正常老年人及老年前期海馬、內(nèi)嗅區(qū)MRI與組織學(xué)的研究

1、    正常老年人及老年前期海馬、 內(nèi)嗅區(qū)MRI與組織學(xué)的研究        【摘要】目的研究正常老化過(guò)程對(duì)人腦海馬、內(nèi)嗅區(qū)形態(tài)與組織學(xué)影響，為檢測(cè)疾病狀態(tài)下海馬、內(nèi)嗅區(qū)的改變提供參考依據(jù)。方法應(yīng)用MRI與組織學(xué)測(cè)量相對(duì)照的實(shí)驗(yàn)方法， MRI測(cè)量20例無(wú)明顯神經(jīng)系統(tǒng)疾病的人腦，在通過(guò)幾個(gè)特定冠狀層面上（前聯(lián)合、乳頭體及外側(cè)膝狀體），測(cè)量海馬、內(nèi)嗅區(qū)皮層厚度及面積；組織學(xué)方面應(yīng)用像分析儀進(jìn)行神經(jīng)元計(jì)數(shù)。結(jié)果在以上幾個(gè)層面上，海馬、內(nèi)嗅區(qū)皮層厚度、面積以及相對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元

2、數(shù)量不隨年齡增長(zhǎng)而減?。粦?yīng)用相關(guān)分析統(tǒng)計(jì)法結(jié)果表明MRI與組織學(xué)面積測(cè)量之間有明顯相關(guān)性。結(jié)論正常老化過(guò)程中，不出現(xiàn)海馬、內(nèi)嗅區(qū)相應(yīng)層面上的萎縮及神經(jīng)元丟失；應(yīng)用MRI對(duì)某些疾病的早期診斷可以提供重要的參考依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】衰老神經(jīng)元磁共振成像海馬 Comparative study of MRI and histology on hippocampus and entorhinal cortex in normal elderly and pre-elderly peopleFENG Jingyang, XU Qingzhong, LU Dehong, et al. Department of

3、 Pathology, Xuanwu Hospital, Capital Universistity of Medical Science,Beijing 100053【Abstract】ObjectiveTo study the effect of normal aging on human hippocampus and entorhinal cortex with the comparative method of MRI and histology. MethodsMRI-based area measurements through several special coronal l

4、evels(anterior commisure, mamillary body and lateral genicular nucleus)of the hippocampus and entorhinal cortex were measured; the using imaging analyzer, we counted neuronal density of the hippocampus and entorhinal cortex on the same coronal levels. ResultsThe MRI-based area measurements indicated

5、 that in normal aging, there was no significant age-related atrophy in the hippocampus and entorhinal cortex. The result showed that the neuronal density kept constant during normal aging; while the MRI-based area measurements correlated with those after preparation. ConclusionIn the hippocampus and

6、 entorhinal cortex, there was without no the decrease of the volumes or the loss of the neurons on special levels during normal aging.It was considered that the MRI-based area measurements of the hippocampus and entorhinal cortex might be of value for early diagnosis of some degenerative diseases of

7、 the CNS.【Key words】AgingNeuronsMagnetic resonance imagingHippocampus 傳統(tǒng)病理學(xué)認(rèn)為，隨著年齡的增長(zhǎng)，人腦將出現(xiàn)腦重量減輕、體積萎縮、神經(jīng)元缺失。近年來(lái)，一些作者對(duì)以上某些觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。目前關(guān)于此方面的觀點(diǎn)還很不一致。本文應(yīng)用MRI與組織學(xué)測(cè)量相對(duì)照的實(shí)驗(yàn)方法，選擇在某些老年人變性疾病中易受損的海馬、內(nèi)嗅區(qū)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，來(lái)探討正常老化對(duì)海馬、內(nèi)嗅區(qū)形態(tài)與組織學(xué)的影響。對(duì)象和方法一、對(duì)象此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所用標(biāo)本均為大于40歲、非中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病致死的人腦,共20例，平均年齡（62.7±13.5）歲；男性12例，女性8例。死亡

