作者：代盼，于瀛，崔光彬，颜林枫，空军军医大学唐都医院放射科

糖尿病是一种以持续性高血糖为特征的慢性代谢性疾病，其中2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）占90%～95%。T2DM可诱发认知功能障碍，包括轻度认知障碍和痴呆。研究显示T2DM病人轻度认知障碍的患病率为18.5%～35.8%，痴呆患病率为10.2%，严重影响病人的自我管理能力和生活质量。T2DM相关认知功能障碍的发病机制复杂，目前认为脑微血管功能障碍是其中一个重要机制。

脑小血管病（cerebral small vessel disease,CSVD）是T2DM的一种脑微血管并发症，是由脑微血管功能异常引起的一系列脑组织局部病变的统称。有研究发现，CSVD可能会导致T2DM病人出现认知功能障碍。目前CSVD的诊断主要依赖于MRI检查。因此，本文就T2DM伴CSVD相关认知功能障碍的病理学机制及MRI研究进展作一综述。

1. T2DM伴CSVD相关认知功能障碍的病理机制

T2DM病人长期慢性的高血糖及血脂代谢紊乱可导致毛细血管基底膜增厚、管腔狭窄，血液黏稠度升高、血流缓慢、脑血流量减少，从而引起脑微循环改变，继而引发CSVD。T2DM病人大脑微循环的病理改变主要包括基底膜增厚和血管生成增加，可导致血脑屏障通透性增加及脑血流调节受损，从而使大脑对信息的认识、加工、整合等过程发生障碍，认知反应和处理能力下降，最终导致学习记忆功能受损。

1.1 血脑屏障通透性增加

脑微血管是血脑屏障的关键部位，这种屏障由内皮细胞、周细胞、基底膜、星形胶质细胞及神经元组成，其完整性可以维持大脑内环境的稳态。Xu等发现T2DM恒河猴血脑屏障破坏。Sheikh等发现T2DM小鼠及病人的血脑屏障通透性均增加。此外，神经影像学研究发现T2DM病人的脑实质在CT或MRI增强后强化，认为是血脑屏障通透性增加所致。

由此可见，T2DM动物和人的血脑屏障通透性均会发生改变。这是由于T2DM引起基底膜及内皮细胞受损，导致大量活性氧被激活，进一步减少了血管舒张物质的产生，从而破坏了血脑屏障的结构。而T2DM血脑屏障结构和功能的受损会导致大量有毒物质积聚，激活的活性氧会直接损伤细胞结构，并刺激基质金属蛋白酶的活化，进而引发细胞骨架重排和血管重构。

细胞骨架重排会影响紧密连接蛋白的稳定性，导致血脑屏障的完整性被破坏，使其通透性进一步增加。这不仅会导致神经活性改变，还会使脑实质暴露于神经毒性血液蛋白和凝血酶中。综上，血脑屏障通透性增加诱发了神经元的异常活动，继而导致T2DM病人的认知功能障碍。

1.2 脑血流调节受损

大脑的新陈代谢较高，需要相对恒定的血流量。T2DM病人通常伴有脑血流调节功能障碍，包括自身调节和神经血管偶联受损。这种受损的神经血管偶联可诱发缺氧，缺氧不但会削弱脑细胞产生能量的能力，而且会使大脑血管收缩，使脑血流量进一步减少，从而导致大脑认知功能下降。同时，缺氧会干扰大脑神经元之间的正常传递，这可能导致认知功能下降。此外，缺氧导致缺氧诱导转录因子的激活，进而引发炎症和基质金属蛋白酶以及促血管生成因子的表达，继而导致T2DM病人的认知功能障碍。

2. T2DM伴CSVD相关认知功能障碍的MRI研究

CSVD可能由脑微血管功能障碍引起，MRI表现主要包括腔隙性梗死、脑白质高信号（white matter hyperintensity,WMH）、脑微出血（cerebral microbleed,CMB）、血管周围间隙扩大（enlarged perivascular spaces,EPVS）和脑萎缩。既往研究表明，CSVD的不同MRI特征，特别是CSVD总负荷，与T2DM病人轻度认知功能障碍的风险增加及认知评分下降有关。

2.1 腔隙性梗死

T2DM病人的高血糖、高血压及高血脂可导致血液黏稠度增加，血流动力学发生改变及血管内皮细胞受损，从而导致脑动脉的穿通支闭塞或栓塞，形成梗死灶。腔隙性梗死多位于大脑深部白质、基底节和脑干，呈不规则圆形或椭圆形。通常可分为近期皮质下小梗死（亦称为急性腔隙性梗死）和腔隙灶（一般是皮质下梗死的坏死组织被清除后残留于脑组织内的小腔隙）。

近期出现的皮质下小梗死在T1WI上为低信号，T2WI、液体衰减反转恢复（FLAIR）及扩散加权成像（DWI）上均为高信号，直径≤20 mm。腔隙灶在T1WI上为低信号，T2WI上为高信号，FLAIR上表现为中心脑脊液样低信号，周围有高信号边缘，直径3～5 mm。

既往有大量研究表明，腔隙性梗死与T2DM相关认知功能障碍密切相关，如Zhou等通过回顾性队列研究发现在T2DM病人中，腔隙灶与认知障碍显著相关；Teng等通过回顾性研究发现腔隙灶与T2DM病人认知评分呈负相关；来自英国生物银行的前瞻性数据及Maastricht研究表明，在T2DM病人中，腔隙性梗死的发生率越高，病人的处理速度、执行功能及记忆力的得分越差。此外，周琼等也发现腔隙性梗死是T2DM病人认知功能障碍的危险因素。因此，伴有腔隙性梗死的T2DM病人更易发生认知损伤。

