近日，首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心联合国家中心神经影像中心，在《Movement Disorders》（IF: 9.69）上发表了题为“Multimodal Imaging of Substantia Nigra in Parkinson’s Disease with Levodopa-Induced Dyskinesia”的研究型文章。本研究通过3T多模态磁共振成像包括（T1、QSM、NM、dMRI及fMRI)探索PD-LID患者黑质结构及功能影像学改变特征及其与LID严重程度的关系，揭示了LID的潜在发病机制。第一作者：苏东宁，甘亚文，张喆；通讯作者：吴涛，荆京，冯涛。

左旋多巴诱导的异动症（levodopa-induced dyskinesia, LID）是帕金森病患者常见的运动并发症，临床多表现为异常不自主运动，包括四肢及躯干的舞蹈样及肌张力障碍样动作。LID的出现会限制左旋多巴的应用，影响PD患者的生活质量。研究发现黑质（substantia nigra, SN）变性是LID发生的必要起始因素，但SN的具体变性特征仍不明确。先进的神经影像学技术可以反映PD-LID患者的SN的结构和功能改变特征，一项基于定量磁化率成像（quantitative susceptibility mapping, QSM）的研究发现PD-LID与SN中铁的过度沉积有关。然而目前对LID的研究主要集中在整个SN，SN亚区如黑质致密部（substantia nigra pars compacta SNpc）由相对紧密排列的多巴胺神经元组成尚未进行研究，这可能是导致LID的异常多巴胺能反应的重要原因；其次尚未对PD-LID患者的SN进行多模态磁共振成像研究（如NM、dMRI、fMRI）。多模态MRI技术可以更加全面地反映黑质亚区的铁沉积、神经黑色素含量、微观结构及功能变化，有助于进一步探索LID患者中SN的改变特征及其在LID发病机制中的作用。

此研究纳入29例PD-LID患者、37例PD-nLID患者及28名健康对照者，所有参与者获得了3D-T1、QSM、dMRI和fMRI成像，其中22例PD-LID患者、30例PD-nLID患者和27例健康对照者中获得NM成像，12例PD-LID患者和12例PD-nLID患者在左旋多巴摄入前后均获得了fMRI成像，测量SNpc的QSM值、对比度噪声比值（contrast-to-noise ratio, CNR）、SNpc到壳核的功能连接（functional connectivity, FC）以及黑质后部（（posterior substantia nigra，pSN）的细胞内体积分数 (intracellular volume fraction, ICVF)、各向同性水分子体积分数(isotropic diffusion, IsoVF)、神经突方向离散度 (orientation dispersion, OD)、分数各向异性（fractional anisotropy, FA) 、平均扩散率 (mean diffusivity, MD)。

图1 多模态MRI分析流程图

结果显示与PD-nLID患者相比，PD-LID患者SNpc的铁沉积增加、NM减少、pSN的神经突微观结构改变(即ICVF增高)、SNpc到壳核的FC增加，并且SNpc到壳核的FC与UDysRS评分(即异动的严重程度)正相关。

图2  A. PD-LID组SNpc的QSM值显著高于PD-nLID及HC；B. PD-LID组SNpc的CNR值显著低于PD-nLID组及HC组；C. PD-LID组pSN的ICVF值显著高于PD-nLID组

图3 A. 关期状态下，PD-LID组SNpc到壳核的FC显著低于PD-nLID组；B. PD-LID组SNpc到壳核的FC与UDysRS总分正相关；C. 服药前后FC的改变

综上所述，该项研究通过多模态MRI分析表明，与PD-nLID患者比较，PD-LID患者SN的微结构改变及功能连接改变差异可能与LID发病机制相关，本研究提示PD患者在严重多巴胺能丢失时出现SN的代偿性结构和功能改变(即ICVF和FC增高)，引起突触后异常激活模式，导致LID发生，为LID的机制研究提供了新思路。

该研究得到了国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目等支持。