率较3～ 5岁组、5～ 7岁组明显降低( 2= 7.793,P< 0.05)。见表2。

四、不同用手习惯孤独症患儿局部脑血流灌注的改变42例局部脑血流灌注减少的孤独症患儿中左利手9例,右利手33例,发生率分别为81.8%(9/11)和73.3%(33/45),两者间差异无显著性( 2= 0.339,P= 0.560)。不同利手孤独症患儿发生局部脑血流灌注减少的大脑半球分布见表3,左右侧大脑半球发生率亦差异无显著性( 2= 1.250,P= 0.535)。

表2不同年龄段孤独症患儿局部脑血流灌注减少的部位分布(例)

年龄海马回颞叶额叶岛叶扣带回枕叶舌叶顶叶契叶

< 3岁组8 7 1 0 0 0 0 1 0

3～ 5岁组6 5 8 1 0 2 0 0 1

5～ 7岁组4 6 6 2 2 0 0 0 0

≥ 7岁组5 3 1 0 0 0 1 0 0

表3左右利手孤独症患儿局部脑血流灌注改变部位的比较(例)

大脑半球左侧右侧双侧

左利手8 3 4

右利手23 19 12

讨论

本研究显示孤独症儿童海马回、左右侧颞叶、左右侧额叶等部位的局部脑血流灌注明显减少,这与Ga-luska、Boddaert、Ito等[3-5]研究结果基本一致。许多学者用心灵见解理论缺陷解释孤独症个体存在的言语和非言语交流、社交障碍、想象力缺陷等认知障碍,而心灵见解任务激活实验显示前额叶是理解别人心意的重要中枢组件[6]。另外孤独症儿童在许多执行功能实验如计划、冲动控制、工作记忆、行为的发动和监控等方面分值很低,而额叶损伤的患者也存在上述功能减低,且同时合并刻板、僵化行为[7]。本研究结果额叶局部脑血流灌注减少符合心灵理论缺陷的生物学基础,即提示孤独症儿童的根本缺陷社会交往障碍可能与其额叶功能异常相关。

本研究显示包括海马回、岛叶、扣带回、海马旁回等边缘系统有明显局部脑血流灌注减少,边缘系统与记忆功能、情绪反应密切相关,更为重要的是它也是构建边缘-皮层神经网络的重要组分,个体对外界新奇刺激的检测和应答正是通过这一网络完成[7]。有学者认为孤独症儿童的刻板行为并非持续动作,而是由于其向新奇信息转移的能力缺陷所致。因此本结果提示海马功能障碍可能与刻板行为有关。

语言障碍是孤独症的主要缺陷之一,因此有学者认为语言优势半球功能障碍是孤独症的可能病因。Chiron等发现孤独症患者左侧半球包括感觉运动皮层区和语言相关皮层区的脑血流灌注较右侧半球明显减少,提示孤独症患者可能存在异常的大脑半球特化所致左半球功能障碍[8],而本研究中其大脑半球脑血流灌注未见明显侧化现象,这可能与研究对象用手习惯比率的差异有关(Chiron研究左利手为8/18)。但本研究对不同利手孤独症患儿的比较发现左利手患者局部脑血流低灌注发生在左侧大脑半球的比率虽较右利手患者高,但差异无显著性,可能与样本量少有关,同时仍需进一步对左侧颞叶皮质、额叶Broca区等部位脑功能进行更深入研究。本研究显示男、女性孤独症患儿出现局部脑血流灌注改变的比率以及发生部位(包括脑半球侧化性方面)均未见明显差异,这提示尽管孤独症发病男、女性比例悬殊,但可能造成其临床表现的脑功能改变是相似的。不同年龄段孤独症患儿局部脑血流灌注改变的结果显示3～ 5岁组、5～ 7岁组患儿额叶局部脑血流灌注减少发生率较< 3岁组和≥ 7岁组明显增高,这表明孤独症患儿在3～ 7岁阶段存在大脑额叶功能不全,提示其脑发育过程中出现暂时的额叶发育延迟,这与Zilbovicius等[9]追踪观察5例学龄前孤独症儿童SPECT的结果基本一致。这一结果印证了孤独症属一种神经发育性疾病的概念,并且暂时的额叶功能不成熟可能与患儿的认知障碍有关。

参考文献

1陶国泰.儿童少年精神医学.南京:江苏科学技术出版社,1999.212-213.

2中华人民共和国卫生部医政司.核医学诊断与治疗规范.北京:科学出版社, 1997.95-107.

3 ItoH, MoriK, HashimotoT, etal. Findingsofbrain 99mTc-ECDSPECTinhigh-functioningautism-3-dimensionalstereotacticROItem-plateanalysisofbrainSPECT.JMedInvest, 2005,52:49-56.

4 BoddaertN,ChabaneN,BarthelemyC,etal.Bitemporallobedysfunc-tionininfantileautism:positronemissiontomographystudy.JRadiol,2002, 83:1829-1833.

5 MachadoMG,OliveiraHA,CipolottiR,etal.Anatomicalandfunc-tionalabnormalitiesofcentralnervoussystem inautisticdisorder:aMRIandSPECTstudy.ArqNeuropsiquiatr, 2003, 61:957-961.

6金宇,静进,邹小兵,等. 3～ 7岁孤独症儿童心理推测能力的实验研究.中国行为医学科学, 2003,12:268-270.

7 OhnishiT,MatsudaH,HashimotoT,etal.Abnormalregionalcerebralbloodflowinchildhoodautism.Brain,2000, 123:1838-1844.

8 ChironC,LeboyerM.SPECT ofthebraininchildhoodautism:evi-denceforalackofnormalhemisphericasymmetry.DevMedChildNeu-rol, 1995, 37:849-860.

9 ZilboviciusM,GarreauB.Delayedmaturationofthefrontalcortexinchildhoodautism.Am JPsychiatry, 1995, 152:248-252.