2.2 WMH

T2DM病人的高血糖可能诱发血管内皮功能紊乱，引起脑灌注不足，从而导致WMH。WMH主要见于半卵圆中心及侧脑室旁，在T1WI上为等或低信号，T2WI及FLAIR上为高信号。有研究表明，WMH的严重程度与T2DM病人的认知损害有关，如Gao等发现WMH会导致T2DM病人出现认知功能恶化；Groeneveld等发现WMH体积增加会导致T2DM病人的信息处理速度显著下降。也有研究者发现T2DM认知功能障碍病人的WMH范围显著增加。伴有WMH的T2DM病人的认知功能明显下降。此外，Vergoossen研究表明在T2DM病人中，WMH体积与信息处理速度呈负相关。因此，伴有WMH的T2DM病人的认知功能更容易减退。

2.3 CMB

CMB是小血管病变引起的局部含铁血黄素沉积，在T2*梯度回波成像和磁敏感加权成像（SWI）上表现为直径≤10 mm的圆形或卵圆形低信号影，通常在T1WI、T2WI及FLAIR上不可见。既往有研究表明T2DM病人的脑胰岛素抵抗导致突触、代谢和免疫反应功能障碍，随后大脑中出现铁沉积，继而引发T2DM病人的认知能力下降。大量研究表明，CMB与T2DM认知功能障碍具有相关性，如Zhou等发现伴有脑叶CMB的T2DM病人更易出现认知功能障碍；Shao等发现脑叶CMB的体积与工作记忆呈负相关，而CMB的数量（包括脑叶和幕深/幕下）与任何认知领域都不相关；周琼等发现CMB是T2DM病人认知功能障碍的危险因素。因此，伴有CMB（特别是脑叶CMB）的T2DM病人更易发生认知损伤。

2.4 EPVS

血管周围间隙是指小血管从蛛网膜下腔穿过脑实质时，围绕小血管的一个生理性腔隙，通常直径<3 mm。在一些情况下血管周围间隙会扩张，在头颅MRI上清晰显示，即为EPVS。EPVS信号与脑脊液一致，表现为T1WI低信号，T2WI高信号，FLAIR低信号。EPVS主要好发于基底节、皮质下及脑干等部位。EPVS被认为是脑内类淋巴系统的重要组成部分，与认知障碍和痴呆密切相关。

研究显示T2DM会损害大脑的类淋巴系统，从而引发认知障碍。此外，EPVS与T2DM病人认知功能障碍或痴呆具有相关性。Teng等通过回顾性研究发现基底节区EPVS与T2DM病人轻度认知障碍风险的增加有关，基底节区EPVS与T2DM病人的认知评分呈负相关。

Choi等发现基底节区EPVS的严重程度可能是T2DM病人认知损害的潜在影像学标志物。Zhao等认为皮质下EPVS与T2DM病人的认知障碍独立相关。此外，周琼等发现中重度EPVS是T2DM病人认知功能障碍的危险因素。因此，伴有EPVS的T2DM病人的认知功能更容易发生减退。

2.5 脑萎缩

T2DM病人的高血糖可能诱发血管内皮功能紊乱，从而导致脑萎缩。脑萎缩在MRI上表现为脑室扩大，脑沟及脑裂增宽，而大脑区域的萎缩会影响大脑的认知功能。脑萎缩在很大程度上可以介导T2DM与认知障碍之间的关系。Zhao等发现T2DM认知障碍组的脑萎缩和病变指数总分和亚类评分均高于健康对照组，但非T2DM伴认知障碍组和T2DM认知障碍组只有灰质病变和皮质下扩张血管周围间隙评分存在差异，提示脑萎缩和病变指数评分可作为诊断T2DM认知障碍的影像学指标。

Moran等发现T2DM可能与脑萎缩相关而间接导致认知能力下降。Milne等发现T2DM病人可发生不对称性海马萎缩，右侧海马萎缩可能更明显，导致了T2DM病人的认知功能障碍。因此，伴有脑萎缩的T2DM病人更易发生认知损伤。

2.6 CSVD总负荷

CSVD总负荷是指将CSVD不同的影像学特征组合成一个测量指标，能提高对CSVD的诊断特异性。经典CSVD总负荷评分将≥1个腔隙灶、≥1个CMB、>10个PVS、中重度的WMH（侧脑室旁Fazekas 3分或深部白质Fazekas 2～3分）分别赋值为1分；总负荷评分范围为0～4分。既往有大量研究表明，CSVD总负荷评分与T2DM病人认知评分呈负相关。因此，CSVD的总负荷评分能更好地反映T2DM病人的认知功能障碍。

3. 小结与展望

综上所述，伴有不同类型CSVD的T2DM病人更易发生认知损伤。因此，对T2DM病人定期检查头颅MRI，尽早发现T2DM病人的颅脑损伤，为早期预警T2DM病人认知功能损害提供一定的临床价值。此外，在未来的研究中，可以采用功能MRI序列深入研究T2DM病人的脑血流与功能之间的偶联关系，分析伴或不伴CSVD的T2DM病人的脑功能改变，发现两者之间的差异，从而早期干预并减轻T2DM病人的CSVD负担，预防或减缓T2DM病人的认知功能下降，提高T2DM病人的生活质量。

来源：代盼,于瀛,崔光彬,等.2型糖尿病伴脑小血管病相关认知功能障碍的MRI研究进展[J].国际医学放射学杂志,2024,47(02):195-198.