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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 α-突觸核蛋白及其顯像技術的應用：探索致病蛋白清除的未來突觸核蛋白病包括帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)、多系統(tǒng)萎縮(multiplesystematrophy,MSA)和路易體癡呆(dementiawithLewybodies,DLB)等，這些疾病的共同特征是腦內(nèi)存在α-突觸核蛋白的異常積聚。圖1：MSA患者腦組織α-syn纖維冷凍電鏡結(jié)構(gòu)MSA患者腦組織提取來源α-syn纖維有上圖所示的兩種構(gòu)象：typeI和typeII。正是由于α-syn的錯誤折疊和異常沉積，使得MSA患者患者病情進展迅速。圖片來（自DOI:10.1016/j.arr.2024.102319）PD是最常見的突觸核蛋白病，以運動遲緩、震顫和僵硬為主要癥狀，此外還有一系列非運動癥狀，如快速眼動睡眠期行為障礙(rapideyemovementsleepbehaviordisorder，RBD)、便秘、抑郁、焦慮、嗅覺減退、認知障礙等。DLB表現(xiàn)為波動性認知障礙、帕金森綜合征和以視幻覺為突出表現(xiàn)的精神癥狀。帕金森病癡呆(Parkinson’sdiseasedementia，PDD)多見于PD的晚期，與DLB的區(qū)別依賴于臨床運動癥狀出現(xiàn)的時間。MSA是一種罕見但進展迅速的神經(jīng)退行性疾病，其特征是α-突觸核蛋白包涵體在少突膠質(zhì)細胞中病理積累并伴有神經(jīng)元細胞損失，MSA的帕金森亞型(MSA-P型)在早期可能會被誤認為PD。很遺憾，目前尚無有效減緩或阻止疾病進展的治療方法，但相關的致病蛋白清除藥物正在研發(fā)中，我們希望未來能夠在疾病早期使用這些藥物，以維持神經(jīng)元的功能和存活。因此，早期準確診斷疾病顯得尤為重要。在此，我們將與各位一起探討α-突觸核蛋白的作用、相關顯像技術的應用，以及未來在清除致病蛋白方面的展望，幫助患者和家屬更好地理解這種復雜的疾病發(fā)病機制和新的臨床治療思路。一、什么是α-突觸核蛋白？正常生理狀態(tài)下，α-突觸核蛋白是一種14?kDa多肽，主要在神經(jīng)細胞的突觸末端存在，參與神經(jīng)信號的傳遞和多巴胺的釋放。然而，當α-突觸核蛋白在腦中異常折疊并過度積累時，它會形成路易體，這些都是α-突觸核蛋白病的標志。異常的α-突觸核蛋白會對多巴胺能神經(jīng)元造成損傷，進而影響細胞功能，促進神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生。這些病理狀態(tài)的α-突觸核蛋白甚至可以通過腸神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官擴散到黑質(zhì)，從而引發(fā)帕金森病。圖2：α-突觸核蛋白在病理生理中的作用及與PD的關系圖片來自（DOI:10.1016/j.arr.2024.102319）二、顯像技術在α-突觸核蛋白研究中的應用近年來，研究人員在開發(fā)α-突觸核蛋白放射性示蹤劑方面取得了進展，這有助于醫(yī)生直接觀察患者腦內(nèi)這種蛋白質(zhì)的積累，從而實現(xiàn)早期診斷。以下是幾種國際上新研發(fā)的已經(jīng)開始在患者中實踐和應用的示蹤劑：1.?[18F]-C05-05這種示蹤劑在PD和DLB患者的PET掃描中可以增強信號，首次證明了這些疾病中α-突觸核蛋白病理的可視化。?圖3：[18]F-C05-05實現(xiàn)了α-突觸核蛋白的可視化注射后100-120min，以深部白質(zhì)為參照區(qū)(SUVRdwm)在中腦水平軸位的SUVRs代表性參數(shù)圖像。（圖片來自DOI:10.1016/j.neuron.2024.05.006）2.?[18F]ACI-12589這種示蹤劑在MSA患者的小腦白質(zhì)和小腦中腳中顯示出明顯的結(jié)合，這些區(qū)域受α-突觸核蛋白病理影響很大，而在PD中的結(jié)合則有限。圖4：[18F]ACI-12589可顯示MSA患者的α-突觸核蛋白在HC、DLB、MSA-C和PD患者小腦中部腳水平的橫斷面圖像。（圖片來自DOI:10.1038/s41467-023-42305-3）綜上，國際上研發(fā)的這兩種α-突觸核蛋白示蹤劑取得了令人振奮的進展，但它們各自仍有一些不足和局限性。未來，我們期望能出現(xiàn)更具鑒別力和更佳顯影效果的新型示蹤劑，這將有助于在臨床上更早地發(fā)現(xiàn)疾病，并監(jiān)測新型靶向療法的效果。三、清除致病蛋白的未來展望隨著對α-突觸核蛋白的研究深入，科學家們正探索有效清除這種致病蛋白的方法，以減緩或逆轉(zhuǎn)帕金森病的進程。以下是一些前沿的治療方向和展望：1.免疫治療干預：由于聚集的α-突觸核蛋白具有毒性并與PD病理有關，它可能成為免疫治療的靶點。通過免疫療法減少α-突觸核蛋白的聚集，抑制其擴散，或促進其清除，有望成為治療帕金森病的一種新方法。2.針對SNCA基因的治療干預：SNCA基因編碼α-突觸核蛋白，通過基因沉默機制減少這種蛋白質(zhì)的產(chǎn)生和積聚，可能是一種有效的治療選擇。雖然這項技術仍在實驗階段，但未來具有很大的潛力。3.針對減少α-突觸核蛋白聚集體的干預措施：抑制α-突觸核蛋白聚集是治療α-突觸核蛋白誘發(fā)的突觸核蛋白病的一個有吸引力的靶點，一些新型小分子藥物正在研發(fā)中，它們可以與α-突觸核蛋白結(jié)合，防止其聚集或促進其清除。這些藥物有望在臨床試驗中顯示出良好的療效。結(jié)語對α-突觸核蛋白的研究極大地豐富了我們對帕金森病機制的理解。隨著顯像技術的進步，我們現(xiàn)在能夠更早、更準確地診斷這一疾病。未來，隨著科技的不斷發(fā)展，我們有望找到更有效的方法來清除這些致病蛋白，從而改善患者的生活質(zhì)量。希望本文能幫助患者和家屬更好地了解α-突觸核蛋白病的最新研究進展，并為未來的治療帶來更多希望。2024年09月26日