8、原因有外傷、心肌梗死等。由首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院病理科與公安部刑偵所法醫(yī)中心協(xié)助提供的尸檢人腦標(biāo)本，死亡時(shí)間在1996年12月至1998年2月間。其生前無(wú)癡呆及其他明顯的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病史,所有標(biāo)本切片經(jīng)Bodian染色，計(jì)數(shù)其神經(jīng)原纖維纏結(jié)及老年斑數(shù)均少于Alzhzeimer病(AD)病理診斷標(biāo)準(zhǔn)的低限值。所有腦標(biāo)本均在死后248小時(shí)內(nèi)取出，經(jīng)10.9福爾馬林液固定16個(gè)月待用。并將20例腦標(biāo)本按年齡分為兩組：老年前期組10例，年齡4059歲,平均年齡（51.1±5.9）歲；老年組10例，年齡6087歲,平均年齡（74.3±6.9）歲。二、方法1.MRI測(cè)量：將固定好的人腦

9、首先進(jìn)行MRI檢查。采用SE序列，重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間：2 000/20毫秒，2次平均，取5 mm層厚，無(wú)間隔。Fov 200 mm×200 mm, 矩陣192×256。以額枕葉最低點(diǎn)連線為基準(zhǔn)，在垂直于此線的三個(gè)特定冠狀層面（乳頭體、前聯(lián)合、外側(cè)膝狀體平面，13），測(cè)量?jī)?nèi)嗅皮質(zhì)區(qū)的皮層厚度、面積及海馬與顳葉面積比值。1通過(guò)前聯(lián)合平面MRI像，患者52歲，顯示內(nèi)嗅區(qū)在顳葉腹內(nèi)側(cè)杏仁核的內(nèi)下方。上端以半月溝為界，向外下至側(cè)副裂結(jié)束。為半月溝，?為側(cè)副裂2通過(guò)乳頭體平面MRI像，患者59歲，顯示內(nèi)嗅區(qū)上方以海馬裂為界，向外下至側(cè)副裂結(jié)束。為海馬裂，?為側(cè)副裂3通過(guò)外側(cè)膝狀體平面M

10、RI像，患者52歲，顯示海馬面積測(cè)量。外上襯覆側(cè)腦室壁，包括海馬CA1-4四個(gè)分區(qū)。在海馬裂下方CA1區(qū)向內(nèi)下呈楔形移行為下托，在進(jìn)行海馬面積測(cè)量時(shí)以此楔形區(qū)域作為海馬與下托分界2.組織處理：在與MRI測(cè)量相同的斷面上切腦(46)，取5 mm厚海馬及內(nèi)嗅區(qū)組織塊，進(jìn)行脫水、透明、浸蠟處理，然后行石蠟包埋。連續(xù)切片取10 m厚，每間隔10張取一張。每一層面的連續(xù)切片均分別行HE、Bodian及尼氏體染色（焦油固紫染色）。4通過(guò)前聯(lián)合平面腦片像，患者74歲5通過(guò)乳頭體平面腦片像，患者52歲6通過(guò)外側(cè)膝狀體平面腦片像，患者78歲3.像分析：應(yīng)用MPIAS-500多媒體彩色病理文分析系統(tǒng)測(cè)量切片海馬、

11、內(nèi)嗅皮質(zhì)區(qū)面積，并在中倍鏡視野下（×20）應(yīng)用像分析儀測(cè)量海馬各分區(qū)及內(nèi)嗅區(qū)神經(jīng)元密度。具體測(cè)量方法：在通過(guò)前聯(lián)合、乳頭體的冠狀平面的切片上，在內(nèi)嗅區(qū)的中間部位，首先垂直于該處軟腦膜，以像分析儀顯示屏為單位面積，計(jì)數(shù)神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。此屏幕計(jì)數(shù)結(jié)束后，繼續(xù)垂直軟腦膜移動(dòng)至與第一屏毗鄰的屏幕，繼續(xù)計(jì)數(shù)。這樣連續(xù)移動(dòng)屏幕，直至到達(dá)灰白質(zhì)交界處。在通過(guò)外側(cè)膝狀體的平面上，按照Lorente de No 1934年提出的海馬分區(qū)方法，將海馬分為CA4、CA3、CA2及CA1四個(gè)亞區(qū)，分別計(jì)數(shù)不同亞區(qū)的神經(jīng)元數(shù)及膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。應(yīng)用SE166鏡頭置換顯微鏡，連接于像分析儀，可用來(lái)測(cè)量切片面積

