附属北京天坛医院刘亚欧教授团队《Brain》揭示多种神经免疫疾病的脑萎缩特征及病理机制
首都医科大学附属北京天坛医院刘亚欧教授团队在神经病学领域知名学术期刊《Brain》上发表题为 “Distinct virtual histology of grey matter atrophy in four neuroinflammatory diseases”的研究论文。该研究基于高清磁共振结构成像和人脑基因表达图谱（Allen Human Brain Atlas）以及海马区域单细胞测序数据，揭示多发性硬化症（MS）、视神经脊髓炎谱系疾病（包括抗水通道蛋白4抗体阳性（AQP4+）和阴性（AQP4-）亚型）以及抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（MOGAD）患者脑萎缩特征及其病理机制，发现脑萎缩虚拟病理，在MS患者中与小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞相关；在AQP4+ NMOSD患者中与星形胶质细胞相关；在MOGAD患者中与少突胶质细胞相关。首都医科大学附属北京天坛医院放射科孙君博士后，郭敏医师、柴丽博士和徐思瑶博士为本文共同第一作者，神经免疫科田德财教授、放射科卓芝政助理研究员和刘亚欧教授（末位通讯）为本文共同通讯作者。
以往临床和研究经验证实多发性硬化症（MS）、视神经脊髓炎谱系疾病（包括抗水通道蛋白4抗体阳性（AQP4+）和阴性（AQP4-）亚型）以及抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（MOGAD）中存在弥漫性灰质（GM）萎缩。揭示这些疾病相关脑萎缩背后的神经生物学机制有助于对该类疾病进行鉴别诊断和指导治疗。
研究对324例MS患者、197例AQP4+ NMOSD患者、75例AQP4- NMOSD患者、47例MOGAD患者和2169例健康对照者（HC）进行了神经影像分析及对应的虚拟病理分析，确定了其皮质和皮质下区域的GM萎缩模式，将GM萎缩与从Allen脑图谱中提取的基因表达水平进行空间的相关性分析获得虚拟病理结果（图1）。发现MS患者存在严重的弥漫性GM萎缩；AQP4+ NMOSD存在明显的弥漫性GM萎缩；AQP4- NMOSD存在轻微的GM萎缩；MOGAD脑萎缩主要累及前额叶和颞叶皮质。脑萎缩相关的细胞特异性基因异常表达在MS患者主要为小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞和内皮细胞；在AQP4+ NMOSD患者表现为S1锥细胞；在MOGAD中为S1和CA1锥细胞。临床亚组分析进一步揭示了这四种神经免疫性疾病的共同病理机制是神经元和内皮细胞特异性基因异常表达。
综上所述，MS特异性虚拟病理是小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞相关基因异常表达；AQP4+ NMOSD特异性虚拟病理是星形胶质细胞相关基因异常表达；MOGAD特异性虚拟病理是少突胶质细胞相关基因异常表达。神经元和内皮细胞是这些神经免疫性疾病共同的潜在干预靶点，该研究结果将有助于对这些疾病进行鉴别诊断和开展精准治疗。
图1 神经免疫疾病脑萎缩的虚拟病理研究的主要分析流程和结果
该研究得到北京市杰出青年科学基金（JQ20035），国家自然重点项目和面上项目（81571631, 81870958, 82202084, 82330057）等项目支持。
刘亚欧，首都医科大学附属北京天坛医院主任医师，教授，博士生导师，放射科学科带头人、主任。亚太多发性硬化学会（PACTRIMS）中央委员会和科学委员会常委（Committee Member）、中华医学会放射学分会青年学组副组长、首都医科大学医学影像学系副主任。在《Lancet Neurol》《Immunity》《Nature Protocol》、《Radiology》《Neurology》《Science Bulletin》等神经放射学、神经免疫影像学领域发表多篇高水平论文。主持国家自然科学基金重点项目、科技部重点研发计划等，获国家高层次领军人才项目、青年北京学者、北京市杰出青年科学基金、北京市“卓青”项目等，以第一完成人获得北京市科学技术进步奖一等奖。
卓芝政，首都医科大学附属北京天坛医院放射科助理研究员。主要从事神经系统疾病磁共振成像及后处理分析相关研究。以第一或通讯作者在《Science Bulletin》《Brain》《JNNP》《MIA》《CCR》《EJNMMI》和《Radiology AI》等神经放射学、神经免疫影像学领域杂志发表高水平论文19篇，获批发明专利5项。获国家自然科学基金青年项目1项，北京市医管中心青年人才培养计划，北京市科学技术进步奖一等奖（第9完成人）。
田德财，首都医科大学北京天坛医院神经感染与免疫科副主任。中国卒中学会免疫分会委员兼秘书，北京免疫学会理事。主要从事神经免疫疾病的诊治和脑血管病的免疫干预相关研究。以第一或者通讯作者在《Lancet Regional Health》《Annals of Neurology》《JACC: Cardiovascular imaging》《Brain》《JNNP》等发表神经学领域高水平论文15篇，获批发明专利3项，获得北京市自然科学基金杰青项目和天津市科学技术奖自然科学一等奖（第2完成人）。
撰稿：刘亚欧
排版：陈晨
审核：王拥军
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