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 選取適齡的小鼠使用三溴乙醇腹腔注射進行麻醉，之后使用剃毛器剃除頭部毛發(fā)，使用立體定位儀定位目標皮層。然后使用高速顱骨鉆，鉆出一個大約0.2mm2的小洞，隨后使用微量注射控制臺和微量注射泵將相關腺相關病毒注射到目標皮層的第五層，速度設置為40nL/min，注射完成后留針10-15min，以防止病毒泄露至其他區(qū)域。病毒注射完成后，涂抹碘伏殺菌，然后將頭皮縫合，放回到鼠籠，等待病毒表達及相關處理。雙光子在體鈣成像實驗由于需要做小鼠活體清醒時鈣成像實驗，所以該實驗分為兩步進行。在第一天準備階段，首先選取實驗小鼠腹腔注射三溴乙醇進行麻醉，使用剃毛器剃除頭部毛發(fā)，之后使用手術剪去除頭皮組織，并使用酒精棉球擦拭除去顱骨表面結(jié)締組織，向小鼠眼睛涂抹卡波姆滴眼液。隨后將兩根固定棒以恰當?shù)木嚯x平行粘在小鼠顱骨上，進一步使用牙科水泥進行加固。等待固定完成后，將小鼠放回鼠籠飼養(yǎng)。第二天進行實驗階段，在正式實驗之前將小鼠提前固定適應0.5-1h，然后使用高速顱骨鉆在目標腦區(qū)制作一個圓形成像區(qū)域，小心去除顱骨，避免出血，保留硬腦膜，隨后蓋上蓋玻片并使用膠水封閉縫隙。等待膠水凝固后，用ACSF小心清洗蓋玻片表層，去除污漬后滴加超純水后，就可以進行雙光子成像。成像時在Time?series模式下以2Hz的速度進行圖像采集。所采集得到的圖像使用ImageJ軟件進行分析。轉(zhuǎn)棒實驗加速轉(zhuǎn)棒實驗被用來檢測小鼠的運動學習能力。該實驗使用Rotamex?Rotarod系統(tǒng)，參數(shù)設置為：最小速度2rmp，最大速度為80rmp，加速度為5，單方向轉(zhuǎn)動。共分為三天進行，在每天中午進行三次測量，每次開始之前使用酒精擦拭除去味道，并將小鼠放于2rmp轉(zhuǎn)棒上適應1min，然后開始計時直到小鼠掉落或者小鼠抱杠旋轉(zhuǎn)3圈為止，最后統(tǒng)計每只小鼠三次時間取平均值代表該小鼠當天運動能力。曠場實驗曠場實驗被用于檢測小鼠焦慮情緒及自主運動能力。該實驗使用50cm×50cm×50cm的透明曠場，曠場中心區(qū)域為（25cm×25cm），使用動物行為分析軟件來跟蹤記錄和分析小鼠在曠場中10min的運動軌跡及時間。使用中心區(qū)域停留時間來衡量小鼠的焦慮水平，在曠場內(nèi)總移動距離衡量小鼠自主運動能力。爬桿實驗爬桿實驗是用來檢測小鼠的肢體協(xié)調(diào)能力的實驗之一。該實驗是將一直徑為2.5cm的乒乓小球固定于一根長為70cm、直徑為1cm的竹竿頂端，并在竹竿上纏紗布防止打滑。將小鼠置于球頂，使其沿著垂直竹竿從上向下爬動，記錄所使用時間，共進行三次，每次間隔5min。在正式開始之前一天，讓小鼠學習2-3次。平衡木實驗（橫桿跑動實驗）平衡木實驗（橫桿跑動實驗）被用來檢測小鼠平衡能力和運動能力。該實驗在一昏暗安靜房間進行，使用一寬3cm，長70cm的扁平木板，并在平衡木一端連接一干凈小鼠的鼠籠，整個裝置距離地面高100cm。將小鼠放到平衡木另一端，記錄小鼠從平衡木一端穿越到鼠籠所用的時間，共進行三次，每次間隔5min。在正式實驗開始之前，訓練小鼠3-5次。埋珠實驗埋珠實驗被用于檢測小鼠的焦慮水平及刻板行為。該實驗在一安靜環(huán)境下進行，將小鼠單獨放入一個實驗箱，鋪滿高5cm的墊料，并放入15顆大理石珠，共放3排，每排5顆，測試10min，然后人工統(tǒng)計掩埋體積>50%的大理石珠數(shù)量，共進行三次。巴恩斯迷宮實驗巴恩斯迷宮被用于評估小鼠的空間學習和記憶能力。該實驗在安靜黑暗環(huán)境下進行，使用一個直徑為60cm，厚度為15mm的圓形乳白色亞克力板制作而成，在其邊緣1cm處均勻分布有12個直徑為5cm的圓洞，同時配備有兩個五面的開放性黑色盒子，規(guī)格分別為20cm×8cm×8cm及10cm×10cm×10cm，一個為起始盒，一個為躲避盒，整個裝置被放置于距離地面100cm高的可旋轉(zhuǎn)的支柱上。使用動物行為分析軟件來跟蹤記錄和分析小鼠的運動軌跡及時間。具體實驗步驟如下：第一天正式實驗開始前兩個小時提前將小鼠安置于黑暗安靜環(huán)境中，并依次單獨置于躲避盒內(nèi)適應2min。將實驗小鼠從黑暗環(huán)境取出，放置于位于迷宮中央的黑色起始盒內(nèi)。移開起始盒，開始追蹤小鼠軌跡。當小鼠身體完全進入躲避盒，則計為成功逃避，并讓小鼠在躲避盒內(nèi)停留30s，每次最多觀察4min。若在此期間，小鼠未能夠成功找到躲避盒，則將小鼠人為放入躲避盒內(nèi)并停留30s。每只動物開始前都要使用酒精對迷宮進行除味。之后第2-5天實驗步驟均同上，除去單獨放入躲避盒內(nèi)適應，且要保證都在同一時間段內(nèi)進行，并且每天訓練時最好將迷宮隨機轉(zhuǎn)動數(shù)個洞的位置，但要確保躲避盒始終固定在同一方位，以防止小鼠依靠氣味而非記憶來確定躲避盒的位置。實驗參數(shù)：找到安全盒的潛伏期（時間）和在此之前的錯誤次數(shù)（小鼠把頭伸向或嗅探任何一個非目標洞記為一次）。新物體識別實驗新物體識別實驗是利用小鼠對于新奇物體的探索行為而設計的檢測學習記憶的方法。實驗分為兩天進行，第一天是學習階段和短期記憶階段，第二天是長期記憶階段。在實驗開始的前一天，將小鼠置于實驗箱（50cm×50cm×50cm）中飼養(yǎng)以提前適應實驗盒子。在第一天學習階段，在實驗箱的左上角和右上角放置完全相同的兩個柱形隔離籠，快速將小鼠面向兩隔離籠，放置于底部中間位置，然后啟動追蹤記錄軟件，使小鼠在箱內(nèi)自由探索10min。之后將小鼠取出，單獨置于一鼠籠，等待30min以進行短期記憶測試。在短期記憶階段，在將試驗箱右上角的物體換為以新奇物體，然后按照學習階段方法將小鼠放入箱內(nèi)使其自由探索5min。間隔24h后，進行第二天的長期記憶階段，與第一天短期記憶階段實驗相同。實驗使用動物行為分析軟件記錄并分析小鼠各個階段的探索過程及對不同物體的探索時間。注意：實驗要保證在安靜環(huán)境下進行，并且每一只小鼠進行實驗前都要使用酒精對試驗箱及物體進除味。高架十字迷宮實驗高架十字迷宮實驗是用于檢測小鼠焦慮樣情緒的實驗。該實驗使用十字形迷宮，包含兩個開放臂，兩個閉合臂，相間排列，開放臂為44cm×12cm，閉合臂膀為44cm×12cm×30cm，整個裝置離地高100cm。測試之前，使用酒精擦拭除去殘留氣味。測試時，將小鼠放入到中心區(qū)域，使頭朝向開放臂，并用動物行為分析軟件記錄和分析小鼠在10min的運動軌跡及時間。使用開放臂的停留時間與總時間的比值來衡量小鼠的焦慮水平。病毒介導的突觸核蛋白過表達誘導運動缺陷，但對運動、焦慮或空間記憶的影響很小在MPTP誘導的早期PD模型中，運動皮層的樹突有著顯著升高的轉(zhuǎn)化率，并且其鈣活動也增加了三倍以上。在注射AAV-SNCA和AAV-mCherry的同時，等比例混入了鈣指示劑AAV-CaMKIIα-GCaMP6s到運動皮層的第五層，等病毒表達21天后進行鈣成像。聚核蛋白過表達導致皮質(zhì)過度活躍2024年09月04日179
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 帕金森?。≒D）是第二大神經(jīng)退行性疾病，除了經(jīng)典的四大主征（運動遲緩、靜止性震顫、肌強直和姿勢平衡障礙），還有許多非運動癥狀：如認知障礙、嗅覺減退、便秘等。01帕金森病統(tǒng)一評分量表1．量表介紹帕金森病統(tǒng)一評分量表（UPDRS）共六個分量表：第一分量表——用于判斷PD患者的精神活動、行為和情感障礙程度；第二分量表——用于判斷PD患者的日常生活能力；第三分量表——用于判斷PD患者的運動功能；第四分量表——用于判斷PD患者治療1周內(nèi)出現(xiàn)的治療并發(fā)癥；第五分量表——用于判斷PD患者病程中疾病發(fā)展程度；第六分量表——用于判斷PD患者在活動功能最佳狀態(tài)（“開”期）和在活動功能最差狀態(tài)（“關”期）程度上的差別。通過這些量表的評判，仔細分析后可對PD患者的運動、日常生活能力、病程發(fā)展程度、治療后的狀態(tài)、治療的不良反應和并發(fā)癥等方面作出一個十分客觀的評判。2.量表內(nèi)容3.量表解釋表格中（1~17項）每一項目的計分值用0、1、2、3、4五個等級。分值越高，PD患者的癥狀越重。（18～31項）每一項目的計分值用0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0。5個等級的4個等級中有0.5的高低之差。檢查PD患者運動體征得分越高，病情越嚴重。2024年08月06日2864
