江濤 主任醫師  教授
    出診醫院: 北京天壇醫院 神經外科
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如何認識放射性腦損傷?

    發布時間:2010-12-09    編輯:江濤
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  放射性腦損傷是顱內腫瘤、腦血管畸形、頭頸部惡性腫瘤治療后產生的一種常見的并發癥。隨著直線加速器、X刀、γ刀、光子刀、組織間近距離放療等放射技術在臨床工作中的廣泛應用,放射性腦損傷的發病率也逐漸提高。隨著磁共振波譜(MRS),單光子發射計算機體層掃描(SPECT)及正電子發射體層攝影(PET)等技術的發展,放射性腦損傷的診治有了較大的飛躍,放射治療強度的調整亦被放射治療專家所重視,從而增強了對放射性腦損傷的認識?,F僅對其發生機制、影像學改變及治療方面的進展綜述如下。
  1、 發生機制
  放射性腦損傷的發生機制尚不很清楚,可能與下列因素有關。
 ?。?)放射線直接損傷腦組織 快速分裂細胞對放射線尤為敏感。Kurita等發現成年大鼠腦部放射后8h白質細胞凋亡即達高峰,以少突膠質細胞的凋亡為主,致使少突膠質細胞的更新和替代障礙,從而引起脫髓鞘。
 ?。?)血管損傷引起繼發性腦組織缺血、壞死 放射性腦損傷的病理包括血管內膜反應性增生、增厚,管壁變厚、管腔狹窄,多累及中小動脈,也可累及頸內動脈等大血管。Kamiryo等用辣根過氧化物酶作為示蹤劑,電鏡掃描腦部經γ射線照射的大鼠,發現照射區毛細血管網增粗,基膜空泡形成,毛細血管密度低于未照射區且平均管徑增大。認為血管改變是放射性損傷的基礎。用血管漸進性病變可以解釋放射性腦損傷潛伏期長以及照射區以外腦組織繼發性損害的特點。
 ?。?) 自身免疫反應 在某些情況下神經組織對放射線有較高的敏感性,可出現自身免疫反應,最終導致脫髓鞘。
 ?。?) 自由基損傷 放射線使組織內部分酶活性發生改變,使其處于功能不全狀態。自由基損傷和免疫反應的參與,引起緩慢、持久、進行性的病理變化,這也可以解釋放射性腦損傷潛伏期長的特點。多數學者認為以上幾種機制并非相互獨立,而是多因素共同作用。
  2 、病理組織學基礎與臨床
  根據放療反應出現的時間將放射性腦損傷分為急性期、早期遲發性反應和晚期遲發性反應。急性期(數小時-3周)臨床上少見,主要由于血腦屏障受損,通透性增加而導致腦水腫、顱內壓增高和一過性神經功能障礙等,一般可自愈。該期組織學改變主要為血管內皮的損傷,這是因為血管內皮細胞對放射線較敏感,最易被損傷。此外,急性放射性腦損傷與單次劑量關系密切,單次劑量>3Gy及照射體積過大均可明顯提高急性放射性腦損傷的發生率。早期遲發性反應(3周-3個月),主要是少突膠質細胞的脫髓鞘病變伴軸索水腫。臨床多表現為嗜睡及精神障礙,一般經治療可恢復。晚期遲發性反應(3個月-數年),分局限性放射性腦壞死和彌漫性放射性腦壞死兩類,主要為小血管的玻璃樣變和纖維素性壞死,同時伴管腔狹窄、內膜增生、血管周圍水腫,血栓形成和點片狀出血,白質內伴有不同程度的鈣化。晚期放射性壞死最具特征性的組織學改變是嗜酸性細胞和纖維素滲出,并沿灰白質交界處蔓延。臨床表現為局限性神經功能障礙且呈進行性加重,可出現一側肢體運動、感覺障礙,失語,癲癇,智力減退和精神異常。
  3、 影像學診斷
 ?。?)MRI和CT 射性腦損傷在普通MRI和CT上的表現多無特異性。CT平掃示病灶呈低密度,病灶周邊水腫明顯。MRI平掃T1WI上多數呈低信號,在T2WI上實質部分有低信號區,而中央壞死區表現為高信號。由于血腦屏障的異常通透性,放射性壞死區在CT和MRI上也可增強,因而與腫瘤復發難以鑒別。