12、值。在通過(guò)前聯(lián)合及乳頭體的平面上測(cè)量?jī)?nèi)嗅區(qū)的面積值，在通過(guò)外側(cè)膝狀體的層面上測(cè)量海馬及顳葉的面積。所測(cè)得的面積值分別乘以相對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元密度值，從而得出特定斷面的切片中神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞總數(shù)。4.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：將測(cè)量結(jié)果按年齡不同分為兩組（6087歲為老年組，4059歲為老年前期組）。用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行兩組均數(shù)t檢驗(yàn)。比較兩組在三個(gè)特定冠狀平面上海馬、內(nèi)嗅區(qū)面積、皮層厚度、神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。并對(duì)MRI及像分析儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果1.MRI顯示，在通過(guò)前聯(lián)合、乳頭體的冠狀平面上，兩組內(nèi)嗅皮質(zhì)厚度及面積值無(wú)顯著性差異，見表1。表1MRI通過(guò)前聯(lián)合和乳頭體平面測(cè)量?jī)山M內(nèi)嗅區(qū)皮層厚度及面積檢查

13、平面及組別例數(shù)皮層厚度（cm）面積（cm2）左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)前聯(lián)合平面老年組100.29±0.080.29±0.070.59±0.180.64±0.14老年前期組100.34±0.080.32±0.070.64±0.180.69±0.15乳頭體平面老年組100.25±0.040.26±0.060.43±0.120.42±0.04老年前期組100.29±0.050.30±0.060.48±0.160.47±0.08注：兩組同側(cè)測(cè)得的內(nèi)嗅區(qū)

14、皮層厚度和面積均以老年前期組大于老年組，可能由于例數(shù)太少，經(jīng)t檢驗(yàn)差異均未達(dá)顯著界值（P均>0.05）2.MRI顯示在通過(guò)外側(cè)膝狀體平面上，海馬的面積及其與顳葉面積比值不隨年齡的增長(zhǎng)而減少，見表2。表2MRI通過(guò)外側(cè)膝狀體平面海馬面積及海馬/顳葉面積組別例數(shù)海馬面積(cm2)海馬與顳葉面積比值左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)老年組100.50±0.080.51±0.110.04±0.010.04±0.01老年前期組100.63±0.160.71±0.250.04±0.010.04±0.02注：兩組t檢驗(yàn)，P>0.05

15、3. 應(yīng)用像分析儀測(cè)量結(jié)果表明，在通過(guò)前聯(lián)合及乳頭體的平面上，內(nèi)嗅區(qū)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞密度不隨年齡增長(zhǎng)而減少，見表3。表3像分析儀測(cè)量通過(guò)前聯(lián)合和乳頭體平面兩組內(nèi)嗅區(qū)單位面積細(xì)胞數(shù)檢查平面及組別例數(shù)神經(jīng)元數(shù)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)前聯(lián)合平面老年組106.78 ±2.815.02±0.7029.32±5.4329.49±5.62老年前期組98.08±2.715.46±1.1127.99±5.0229.14±4.62乳頭體平面老年組107.30±1.934.53±1.0332.99±4.7

16、433.91±6.18老年前期組96.89±2.374.99±0.4633.02±4.7529.29±3.74注：兩組t檢驗(yàn)，P均>0.05 4. 應(yīng)用像分析儀測(cè)量結(jié)果顯示，在通過(guò)外側(cè)膝狀體平面上，海馬各區(qū)神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞密度兩組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見表4。表4像分析儀測(cè)量通過(guò)外側(cè)膝狀體平面兩組海馬單位面積細(xì)胞數(shù)海馬分區(qū)神經(jīng)元數(shù)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)左側(cè)左側(cè)右側(cè)右側(cè)左側(cè)左側(cè)右側(cè)右側(cè)CA45.27±1.016.25±1.375.40±1.086.45±1.1219.75±3.0022.12±2.57

17、20.01±3.6420.17±2.26CA38.50±0.969.32±1.889.01±1.729.01±2.0321.91±3.2021.83±3.9820.36±9.8618.86±1.69CA211.43±2.9711.36±2.1010.35±2.3410.09±1.2922.61±3.3724.65±4.5622.69±4.8419.45±3.24CA19.56±0.679.82±0