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 ????經(jīng)顱超聲探查中腦黑質(zhì)結(jié)構(gòu)技術操作簡便、可重復、耗時短、無創(chuàng)、無輻射、經(jīng)濟實用、患者易耐受。基于經(jīng)顱超聲探查黑質(zhì)在帕金森病診斷的創(chuàng)新應用，其被納入最新的中國帕金森病診斷標準。?檢查方法：1.患者平臥位（如不易移動上檢查床，亦可坐位檢查），頭分別轉(zhuǎn)向兩側(cè)。2.探頭可選擇相控陣探頭，亦可選用凸陣探頭。3.通過耳前顳窗探查低回聲蝶形中腦結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)黑質(zhì)區(qū)域識別是否有回聲增高區(qū)，并標記面積。??圖1：經(jīng)顱超聲探查中腦黑質(zhì)結(jié)構(gòu)檢查體位圖2：經(jīng)右側(cè)顳窗見低回聲中腦結(jié)構(gòu)，彩色多普勒下大腦后動脈繞過中腦有助于識別???瑞金醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科與超聲科合作利用經(jīng)顱超聲進行黑質(zhì)高回聲掃查輔助診斷帕金森病，首先證實經(jīng)顱黑質(zhì)超聲與DAT-SPECT診斷帕金森病的一致性（91.7%），明確經(jīng)顱黑質(zhì)超聲早期診斷帕金森病的黑質(zhì)高回聲評定標準（≥18mm2），創(chuàng)新應用經(jīng)顱黑質(zhì)超聲聯(lián)合嗅覺檢測提高帕金森病早期診斷正確率，同時利用經(jīng)顱黑質(zhì)超聲鑒別診斷帕金森病與帕金森疊加綜合征（如多系統(tǒng)萎縮）。通過經(jīng)顱黑質(zhì)超聲單獨及聯(lián)合診斷，將帕金森病早期診斷正確率從過去的77%提高至90%以上。圖3：顱腦超聲與分子影像SPECT診斷符合率高達91.7％，更安全、簡便、經(jīng)濟?圖4：黑質(zhì)異常高回聲區(qū)≥18mm2，有效輔助早期診斷PD圖5：同一患者經(jīng)左右側(cè)顳窗掃查中腦結(jié)構(gòu)，在雙側(cè)黑質(zhì)區(qū)域可見高回聲灶??圖6：圖像局部放大下，對高回聲進行描記獲得面積大小圖7：磁共振影像融合技術有助超聲下輔助識別結(jié)構(gòu)★此項檢查技術難點：經(jīng)顱超聲由于頻率低，顱內(nèi)結(jié)構(gòu)分辨率有限。部分患者不能穿透看見顱內(nèi)結(jié)構(gòu)或者僅顯示部分。進而該檢查存在一定的主觀性，同一醫(yī)生不同時間獲得黑質(zhì)高回聲的圖像存在差異，不易良好復制。2024年08月03日289
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 介紹帕金森患者主要癥狀：帕金森病(PD)是一種進行性神經(jīng)退行性疾病，其特征是各種改變生活的運動功能障礙癥狀，包括震顫、運動遲緩(運動緩慢)、僵硬(肢體僵硬)、平衡受損和步態(tài)紊亂。震顫研究價值：作為第二常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，PD的診斷主要依賴于基于帕金森癥狀(如震顫、運動遲緩)、病史和左旋多巴或多巴胺反應的臨床標準。但由于診斷效能受到不同醫(yī)學專家的主觀意見或經(jīng)驗的挑戰(zhàn)，PD的臨床診斷準確率僅約為73-84%。因此，一個高效且可解釋的PD自動診斷系統(tǒng)對于支持臨床醫(yī)生做出更穩(wěn)健的診斷決策具有重要價值。具體研究概述：最近的機器學習和基于深度學習的方法通過分析神經(jīng)影像學、腦脊液、語音信號、步態(tài)模式和手部震顫，在PD診斷中取得了令人印象深刻的表現(xiàn)。盡管基于神經(jīng)影像或腦脊液的模型表現(xiàn)良好，但它們面臨著成本高、侵入性強的問題。對于非侵入性方法，目前基于語音的模型受到其泛化性的限制，因為不同地區(qū)和國家的人們的語言和發(fā)音習慣差異很大。一些研究表明，步態(tài)障礙不太可能是早發(fā)性PD患者的主要癥狀，但超過70%的患者至少有一種震顫。因此，我們認為通過診斷帕金森震顫(PT)來檢測PD是一種比其他方法更普遍的方法。傳統(tǒng)的基于手部震顫的研究通過使用可穿戴傳感器數(shù)據(jù)的深度學習網(wǎng)絡來檢測PD，取得了很好的效果。然而，使用可穿戴傳感器仍然是費時耗力的，并且需要仔細同步從不同傳感器捕獲的數(shù)據(jù)。我們首次提出了一種通過PT分類診斷PD的圖神經(jīng)網(wǎng)絡，因為它可以有效地從圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中學習身體關節(jié)之間的空間關系。受信息獲取分析和臨床醫(yī)生觀察的啟發(fā)，PT通常只發(fā)生在早期PD患者上半身的一側(cè)，我們提出了一種新穎的注意力模塊，采用輕量級的金字塔通道擠壓融合架構(gòu)來捕捉自我。短期和長期聯(lián)合信息特定的PT和過濾噪聲。這種設計有助于提高分類性能和系統(tǒng)可解釋性。我們的系統(tǒng)只需要消費級的非侵入式視頻記錄，并且在PT與非PT類別的分類中實現(xiàn)了90.9%的平衡精度和90.6%的f1分數(shù)，超過了目前的技術水平。我們的工作證明了計算機輔助技術在支持PD非侵入性診斷方面的有效性和效率，為臨床資源不豐富的資源有限地區(qū)支持PD診斷提供了PT分類預警信號。方法如圖1所示，輸入包括每個參與者以正常直立姿勢坐在椅子上的各種姿勢(例如，敲擊)的視頻記錄。1.姿態(tài)提取我們從視頻中提取2D骨架信息使用OpenPose，專注于其在檢測直立人體2D關節(jié)上的高效與準確性，每幀圖像經(jīng)過處理。為避免3D估計引入的噪聲，特別是針對細微如震顫的特征，我們不采用3D姿態(tài)估計算法。從OpenPose輸出中，我們提取了18個帶置信度的關節(jié)坐標，但實際用于PT分類的只有7個上肢關節(jié)，因PT主要涉及手部與手臂。此策略去除了不直接相關的特征，旨在減小模型偏差并提升效率，同時保護隱私，避開面部信息。通過將姿態(tài)以頸部和髖關節(jié)中心歸一化并居中至全局原點，我們實施了標準化處理，以減少視頻間差異導致的偏差，對抗過擬合，并且使關節(jié)坐標成為相對于新原點的相對位置，從而完成預處理步驟。2.