 ?。?) MRS  MRS檢查作為一種檢測人體內化合物含量的無創性技術與MR傳統成像技術有較大區別,它以化合物或單質的化學位移頻率分布曲線來表示檢查結果,而不是以圖像灰度對比顯示病變。MRS提供的信息早于MRI,因為生化指標和代謝信息的改變早于疾病的形態學改變,對鑒別放射性腦損傷與腫瘤復發有一定的價值。
  目前臨床及科研常用于腦檢測的是質子磁共振波譜(1HMRS)。其測定的代謝產物有天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、磷酸肌酸(PCr)、膽堿(Cho)、肌醇(MI)、乳酸(Lac)、脂類(Lip)等。在放射性壞死中NAA/Cr和NAA/Cho均降低,而Cho/Cr明顯提高,如NAA進行性下降則往往提示腦損傷的程度愈加嚴重。原位腫瘤復發則主要是Cho增加,而壞死組織中膽堿和乳酸鹽的高峰是不存在的。由此可見,膽堿是鑒別腫瘤復發和放射性損傷最主要的代謝物,特別是對放療前后膽堿值的測定具有更重要的意義。但對膠質瘤放療后的患者,僅用1HMRS去評價腦損傷和腫瘤復發則要慎重,特別是評價惡性度高的膠質瘤1HMRS有時會得出與上述結論相矛盾的結論。
 ?。?)磁共振灌注成像(MRP) 磁共振灌注成像是靜脈注射高濃度的Gd-DTPA后進行的MR動態成像,借以評價毛細血管床的狀態和功能。臨床上主要用于腫瘤惡性度的評價,以及鑒別放療后的MRI所見是放療反應、瘢痕抑制或腫瘤復發。測量局部腦血流量圖(rCBV)可提供病理血管信息,以精確地鑒別腫瘤復發和放射性壞死,缺乏新生血管的rCBV信息往往與放射性壞死的關系更密切,反之則提示腫瘤復發。Sugahara等應用MRP測量腦腫瘤放療后腦增強區域標化的相對血流容積比,發現包括放射性腦損傷非腫瘤強化灶的rCBV比低于0.6,而腫瘤復發的強化病灶rCBV比高于2.6,當rCBV比在0.6~2.6之間時,MRP無法鑒別,必須進一步行201 T-SPECT檢查。
 ?。?)SPECT  SPECT和PET是利用放射性藥物試劑行腦顯像技術,試劑按血腦屏障改變滲透劑、大腦正常細胞彌散劑、代謝受體結合劑及抗原抗體結合劑進行分類。SPECT一般采用的同位素標記物為99m锝-甲氧基異丁基異腈(99mTc-MIBI)及201鉈(201TI)。放射性壞死一般無同位素濃集,LPN值(LesionPNormal)<2.5,在腫瘤區通常有同位素濃集,LPN>2.5其機制尚不清楚。Lamy-Lhullier等采用99mTc為示蹤劑檢測22例患者,以鑒別放射性壞死或腫瘤復發并與隨后的活檢或臨床隨訪結果進行對比,發現檢測腫瘤復發的靈敏度為73%,特異度為85%,陽性預測值為91%,陰性預測值為60%,認為陽性結果基本可確定腫瘤復發,但陰性結果鑒別意義不大。
 ?。?) PET  PET可以了解血腦屏障是否完整和腦循環灌注情況及氧、葡萄糖、氨基酸等的代謝情況。臨床上常應用18F-氟脫氧葡萄糖(18F-FDG)反映細胞的糖酵解速率,應用蛋氨酸MET等測定氨基酸代謝情況,放射性壞死代謝率低于正常腦組織,通常FDG或MET攝取減少,而腫瘤區攝取明顯增加。Chao等采用18F-FDG研究47例接受立體定向放射治療后的腫瘤患者,對于所有腫瘤,18F-FDG的靈敏度為75%,特異度為81%,對于腦轉移瘤靈敏度為65%,特異度為80%。18F-FDG結合MR共同評價的靈敏度為86%,特異度為80%。研究認為,18F-FDG結合MRI可有效鑒別壞死及復發性腦轉移瘤。
  放射性腦損傷的影像學診斷以CT和MRI作為常規檢查方法,但MRI對病變的顯示,特別是水腫范圍的觀測較CT敏感,當出現放射性腦損傷的影像學改變時,首選MRI檢查。MRP能評價放射性腦損傷引起的毛細血管水平的組織灌注改變。MRS能提供放射性腦損傷生物化學方面的代謝信息。MRP和MRS對檢測放射性腦損傷的急性期及早遲發期的改變具有診斷意義。SPECT和PET能在代謝活性水平上成像,對晚遲發期放射性腦損傷及腫瘤復發具有鑒別診斷價值。
  4、 治 療