18、.739.06±1.8310.77±1.7720.37±4.8618.67±2.2018.82±5.2516.92±2.53注：:老年組9例；：老年前期組10例；兩組比較經(jīng)t檢驗(yàn)，P均>0.055.通過(guò)相關(guān)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，MRI測(cè)量海馬及內(nèi)嗅區(qū)面積數(shù)值與像分析測(cè)量結(jié)果有明顯相關(guān)性，其中前聯(lián)合平面相關(guān)系數(shù)左側(cè)0.609,右側(cè)0.730;乳頭體平面左側(cè)0.588,右側(cè)0.708;外側(cè)膝狀體平面左側(cè)0.713,右側(cè)0.860。6. 兩組切片進(jìn)行老年斑及神經(jīng)原纖維纏結(jié)計(jì)數(shù)發(fā)現(xiàn)，老年斑在各年齡段出現(xiàn)頻率均大于神經(jīng)原纖維纏結(jié)，但兩者數(shù)量與

19、年齡無(wú)明顯的正相關(guān)。而且其老年斑及神經(jīng)原纖維纏結(jié)數(shù)量均未達(dá)到目前較公認(rèn)的AD病理組織學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)。 討論一、兩組標(biāo)本間海馬、內(nèi)嗅區(qū)形態(tài)及組織學(xué)測(cè)量數(shù)值的比較傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為，人腦在正常老化過(guò)程中，將出現(xiàn)一系列形態(tài)及組織學(xué)改變，如腦重減輕、體積萎縮、神經(jīng)元喪失等，并將以上改變作為正常生理演變過(guò)程1，2。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展和檢測(cè)手段的提高，近年來(lái)有些作者對(duì)以上某些觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑3，4。目前關(guān)于此方面的爭(zhēng)論仍無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。我們此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)選擇在某些老年變性疾病中最易受累的內(nèi)嗅區(qū)及海馬作為研究對(duì)象，在通過(guò)幾個(gè)特定解剖部位的冠狀層面上應(yīng)用MRI測(cè)量其皮層厚度、面積數(shù)值。老年組及老年前期組比較，前者均小于后者，但t檢驗(yàn)

20、結(jié)果，P均>0.05, 差異無(wú)顯著意義；在通過(guò)外側(cè)膝狀體的冠狀切面上，海馬及顳葉的面積以及兩者比值兩組之間差異無(wú)顯著意義（P>0.05）。同時(shí)，組織學(xué)測(cè)量表明，在以上特定的斷面上，兩組人腦海馬各亞區(qū)及內(nèi)嗅皮質(zhì)的神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞密度及總數(shù)也無(wú)顯著性差異。一些研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也支持我們的結(jié)論5-7。但也有一些定量實(shí)驗(yàn)得出了與我們相反的結(jié)論8-10。我們認(rèn)為，這與定量測(cè)定方法和標(biāo)本的選擇有關(guān)。我們此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在核磁測(cè)量過(guò)程中，嚴(yán)格掌握所選定的測(cè)量平面，規(guī)范測(cè)量方法，努力提高測(cè)量精度。在使用像分析儀進(jìn)行神經(jīng)元計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)中，為提高計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，我們?cè)谇衅倪x擇中采取連續(xù)切片，每隔100 m取一張，

21、以避免大神經(jīng)元同時(shí)出現(xiàn)在不同切片上。另外，在選擇腦標(biāo)本時(shí)，我們嚴(yán)格掌握篩選標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)核磁及大體解剖觀察，淘汰那些不符合要求的標(biāo)本。由于篩選標(biāo)本的要求比較嚴(yán)格，因而符合要求的標(biāo)本數(shù)量較少。我們此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)共收集20例，例數(shù)較少，也是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)因素，我們?cè)诜治鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)也考慮到這一點(diǎn)，因而每例多處取材，盡量彌補(bǔ)例數(shù)的不足。MRI測(cè)量結(jié)果表明，兩組標(biāo)本內(nèi)嗅區(qū)皮層厚度數(shù)值重疊性大，經(jīng)與顳葉新皮層厚度進(jìn)行校正后，兩組數(shù)值比較仍無(wú)顯著性差異。內(nèi)嗅區(qū)及海馬面積測(cè)量數(shù)值也有重疊，統(tǒng)計(jì)結(jié)果兩組數(shù)值無(wú)顯著性差異。二、海馬、內(nèi)嗅區(qū)形態(tài)與組織學(xué)研究在對(duì)AD患者進(jìn)行早期診斷方面的意義隨著世界老齡化的進(jìn)展，老年人中