分類網(wǎng)絡我們提出了一個用于PT診斷的空間錐體注意帕金森震顫分類網(wǎng)絡(SPAPNet)。提出的SPAPNet由具有空間注意機制的圖神經(jīng)網(wǎng)絡和增強注意機制的新型金字塔通道擠壓融合塊組成。具有空間注意機制的圖神經(jīng)網(wǎng)絡圖神經(jīng)網(wǎng)絡(GNN):我們建議使用圖神經(jīng)網(wǎng)絡通過對PT進行分類來診斷PD，因為它可以有效地從圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(例如人體姿勢)中學習人體關節(jié)之間的空間關系。為此，我們按照引用的方法應用姿勢圖G=（V，E）與人體骨骼圖對齊，以在圖領域中結(jié)構(gòu)化人體姿勢數(shù)據(jù)。在此圖中，{V=vpq}表示關節(jié)位置，其中vpq表示第q幀的第p個關節(jié)。我們采用了局部連接網(wǎng)絡（LCN）來學習關節(jié)i的注意力權(quán)重，從而考慮其與其他關節(jié)之間的關系。這種方法克服了普通圖卷積網(wǎng)絡（GCN）中不同關節(jié)共享相同權(quán)重集合的表示能力限制。此外，它使系統(tǒng)能夠從關節(jié)i與其他關節(jié)之間的關系中學習到關節(jié)i的注意力。基本公式如下所示：金字塔通道擠壓融合塊（PCSF）作為空間注意力模塊的擴展，我們提出了一種新穎的輕量級倒金字塔架構(gòu)，包括一個通道擠壓塊和一個通道融合塊，用于提取相關的PT信息并過濾噪音。（a）GCN中的普通權(quán)重共享機制的架構(gòu)（b）所提出的金字塔通道擠壓融合（PCSF）機制。實現(xiàn)細節(jié)：如圖1所示，我們使用兩個GNN塊（分別具有64和128個輸出通道大?。總€塊包括一個LCN層、一個批量歸一化層、一個LeakyReLU層（0.2alpha）和一個Dropout層（0.2rates）。在兩個GNN塊之后，我們應用了一個PCSF塊、一個全局平均池化層和一個全連接層。我們使用focal-loss作為損失函數(shù)，用于解決多類別分類任務中的類別不平衡問題。優(yōu)化器選擇為Adam，我們以批量大小為16、學習率為0.01（衰減率為0.1）以及最大迭代次數(shù)為500來訓練二分類模型；對于多類別分類，學習率、權(quán)重衰減、批量大小和迭代次數(shù)分別為0.001、0.1、8和500。根據(jù)經(jīng)驗，我們將短程和長程通道擠壓比率b和d設置為0.9和0.125，這樣可以獲得最一致的好結(jié)果。3.實驗我們的實驗是在一臺裝有Ubuntu18.04和NVIDIAGeForceRTX3080的個人電腦上進行的。我們的系統(tǒng)成本較低，因為它只需要平均1.48GB的GPU內(nèi)存用于訓練。在TIMTREMOR數(shù)據(jù)集上，總模型訓練時間約為十小時，包括從RGB視頻中提取人體姿勢特征。對于1000幀30FPS視頻錄制的PT分類，僅需大約48秒（約為33秒），這可以用于交互式診斷。數(shù)據(jù)集：我們在公開可用的TIM-TREMOR（技術在運動震顫數(shù)據(jù)集）數(shù)據(jù)集上驗證了我們的模型。該數(shù)據(jù)集包含來自55名坐在椅子上并執(zhí)行一組21項任務的參與者的917個視頻錄制，視頻時長從18秒到112秒不等。其中579個視頻展示了不同類型的震顫，包括105個PT、182個本體性震顫（ET）、88個功能性震顫（FT）和204個肌張力障礙性震顫（DT）視頻。另外60個視頻在評估過程中未出現(xiàn)震顫。其余278個具有模糊診斷結(jié)果的視頻標記為“其他”。實驗設備：實驗是在一臺裝有Ubuntu18.04和NVIDIAGeForceRTX3080的個人電腦上進行的。我們的系統(tǒng)成本較低，因為它只需要平均1.48GB的GPU內(nèi)存用于訓練。設置：我們首先排除了不一致的視頻，以避免標簽噪音，即（i）僅在一小部分參與者記錄了運動任務的視頻；（ii）具有模糊診斷標簽“其他”的視頻。然后，我們將每個視頻剪輯成每個樣本100幀的樣本，剪輯數(shù)量取決于參與者未因與臨床醫(yī)生的互動而被遮擋的連續(xù)視頻幀的長度。每個剪輯繼承了源視頻的標簽，并被視為一個獨立的樣本。采用投票系統(tǒng)獲得視頻級別的分類結(jié)果。這種剪輯和投票機制增強了系統(tǒng)的穩(wěn)健性并增加了用于訓練的樣本大小。我們采用5折交叉驗證來評估我們提出的系統(tǒng)。評估所提方法的泛化能力：我們在二分類（即將PT標簽與非PT標簽進行分類）以及更具挑戰(zhàn)性的多類別分類任務上驗證我們的系統(tǒng)，后者將樣本分為五種震顫標簽（PT、ET、FT、DT和無震顫）。我們報告了所有交叉驗證中以下指標的平均值和標準差：二分類的指標包括準確率（AC）、敏感度（SE）、特異度（SP）和F1得分；多類別分類的指標包括AC以及每個類別和宏平均的F1分數(shù)、SE和SP。4.結(jié)論在這項工作中，我們提出了一種新穎的可解釋方法SPAPNet，用于從消費級RGB視頻錄制中診斷帕金森病。我們的系統(tǒng)通過實現(xiàn)90.9%的準確率和90.6%的F1得分，優(yōu)于現(xiàn)有技術。所提出的注意力模塊有助于提高分類性能和系統(tǒng)可解釋性。我們提出的新穎輕量級的金字塔形頻道壓縮融合塊有效地學習了與帕金森震顫相關的自身、短距離和長距離的相關信息，并過濾了無關的噪音。我們的系統(tǒng)顯示了支持通過人體姿勢視頻進行非侵入性PD診斷的潛力。由于我們的系統(tǒng)只需要消費級別的人體姿勢視頻作為輸入，因此它為在臨床專家不豐富的資源有限地區(qū)診斷PD提供了一種方法。此外，我們的系統(tǒng)在特殊情況（例如COVID-19流行?。┫逻M行PD的遠程診斷和自動監(jiān)測PT癥狀在日常生活中的潛力顯示出潛力。掃描二維碼獲取原文（下載論文僅用于學術交流，如有版權(quán)保護請聯(lián)系刪除。）2024年05月13日819
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 論壇導讀：多系統(tǒng)萎縮（multiplesystematrophy，MSA）和帕金森病(Parkinson'sdisease，PD)在其早期階段具有相似的臨床表現(xiàn)。自主癥狀，如直立性低血壓（Orthostatichypotension，OH）和排尿及勃起功能障礙，是MSA的主要標志。國際帕金森和運動障礙學會的研究將神經(jīng)源性和癥狀性OH添加到前驅(qū)PD的標準中。OH可以說是自主神經(jīng)衰竭最常見的癥狀。它對α-突觸核蛋白病的殘疾有個別的負面影響，反映了PD的“惡性”表型。帕金森病伴直立性低血壓(PD+OH)在臨床上可能很難與多系統(tǒng)萎縮的帕金森病形式(MSA‐P)相區(qū)別。以前的研究檢查了心臟交感神經(jīng)成像以區(qū)分PD和MSA，但沒有特別關注PD+OH與MSA‐P，這通常是相關的鑒別診斷問題。直立性低血壓（Orthostatichypotension，OH）是帕金森病最常見的表現(xiàn)之一，可在早期出現(xiàn)。