 ?。?) 藥物 最初的治療以皮質醇為主,其機制為抗炎、消水腫、減少細胞因子釋放、抑制免疫反應。其有助于穩定毛細血管的完整性,但不能阻止放射性腦損傷的臨床進程。在早期以腦水腫為主要表現時,激素治療是有效的,通常療程長,多超過3個月,故增加了一些并發癥的風險,如感染、近端肌無力、骨質疏松等。Kondziolka等研究了21-氨基酸類固醇U-74389G對放射性腦損傷的作用,發現高劑量(15mg/kg)U-4389G具有保護作用,并且在100Gy劑量組中保護作用最為明顯。
  還有研究報道用神經節苷酯(GM1)治療放射性腦損傷的患者收到了較好的效果。GM1是一種細胞膜脂質穩定劑,可有效阻斷放療后電離輻射的直接損傷及繼發的自由基損傷,促進神經修復,從而改善臨床癥狀。GM1對放射性腦損傷的治療作用可能是通過激活細胞膜Na+-K+-ATP酶活性,減少膜內K+外流和Ca2+內流,防止膜脂質水解,阻斷自由基的細胞膜脂質過氧化-自由基循環等幾個途徑實現的。
 ?。?)高壓氧 高壓氧可提高組織氧分壓,刺激內皮生長因子生成,激活細胞及血管修復機制。Feldmeier等分析74例有關高壓氧治療放射性腦損傷的報道,其中67例報道有治療或預防效果,未使用高壓氧的病例常需外科治療。因而認為,高壓氧可作為放射性腦損傷的常規治療,并與藥物治療同時進行。
 ?。?) 手術 放射性腦壞死患者如果出現進行性神經功能障礙,顱內壓增高,長期依賴激素治療,影像學提示廣泛性腦水腫和占位效應,可行手術治療,切除壞死組織。當腫瘤復發與放射性腦壞死難以鑒別,而病灶占位效應又較明顯時,也應積極手術切除病灶。

    擅長:顱底及腦干腫瘤的診斷及治療
    擅長:腦膜瘤,膠質瘤,顱咽管瘤,垂體瘤,腦血管病等神經外科疾病。
    擅長:膠質瘤,腦膜瘤,垂體瘤,顱咽管瘤,惡性淋巴瘤和側腦室、三腦室、松果體區(三腦室后部)腫瘤手術治療。
    擅長:以垂體瘤、聽神經瘤及其它后顱窩腫瘤治療為特色
    擅長:  顱內腫瘤(膠質瘤、腦膜瘤 、垂體腺瘤、顱咽管瘤)、顱腦損傷 、顱骨修補,腦血管?。X出血 、顱內動脈瘤、腦血管畸形 ) 、腦積水 、功能神經外科(癲癇 、面肌痙攣、三叉神經痛) 、 嵴髓嵴柱疾患(椎管內外腫瘤、顱底凹陷、嵴髓空洞癥)、 小兒神外疾患(腦嵴髓腫瘤,小兒腦積水、皮毛竇) 。
    擅長:腦膠質瘤、腦膜瘤、腦轉移瘤和淋巴瘤等神經系統腫瘤的顯微外科手術切除、立體定向活檢、腦功能的保護、個體化放療和化療方案的制定。
    擅長:脊髓腫瘤,顱頸畸形,脊髓空洞,椎間盤突出等脊柱疾病的診斷和治療
    擅長:1.內鏡經鼻微創切除垂體瘤、脊索瘤等鞍區病變。 2.微創手術切除腦膜瘤、聽神經瘤、膠質瘤、神經鞘瘤、顱咽管瘤、神經纖維瘤。 3.微創治療各種疑難腦脊液鼻漏、腦脊液耳漏。 4.微創切除顱底腫瘤、顱眶腫瘤。 5.顱底及顱腔內外溝通性腫瘤的顯微外科手術治療。 6.其它神外疾病以及神經外科和耳鼻咽喉科交界疾病。 7.1型、2型神經纖維瘤病的綜合治療。
    擅長:腦血管疾病
    擅長:顱腦腫瘤的微創外科治療:各種部位腦膜瘤包括大腦鐮、矢狀竇、天幕、鞍區、蝶骨嵴、橋小腦角,巖斜區顱底腦膜瘤和腦室內腦膜瘤、垂體腺瘤經鼻蝶手術、腦膠質瘤綜合治療、三叉神經和聽神經鞘瘤和各種復雜顱底腫瘤等,尤其是腦深部和功能區腫瘤的微創外科治療。近年來利用先進的神經外科術中成像技術(術中超聲和神經導航等)精準定位和引導手術,獲得良好效果。多模態神經導航平臺包括功能磁共振(fMRI)結合DTI成像和電生理監測等多種技術手段應用于功能區腫瘤外科;影像融合神經導航技術應用于經蝶竇微創外科切除垂體腺瘤等,最大限度的切除腫瘤和最大限度的保留患者的神經功能并以最小的創傷,以專業的技術水平和愛傷愛患理念造福于患者和社會。
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