22、樞神經(jīng)系統(tǒng)變性性疾病的發(fā)病率逐漸增高。其中對(duì)AD的研究也越來(lái)越深入。研究者們相繼制定了一些臨床病理診斷標(biāo)準(zhǔn)11-13，這些標(biāo)準(zhǔn)在統(tǒng)一診斷指標(biāo)、指導(dǎo)臨床診斷方面確實(shí)起了很大作用。但另一方面，這些診斷量表?xiàng)l目繁瑣，應(yīng)用時(shí)醫(yī)師們主觀判斷影響大。另外，隨著研究的進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)有些尸檢人腦內(nèi)的老年斑及神經(jīng)原纖維纏結(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)病理診斷標(biāo)準(zhǔn)，但臨床上并無(wú)癡呆癥狀13。因而，有些作者認(rèn)為神經(jīng)元的喪失更能反映損傷的累積效應(yīng)，同時(shí)也可能是造成AD患者記憶、認(rèn)知功能障礙的主要因素。我們的實(shí)驗(yàn)表明，正常老化過(guò)程中無(wú)癡呆人腦海馬、內(nèi)嗅區(qū)神經(jīng)元數(shù)量不隨年齡增長(zhǎng)而減少，從而從另一個(gè)側(cè)面證實(shí)了以上結(jié)論。以往大量研究結(jié)果表明，

23、海馬、內(nèi)嗅皮質(zhì)區(qū)對(duì)AD有明顯的易損性。即使在早期AD患者即出現(xiàn)一系列形態(tài)與組織學(xué)改變，包括體積萎縮、神經(jīng)元喪失等，而此時(shí)新皮質(zhì)并不受累14，15。我們此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在正常老化過(guò)程中，無(wú)癡呆老年人腦內(nèi)，海馬、內(nèi)嗅區(qū)并不出現(xiàn)以上病理改變。從而證實(shí)了AD與正常老化有著本質(zhì)的區(qū)別，而不是象有些作者認(rèn)為的那樣，AD與正常老化只有量的差異而無(wú)質(zhì)的區(qū)別。另外，通過(guò)對(duì)海馬、內(nèi)嗅區(qū)進(jìn)行形態(tài)及組織學(xué)測(cè)量，可以為臨床診斷AD提供依據(jù)，從而為生前早期診斷AD奠定基礎(chǔ)。作者單位：馮景陽(yáng)、徐慶中、盧德宏、楊虹100053 北京, 首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院病理科,李坤成、劉樹良核磁室參考文獻(xiàn)1Brody H. Organi

24、zation of the cerebral cortex： III a study of aging in the human cerebral cortex. J Comp Neurol， 1955,102:511-556.2Tomlinson B, Corsellis J. Ageing and the dementias. In: Adams J, Corsellis J, Duchen L, eds. Greenfields neuropathology. 4th ed. New York: John Wiley & Sons, 1984.951-1025.3Haug H.

25、Are neurons of the human cerebral cortex really lost during aging? In: Traber J, Gispen WH, eds. Senile dementia of the Alzheimer type. Berlin Heidelberg: Springer. 1985. 151-163.4Gomez-isla T, Hollister R, West H, et al. Neuronal loss correlates with but exceeds neurofibrillary tangles in Alzheimer

26、's disease. Ann Neurol, 1997, 41:17-24.5Trillo L, Gonzalo L M. Ageing of the human entorhinal cortex and subicular complex. Histol Histopathol ,1992,7: 17-22.6Peterson D A, Lucidi-phillipi C A, Eagle K L, et al. Perforant path damage results in progressive neuronal death and somal atrophy in lay

27、er II of entorhinal cortex and functional impairment with increasing postdamage age. J Neurosci, 1994, 14: 6872-6885.7Gomez-Isla T, Price J L, Mckeel D W, et al. Profound loss of layer II entorhinal cortex neurons occurs in very mild Alzheimer's disease. J Neurol Sci, 1996,16:4491-4500.8Golomb J

28、, de Leon M J, Kluger A, et al. Hippocampal atrophy in normal agingan association with recent memory impairment. Arch Neurol, 1993, 50:967-973.9Anderson J M, Hubbard B M, Coghill G R, et al. The effect of advanced old age on the neurone content of the cerebral cortex. J Neurol Sci, 1983, 58:233-244.10West M J, Gundersen H J. Unbiased stereological estimation of the number of neurons in the human hippocampus. J Comp N