越來越多的證據(jù)表明，羥基自由基與帕金森病患者患癡呆癥的風險增加有關。因此，OH可能是帕金森病患者認知障礙的一個潛在可改變的危險因素。然而，這兩種疾病的致病機制是復雜的，仍然知之甚少。這種相關性獨立于其他自主神經(jīng)癥狀，甚至在無癥狀性OH中也存在，表明這是一種因果關系，而不是共有的神經(jīng)解剖學基礎或更廣泛的神經(jīng)病理學參與。OH已被證明會導致腦供血障礙，最被接受的假設是腦灌注不足反復發(fā)作后的慢性缺氧會導致血管病變和協(xié)同神經(jīng)變性增加，從而導致認知障礙。OH與磁共振白質(zhì)高信號的嚴重程度相關，白質(zhì)高信號是一種推測的小血管疾病的影像學標志，與PD患者的認知障礙獨立相關。此外，額外的研究表明，OH可能與神經(jīng)變性的影像學標志有關，如MRI上的前顳和中顳萎縮，以及腦脊液神經(jīng)絲輕鏈水平升高（神經(jīng)元損傷的非特異性標志）。OH是多系統(tǒng)萎縮的診斷特征之一，其相關癥狀比PD患者更普遍且通常更嚴重。OH與病理證實的MSA患者存活率降低有關。盡管OH更普遍，癥狀更明顯，但MSA患者的癡呆更罕見，最初被視為重新診斷的一個特征。最近的研究表明，經(jīng)神經(jīng)病理學證實的少于30%的MSA患者表現(xiàn)出認知障礙，其額葉執(zhí)行功能障礙模式類似于早期可能出現(xiàn)的PD和PSP患者。MSA患者的認知缺陷仍未得到很好的描述，OH是否會像PD一樣增加MSA患者未來癡呆的風險仍有待評估。多系統(tǒng)萎縮和帕金森病的早期臨床表現(xiàn)相似。體位性低血壓是一種常見的與MSA和PD相關的自主神經(jīng)功能障礙。心率（HR）和收縮壓（SBP）的變化是根據(jù)主動站立測試來測量的，該測試被廣泛用于篩選心血管自主功能。測量活動站立時的心率和SBP變化，這種方法在臨床上應用更廣泛。進一步研究PD和MSA患者的神經(jīng)原性直立性低血壓(nOH)證明當傾斜試驗設備不可用時，δHR/δSBP代表了一種有價值的nOH床旁篩查。連續(xù)逐搏無創(chuàng)血壓監(jiān)測分析主動站立試驗可以識別OH及其變異，包括初始直立性低血壓(IOH)、延遲恢復、經(jīng)典直立性低血壓(COH)、延遲直立性低血壓(延遲OH)。帕金森病伴直立性低血壓(PD+OH)在臨床上可能很難與多系統(tǒng)萎縮的帕金森病形式(MSA‐P)相區(qū)別。以前的研究檢查了心臟交感神經(jīng)成像以區(qū)分PD和MSA，但沒有特別關注PD+OH與MSA‐P，這通常是相關的鑒別診斷問題。根據(jù)血漿去甲腎上腺素水平、神經(jīng)影像學檢查和神經(jīng)藥理學檢查的結(jié)果，伴有OH的PD患者心臟交感神經(jīng)支配的喪失最為明顯。相反，MSA患者有完整的心臟交感神經(jīng)支配。公認的是，PD病變通常位于節(jié)后，而MSA則位于節(jié)前。δ心率(HR)/δ收縮壓(SBP)-3分鐘比值0.492bpm/mmHg被認為可以區(qū)分神經(jīng)源性OH和非神經(jīng)源性OH；然而，該指數(shù)在中樞和外周形式的自主神經(jīng)功能障礙之間沒有差異。帕金森?。≒D）的神經(jīng)化學標志是黑質(zhì)紋狀體系統(tǒng)中兒茶酚胺多巴胺的耗竭——尤其是在殼核中。當特征性運動癥狀在臨床上表現(xiàn)出來時，很可能很大一部分紋狀體多巴胺能末梢已經(jīng)喪失。腦橋藍斑（LC）的神經(jīng)元損失相當大，可能發(fā)生在黑質(zhì)（SN）神經(jīng)元損失之前。多系統(tǒng)萎縮（MSA）在臨床上可能很難與帕金森病區(qū)分開來。這兩種疾病的特征都是α-突觸核蛋白（α-syn）在PD的路易體和MSA的神經(jīng)膠質(zhì)胞質(zhì)內(nèi)含物中的胞質(zhì)沉積。PD和MSA現(xiàn)在被認為屬于被稱為突觸核蛋白病的疾病家族，因為PD的特征是蛋白質(zhì)α-突觸核蛋白在腦干神經(jīng)元的路易體（LBs）中沉積，而MSA的特征是α-突觸核蛋白在神經(jīng)膠質(zhì)胞質(zhì)內(nèi)含物（GCIs）中沉積。MSA有兩種形式，帕金森型（MSA‐P）和小腦型（MSA‐C）。直立性低血壓是MSA的一個特征，但不是普遍特征。盡管英國帕金森病學會腦庫標準將早期嚴重自主神經(jīng)受累列為帕金森病的排除因素，但OH也發(fā)生在相當少數(shù)的帕金森病患者中，甚至在疾病早期。就OH的發(fā)生而言，PD+OH和MSA‐P的重疊使這兩種疾病的臨床區(qū)分具有挑戰(zhàn)性。由于不同的遺傳傾向、可能的病理生理機制、疾病進展、預后和對治療的反應，這種區(qū)別非常重要。MSA‐P的臨床診斷通常并不簡單。在一項臨床病理研究中，尸檢證實的MSA患者的初始臨床診斷的中位敏感性僅為56%。對多巴胺能治療的顯著反應并不僅限于PD，可能在多達一半的MSA患者中明顯。另外，高達50%的PD或MSA和OH患者可能伴有仰臥位高血壓(SH),定義為仰臥位休息至少5分鐘后測得的血壓≥140/90mmHg。新的證據(jù)表明，SH可能導致神經(jīng)退行性疾病中的認知障礙，盡管關于PD和MSA患者的數(shù)據(jù)很少。這些發(fā)現(xiàn)促使人們努力開發(fā)臨床實驗室手段來區(qū)分MSA‐P和PD。在這方面，許多研究已經(jīng)就123I-間碘芐基胍（123I-MIBG）掃描的實用價值達成一致，盡管兩組之間通常存在重疊。用于區(qū)分PD和MSA的其他成像生物標志物包括結(jié)構(gòu)磁共振成像上的十字征和高信號殼核邊緣；然而，這些體征的敏感性和特異性較低。在根據(jù)PD組中是否存在OH對PD組進行分層的少數(shù)研究中，PD+OH和MSA‐P的直接比較并不是重點。在MSA‐P和PD+OH患者中進行的心血管自主功能測試在區(qū)分這兩種疾病方面的價值有限，因為這兩種疾病都具有明顯的壓力感受性反射-交感神經(jīng)衰竭。其他有前景的生物標志物包括分析腦脊液或皮膚中α-突觸核蛋白的沉積。2024年05月13日617
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 2024臨床常用的帕金森病評估量表分享！帕金森病是一種常見的老年神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，帕金森病癥狀包括運動遲緩、靜止性震顫、肌強直和姿勢平衡障礙，還有許多非運動癥狀，如認知障礙、嗅覺減退、便秘等，所以臨床上對帕金森病癥狀的評定也尤為重要。為了迎接2024年4月11日“世界帕金森病日”，常笑醫(yī)學整理了臨床常用的帕金森病評估量表，支持在線使用和下載。01統(tǒng)一帕金森病評定量表（UPDRS3.0版）統(tǒng)一帕金森病評定量表（UPDRS3.0版）（完整量表請點擊量表名稱查看）統(tǒng)一帕金森病評定量表（UPDRS）是國際公認的帕金森癥狀評定量表，包括4個亞量表，該量表得分越高代表癥狀越嚴重。UPDRS-Ⅰ為精神、行為及情緒評分，評估患者的精神狀態(tài)，包括1~4項，總分0~16分，分值越高癥狀越重。UPDRS-Ⅱ為日常生活活動評分，包括書寫、著裝、個人衛(wèi)生、翻身等13項，總分0~52分，總分越高日常生活能力越差，生活越不能自理。UPDRS-Ⅲ為運動檢查評分，包括面部表情、震顫、強直、運動遲緩、姿勢障礙、步態(tài)檢查等14項，總分0~56分，得分越高軀體運動癥狀越嚴重。UPDRS-Ⅳ為運動并發(fā)癥，包括對異動癥、癥狀波動等并發(fā)癥的評估，總分0~23分。第32項評分＞1分表明該PD患者存在異動癥；第36項評分=1分表明患者存在“開關”現(xiàn)象。02修訂Hoehn和Yahr分期修訂Hoehn和Yahr分期（完整量表請點擊量表名稱查看）Hoehn-Yahr分級表是一個用來記錄帕金森癥病情的分級表。此表于1967年發(fā)表于美國Neurology刊物上，作者為MelvinYahr和MargaretHoehn。修訂的Hoehn-Yahr分級標準是：0級：無疾病體征。1級：單側(cè)肢體癥狀，無功能障礙或僅有輕度障礙。1.5級：單側(cè)肢體十軀干癥狀。2級：雙側(cè)肢體癥狀，無平衡障礙，仍可維持正常姿勢；日常生活、工作多少有些障礙。2.5級：輕度雙側(cè)肢體癥狀，后拉試驗可恢復。3級：輕至中度雙側(cè)肢體癥狀，平衡障礙，保留獨立能力，可見直立反射(rightingreflex)障礙。4級：嚴重障礙，在無協(xié)助的情況下仍可行走、站立。5級：病人限制在輪椅或床上，不能站立，需人照料。分級越高，疾病越嚴重。2.5級之前，通?？梢試L試服用藥物治療；在2.5～4級，考慮做腦起搏器手術。如果是藥物無法控制的震顫，1級也可以考慮手術治療。5級時手術時機過晚，藥物和手術的治療效果差。此時要加強護理，預防食物誤吸、嗆咳、壓瘡等并發(fā)癥。03異動癥評定量表異動癥評定量表（完整量表請點擊量表名稱查看）異動癥評定量表，是1994年Goetz等根據(jù)患者執(zhí)行運動任務的錄像記錄，分配到全面嚴重程度分級（0~4級），用以鑒別異動癥的類型和嚴重程度。評定方法：1.觀察患者行走、用杯子喝水、穿上衣、系扣。2.評定異動癥的程度。包括舞蹈（C）、肌張力障礙（D）和其他混合運動障礙。評定患者的最差功能。3.檢查所觀察到的異動癥類型（超過一項）。4.檢查異動癥的類型，錄像帶觀察導致完成任務最嚴重的、殘疾的異動癥（僅有一項）。記錄患者執(zhí)行四個任務（行走、用杯子喝水、穿上衣和系紐扣）的錄像，并進行全面嚴重程度分級（0~4級），可以鑒別不同類型和大多數(shù)嚴重的異動癥。異動癥評定量表可以清楚地定義有關軀體表現(xiàn)、運動任務的表現(xiàn)特點，減少主觀性，應用方便，可以作為統(tǒng)一帕金森病評分量表（UPDRS）的輔助方法。04Schwab和England日常生活活動量表Schwab和England日常生活活動量表（完整量表請點擊量表名稱查看）Schwab和England日常生活活動量表（SchwabandEnglandScale，SES）是Schwab和England于1969年修訂，用于評價帕金森病人日常生活活動能力的。該量表從獨立、行為能力和知覺三個方面進行評價，共分為11級。從100%、90%依次降到完全無生活能力的0%，對應1.0分、0.9分依次降到0分。分數(shù)越低，病情越嚴重。05簡易智力精神狀態(tài)量表（MMSE）簡易智力精神狀態(tài)量表（MMSE）（完整量表請點擊量表名稱查看）簡易智力精神狀態(tài)量表（Mini-mentalstateexamination，MMSE），是最具影響的認知缺損篩選工具之一，被選入診斷用檢查提綱(DIS)，用于美國ECA的精神疾病流行病學調(diào)查，WHO推薦的復合國際診斷用檢查(CID1)，亦將之組合在內(nèi)。MMSE的主要統(tǒng)計量為所有記“1“的項目(和小項)的總和，即回答/操作正確的項目/小項數(shù)，可以稱為MMSE總分，范圍為0~30。原作者以24分作為分界值：1~24分為有認知功能缺損。國內(nèi)李氏提出以17分為分界值。我們對5055例社區(qū)老人的檢測的結(jié)果證明，MMSE總分和教育程度密切相關，提出按教育程度的分界值：文盲組（未受教育）17分，小學組（教育年限≤6年）20分，中學或以上組（教育年限＞6年）24分。其結(jié)果較滿意。羅國剛等提示：文盲組為≤19分；小學組≤22分；中學或以上組為≤26分。06帕金森病睡眠障礙量表帕金森病睡眠障礙量表（完整量表請點擊量表名稱查看）帕金森病伴睡眠障礙的發(fā)生率可高達90%以上，嚴重影響患者的生存質(zhì)量。20世紀初，Chaudhuri等人設計了一個專門用來評估帕金森患者常見睡眠問題的量表——帕金森病睡眠障礙量表（PDSS）。該量表共計15項，每項問題的評分均自0分（癥狀極嚴重且持續(xù)）至10分（無癥狀）。該量表具有很強的重測信度和靈敏度，且其對睡眠問題量化的臨床有效性和可靠性也得到了例證。該量表有一定局限性，不能作為詳細評估睡眠結(jié)構(gòu)體系的金標準，但它確實是一個簡單、廉價、適用于臨床、能對帕金森病睡眠問題進行簡單半定量評估的床旁工具，通過該量表檢查可以獲得睡眠障礙潛在原因的概況。PDSS的缺陷在于半定量評估，無法明確睡眠障礙的程度，且無法確定某些特殊的睡眠障礙。07帕金森式病患者生活質(zhì)量量表帕金森式病患者生活質(zhì)量量表（完整量表請點擊量表名稱查看）PDQ-39量表由39個問題組成，能夠反映在過去1個月之內(nèi)帕金森患者的生活質(zhì)量情況，這39個問題可以調(diào)查帕金森患者的8個維度的情況：身體活動（10項）：測量帕金森患者身體活動能力；日常生活行為（6項）：測量帕金森疾病對病人的日常生活影響情況；精神健康（6項）：測量帕金森患者心理健康狀態(tài)；屈辱感（4項）：測量帕金森患者對所患帕金森病的態(tài)度；社會支持（3項）：測量帕金森病人獲取家人，朋友，社會支持鼓勵情況；認知（4項）：測量帕金森病對病人認知功能的影響；交流（3項）：測量帕金森疾病對患者語言交流的影響；身體不適（3項）：測量帕金森病帶給患者生理功能的影響情況。其中，每個題目的答案有5個選項，這5個選項表示的是最近30天內(nèi)，帕金森患者的某項生理或心理狀態(tài)發(fā)生的頻率，各個題目的分值范圍為0~4分：其中，0分表示從不，1分表示偶爾，2分表示有時，3分表示經(jīng)常，4分表示始終或是根本無法做。PDQ-39量表總分在0~156分之間，分數(shù)越高，帕金森患者生活質(zhì)量越差。以上就是常笑醫(yī)學整理的臨床常用的帕金森病評估量表，希望對臨床醫(yī)生在評估帕金森癥狀時有所幫助。2024年04月07日5019
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耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 「帕金森動物模型」建立方法詳解總結(jié)，來看看究竟有哪些？帕金森氏病（Parkinson’sDisease，PD）是一種會影響運動的進行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，老年人多見，平均發(fā)病年齡在60歲左右，癥狀會逐漸出現(xiàn)，有時始于不易察覺的單手震顫，還常導致僵硬或運動緩慢。除此之外帕金森患者也表現(xiàn)出了感覺障礙和認知功能障礙等非運動癥狀。其主要病理變化是黑質(zhì)致密部（SNpc）中多巴胺（DA）能神經(jīng)元進行性丟失并伴有紋狀體多巴胺水平的下降、α-突觸核蛋白（α-synuclein,α-Syn））為主要成分的路易小體的形成，致使得腦部指揮肌肉活動的能力受到不同程度的限制，大大阻礙了患者的活動能力。導致這一病理變化的確切因素尚不清楚，遺傳因素、環(huán)境因素、年齡老化、氧化應激等均可能參與PD多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡過程。PD的發(fā)病機制和各作用靶點之間的聯(lián)系仍是現(xiàn)今研究的熱點，因此在基礎研究中模型的制備對PD的研究具有舉足輕重的作用?？偟膩碚f，PD模型主要分為兩類，一是誘發(fā)性動物模型，二是基因修飾動物模型。下面我們一起來了解幾種常見的PD動物模型的建立方法吧！誘發(fā)性動物模型一、6-羥多巴胺（6-OHDA）模型自發(fā)現(xiàn)以來，6-OHDA一直在帕金森病的臨床前研究中扮演著重要角色。由Ungerstedt和Arbuthnott在1970年共同創(chuàng)立的單側(cè)注射旋轉(zhuǎn)模型成為了在模式動物上被最為廣泛使用的帕金森模型之一。6-羥多巴胺（6-hydroxydopamine，6-OHDA）是多巴胺的羥基化衍生物，因其化學結(jié)構(gòu)與DA類似，因此能夠同DA競爭攝取位點，進而被攝入胞內(nèi)。進入胞內(nèi)后，6-OHDA能夠被氧化分解，產(chǎn)生活性氧，通過MAO（單胺氧化酶）進一步產(chǎn)生氧自由基，或直接引起線粒體功能障礙，導致DA能神經(jīng)元死亡。因其造成動物的生物化學和神經(jīng)化學損傷類似于PD，故常被用于誘導動物PD模型。（DOI:10.1016/s0301-0082(01)00003-x）由于6-OHDA不能穿透血腦屏障，因此為了達到中樞神經(jīng)系統(tǒng)毀傷的效果，在使用6-OHDA進行帕金森造模時，需要直接注射入動物腦內(nèi)，才能損傷中樞神經(jīng)元。通過使用腦立體定位注射技術將6-OHDA注射到前腦內(nèi)側(cè)束（其向前腦傳遞多巴胺能和5-羥色胺能投射）或紋狀體靶向黑質(zhì)紋狀體多巴胺能途徑來獲得帕金森模型大鼠?！揪唧w的注射位點可以是黑質(zhì)致密部（substantianigraparscompacta,SNpc）、紋狀體（striatum）或者位于二者之間的前腦內(nèi)側(cè)束（MFB）?！靠梢赃M行單側(cè)造模與雙側(cè)造模，其中單側(cè)造?？梢蕴岣邉游锬褪芰?，并可以將正常側(cè)作為內(nèi)部控制組與造模側(cè)進行對照研究，以便于更好地區(qū)分正常與異常運動區(qū)并評估損傷引起的運動缺陷。造模方法：①SD大鼠適應一周后，腹腔麻醉，將麻醉后大鼠固定于腦立體定向儀上。（腦立體定位儀用于注射）②剪開頭皮后用棉簽輕輕擦拭顱骨表面，將前囟（bregma）和后囟（lambda）點暴露出來。③調(diào)節(jié)立體定位儀，將前囟和后囟點的高度調(diào)節(jié)到一致。以前囟（Bregma）點為原點，找到注射位點所在的坐標④用顱骨鉆沿注射坐標位點鉆孔，以保證微量注射器進針時不碰到孔壁。使用微量注射器吸取6-OHDA（注意避光），緩慢插入注射位點，以0.5ul/min的速度將6-OHDA注射到目標腦區(qū)，注射劑量為4μl。模型驗證：由于動物行為特異性差異，判斷大鼠帕金森病模型是否成功，通常以動物出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)行為的次數(shù)為標準，一般超過7轉(zhuǎn)/min即為成功的帕金森病模型，否則為不成功模型。這類模型優(yōu)點是注射靶位選取靈活，注射劑量可調(diào)，動物行為變化穩(wěn)定可靠，檢測量化性好，多用于PD的臨床前藥物研究和藥理療效判定、神經(jīng)保護、細胞移植和基因治療等方面的研究。缺點是①神經(jīng)元的毀損出現(xiàn)的較早，這與臨床PD病人的中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的漸進性死亡不同；②近距離的毀損很難把握毀損的程度，這使得采用這種方法獲取部分損毀的模型的成功率很低；③小鼠在異常不自主運動嚴重程度方面表現(xiàn)出較大的變異性，這會加大實驗數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性。二、MPTP模型利用MPTP（1-甲基-4苯基-1,2,3,6-四氫吡啶）制備PD動物模型是使用最多的一種動物模型。而MPTP對于神經(jīng)系統(tǒng)的毒性作用最早并不是在動物而是在吸毒者上發(fā)現(xiàn)的。1979-1982年期間發(fā)現(xiàn)一群加利福尼亞年輕人因吸食新型合成海洛因而患上了嚴重的不可逆的PD，出現(xiàn)了典型的PD癥狀，并且對于左旋多巴以及DA受體激動劑的治療有效。研究者在這種新型毒品中發(fā)現(xiàn)了含有少量的MPTP。隨后在一系列的動物試驗中發(fā)現(xiàn)了MPTP能夠?qū)е翽D的能力，所引起的癥狀符合臨床PD的顯著臨床表現(xiàn)，因此MPTP所處理的動物可以作為一種較為理想的PD動物模型。MPTP本身沒有神經(jīng)毒性作用，它誘發(fā)PD的機制是MPTP穿過血腦屏障，作用于神經(jīng)膠質(zhì)細胞，產(chǎn)生甲基苯基吡啶離子MPP+。MPP+能夠抑制線粒體呼吸功能，產(chǎn)生氧自由基，從而損傷DA能神經(jīng)元，造成細胞數(shù)量減少。（DOI:10.1016/s0301-0082(01)00003-x）靈長類對MPTP最敏感但受限制，大鼠和其他造模動物對此神經(jīng)毒素具有較大的抵抗力，因此常用小鼠進行造模。造模方法：在注射當天配制好新鮮的MPTP溶液，然后腹腔或皮下注射MPTP。試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配。根據(jù)實驗要求和目的，可分為快速模型和慢速模型?？焖倌Ｐ涂煞譃閱未巫⑸浜投啻巫⑸?。單次注射的劑為30mg/kg，該模型損傷輕，易恢復；多次注射的劑量為20mg/kg，每隔2h注射1次，共3-4次，該模型損傷快且嚴重，DA神經(jīng)元的損傷到死亡可以在3d內(nèi)完成。慢速模型需多次注射，每天1次，單次注射的劑量為20mg/kg,連續(xù)注射5-7d。該模型的成活率較高，實驗周期較長。模型驗證：（1）造模后進行行為學觀察參照Francois的實驗方法(包括行動遲緩實驗、抓握實驗和尾強直實驗記錄強直癥狀的變化、震顫實驗)記錄帕金森氏病的三大癥狀，觀察到小鼠出現(xiàn)尾巴僵硬豎直，身體出現(xiàn)非自主性震顫，自發(fā)活動減少，表明帕金森模型構(gòu)建成功。（2）離體腦組織中黑質(zhì)、紋狀體免疫組化染色MPTP在注射后，7d對小鼠黑質(zhì)致密部（SNpc）和紋狀體（Striatum）免疫染色。結(jié)果所示，在進行造模后，小鼠紋狀體（Striatum）末端和黑質(zhì)致密部（SNpc）的酪氨酸羥化酶(TH)陽性細胞體和纖維所形成的的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度顯著降低，且TH陽性細胞數(shù)量顯著降低，TH陽性纖維密度顯著降低。MPTP誘導的小鼠帕金森模型由于造模技術相對簡單（只需要腹腔注射）、對多巴胺神經(jīng)元的殺傷效果穩(wěn)定也得到了廣泛的認可。不少關于多巴胺能神經(jīng)元死亡機制方面的研究都采用MPTP誘導的小鼠帕金森模型作為實驗范式。Tips：（1）MPTP誘導的小鼠帕金森模型對動物的性別、體重、年齡甚至品系來源均非常敏感，因此在挑選動物的時候要十分小心。C57BL小鼠對MPTP最為敏感，而CF-W小鼠、FVB／N小鼠和Balb/C小鼠對MPTP的敏感性較C57BL小鼠稍差，CF-1和CD-1對MPTP的敏感性最差。目前較常用的小鼠為C57BL/6小鼠。老齡鼠較青年鼠對MPTP更為敏感。（2）在注射前務必適應性飼養(yǎng)1周左右。因為長距離運輸會改變腦的狀態(tài)，因此需要5-7天時間來使動物恢復并適應環(huán)境。（3）未被代謝的MPTP將會隨著動物的排泄物被釋放到墊料中，因此在注射之后小鼠需要進行嚴格的隔離飼養(yǎng)。其使用的墊料、飲水必須經(jīng)過無害化處理，然后作為醫(yī)療垃圾廢棄。（4）MPTP有劇毒，在稱量溶解和注射時一定做好個人的防護工作。三、其他（1）基于α-突觸核蛋白的模型除了多巴胺神經(jīng)元丟失之外，帕金森病的另一種典型的神經(jīng)病理標志是殘存的神經(jīng)元胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)一種嗜酸性的包涵體，即路易小體（Lewybodies，LBs）。路易小體的主要組成成分是一種叫做α-突觸核蛋白（α-synuclein,α-Syn）的突觸前蛋白。α-syn是一種在中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸前及核周表達的可溶性蛋白質(zhì)，大量證據(jù)顯示，α-syn的聚集和路易小體的形成與多巴胺神經(jīng)元的死亡有著密切的聯(lián)系。相比于使用神經(jīng)毒素殺傷多巴胺神經(jīng)元的帕金森模型，基于α-syn的帕金森病模型由于在時程上能夠較好地模擬帕金森病發(fā)生、發(fā)展的全過程，這有利于發(fā)現(xiàn)和識別新的治療靶點。（2）魚藤酮模型魚藤酮是一種天然有機磷殺蟲劑，具有高度的親脂性，能夠透過血腦屏障，進入細胞內(nèi)抑制腦內(nèi)線粒體氧化呼吸鏈復合體I的活性。由于DA能神經(jīng)元的能量代謝水平較高，對于氧化應激的敏感性較高，因此能夠造成多巴胺能神經(jīng)元的損傷或壞死。這類模型優(yōu)點是能夠在系統(tǒng)性誤差內(nèi)誘導多巴胺能神經(jīng)元的損傷或缺失，在病理、生化、致病機制、行為等方面均能較好地模擬PD相關特征。該模型同時復制出PD多巴胺能神經(jīng)細胞中的包涵體和氧化應激損傷，因此魚藤酮模型概括了PD發(fā)病中的多數(shù)重要機制。但由于魚藤酮親脂性高，所以在高劑量魚藤酮造模時，動物全身毒性作用的影響容易出現(xiàn)與PD無關的表現(xiàn)，例如心血管毒性和非特異性腦損傷，且制備過程費時、費力，不同個體制備效果不一，動物死亡率較高。（3）除草劑模型百草枯（Paraquat）等除草劑，其化學結(jié)構(gòu)與MPP+相似，也是線粒體復合物Ⅰ抑制劑，但百草枯不易透過血腦屏障，作用機制也與MPP+不同。百草枯模型可模擬PD病理和行為學方面的部分改變，在研究環(huán)境因素與PD發(fā)病機制的關系中有一定價值。（4）利血平模型利血平主要可以通過抑制去甲腎上腺素能神經(jīng)元末梢的再攝取功能，使囊泡內(nèi)貯存的多巴胺(DA)及其他的兒茶酚胺類遞質(zhì)耗竭。該模型迅速易得，一定程度上模擬了PD的臨床表現(xiàn)和神經(jīng)化學改變，對快速評價治療帕金森病的藥物具有重要的價值。但它存在明顯的不足：一是藥物注射造成的運動障礙在不同時間和不同個體之間變異性較大；二是利血平同時引起了多種遞質(zhì)釋放并且無法造成類似PD的病理改變。因此該模型的應用只局限于探索藥物影響肌僵狀態(tài)的實驗中，對其他的運動癥狀的研究現(xiàn)已很少應用。（5）脂多糖（LPS）模型LPS是一種強有力的炎癥刺激物，可以通過多種方式給予動物：黑質(zhì)內(nèi)注射、蒼白球注射、紋狀體注射和腹腔注射給藥。LPS可明顯激活黑質(zhì)小膠質(zhì)細胞，隨后導致DA神經(jīng)元死亡，是PD模型的理想模型，但是周期較長，4個月到12個月不等?；蛐揎梽游锬Ｐ停?）DJ-1基因敲除模型DJ-1是一種重要的帕金森病相關致病基因，可通過氧化應激使蛋白酶體降解系統(tǒng)紊亂，將胞質(zhì)內(nèi)蛋白轉(zhuǎn)移至線粒體，使線粒體功能異?；蚪档汀J-1基因敲除小鼠或DJ-1表達下調(diào)的DA能細胞對氧化應激的敏感性增加，細胞抗氧化應激能力降低及相應信號通路發(fā)生改變，致使神經(jīng)元凋亡加速，從而可能制作出帕金森病基因修飾動物模型。（2）PINK1基因敲除模型PINK1為腦組織胞內(nèi)以及線粒體外膜上的一種蛋白激酶，具有抗凋亡、抗氧化作用。該基因突變能夠?qū)е录毎l(fā)生氧化應激損傷。PINK1基因突變小鼠腦內(nèi)DA能神經(jīng)元數(shù)量、DA受體含量水平均不發(fā)生變化，但是紋狀體內(nèi)的DA釋放量下降，兒茶酚胺釋放量和釋放頻率下降，這說明PINK1對紋狀體突觸可塑性以及DA釋放發(fā)揮著重要作用。（3）LRRK2轉(zhuǎn)基因模型LRRK2（Leucine-richrepeatkinase2）蛋白主要分布于胞質(zhì)和線粒體外膜上，對神經(jīng)元維持、囊泡運輸和大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)釋放都具有重要作用。LRRK2突變損害多巴胺神經(jīng)傳遞但不影響神經(jīng)元丟失，而通過異源啟動子或病毒傳遞過表達LRRK2則會導致小鼠的多巴胺神經(jīng)元死亡。該基因是最常見的PD常染色體顯性遺傳致病基因，且常見于晚發(fā)型PD，所以也常被用來進行基礎研究以獲得PD表型。（4）SNCA轉(zhuǎn)基因模型在PD的基因動物模型中，SNCA轉(zhuǎn)基因模型也是被最廣泛使用的。SNCA是第一個被發(fā)現(xiàn)與家族性PD相關的基因，編碼α-syn。全基因組關聯(lián)分析表明SNCA與PD發(fā)病密切相關，SNCA基因高表達是PD的一個重要病理學標志。2024年02月23日2730
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