正常老年人及老年前期海马、内嗅区MRI与组织学的研究

1、    正常老年人及老年前期海马、 内嗅区MRI与组织学的研究        【摘要】目的研究正常老化过程对人脑海马、内嗅区形态与组织学影响，为检测疾病状态下海马、内嗅区的改变提供参考依据。方法应用MRI与组织学测量相对照的实验方法， MRI测量20例无明显神经系统疾病的人脑，在通过几个特定冠状层面上（前联合、乳头体及外侧膝状体），测量海马、内嗅区皮层厚度及面积；组织学方面应用像分析仪进行神经元计数。结果在以上几个层面上，海马、内嗅区皮层厚度、面积以及相对应的神经元

2、数量不随年龄增长而减小；应用相关分析统计法结果表明MRI与组织学面积测量之间有明显相关性。结论正常老化过程中，不出现海马、内嗅区相应层面上的萎缩及神经元丢失；应用MRI对某些疾病的早期诊断可以提供重要的参考依据。【关键词】衰老神经元磁共振成像海马 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 传统病理学认为，随着年龄的增长，人脑将出现脑重量减轻、体积萎缩、神经元缺失。近年来，一些作者对以上某些观点提出质疑。目前关于此方面的观点还很不一致。本文应用MRI与组织学测量相对照的实验方法，选择在某些老年人变性疾病中易受损的海马、内嗅区作为实验对象，来探讨正常老化对海马、内嗅区形态与组织学的影响。对象和方法一、对象此项实验所用标本均为大于40岁、非中枢神经系统疾病致死的人脑,共20例，平均年龄（62.7±13.5）岁；男性12例，女性8例。死亡

8、原因有外伤、心肌梗死等。由首都医科大学宣武医院病理科与公安部刑侦所法医中心协助提供的尸检人脑标本，死亡时间在1996年12月至1998年2月间。其生前无痴呆及其他明显的神经系统疾病的病史,所有标本切片经Bodian染色，计数其神经原纤维缠结及老年斑数均少于Alzhzeimer病(AD)病理诊断标准的低限值。所有脑标本均在死后248小时内取出，经10.9福尔马林液固定16个月待用。并将20例脑标本按年龄分为两组：老年前期组10例，年龄4059岁,平均年龄（51.1±5.9）岁；老年组10例，年龄6087岁,平均年龄（74.3±6.9）岁。二、方法1.MRI测量：将固定好的人脑

9、首先进行MRI检查。采用SE序列，重复时间/回波时间：2 000/20毫秒，2次平均，取5 mm层厚，无间隔。Fov 200 mm×200 mm, 矩阵192×256。以额枕叶最低点连线为基准，在垂直于此线的三个特定冠状层面（乳头体、前联合、外侧膝状体平面，13），测量内嗅皮质区的皮层厚度、面积及海马与颞叶面积比值。1通过前联合平面MRI像，患者52岁，显示内嗅区在颞叶腹内侧杏仁核的内下方。上端以半月沟为界，向外下至侧副裂结束。为半月沟，?为侧副裂2通过乳头体平面MRI像，患者59岁，显示内嗅区上方以海马裂为界，向外下至侧副裂结束。为海马裂，?为侧副裂3通过外侧膝状体平面M

10、RI像，患者52岁，显示海马面积测量。外上衬覆侧脑室壁，包括海马CA1-4四个分区。在海马裂下方CA1区向内下呈楔形移行为下托，在进行海马面积测量时以此楔形区域作为海马与下托分界2.组织处理：在与MRI测量相同的断面上切脑(46)，取5 mm厚海马及内嗅区组织块，进行脱水、透明、浸蜡处理，然后行石蜡包埋。连续切片取10 m厚，每间隔10张取一张。每一层面的连续切片均分别行HE、Bodian及尼氏体染色（焦油固紫染色）。4通过前联合平面脑片像，患者74岁5通过乳头体平面脑片像，患者52岁6通过外侧膝状体平面脑片像，患者78岁3.像分析：应用MPIAS-500多媒体彩色病理文分析系统测量切片海马、

11、内嗅皮质区面积，并在中倍镜视野下（×20）应用像分析仪测量海马各分区及内嗅区神经元密度。具体测量方法：在通过前联合、乳头体的冠状平面的切片上，在内嗅区的中间部位，首先垂直于该处软脑膜，以像分析仪显示屏为单位面积，计数神经元及胶质细胞数量。此屏幕计数结束后，继续垂直软脑膜移动至与第一屏毗邻的屏幕，继续计数。这样连续移动屏幕，直至到达灰白质交界处。在通过外侧膝状体的平面上，按照Lorente de No 1934年提出的海马分区方法，将海马分为CA4、CA3、CA2及CA1四个亚区，分别计数不同亚区的神经元数及胶质细胞数量。应用SE166镜头置换显微镜，连接于像分析仪，可用来测量切片面积

12、值。在通过前联合及乳头体的平面上测量内嗅区的面积值，在通过外侧膝状体的层面上测量海马及颞叶的面积。所测得的面积值分别乘以相对应的神经元密度值，从而得出特定断面的切片中神经元及胶质细胞总数。4.数据统计：将测量结果按年龄不同分为两组（6087岁为老年组，4059岁为老年前期组）。用SPSS统计软件进行两组均数t检验。比较两组在三个特定冠状平面上海马、内嗅区面积、皮层厚度、神经元及胶质细胞数量。并对MRI及像分析仪测量结果进行相关分析。结果1.MRI显示，在通过前联合、乳头体的冠状平面上，两组内嗅皮质厚度及面积值无显著性差异，见表1。表1MRI通过前联合和乳头体平面测量两组内嗅区皮层厚度及面积检查

13、平面及组别例数皮层厚度（cm）面积（cm2）左侧右侧左侧右侧前联合平面老年组100.29±0.080.29±0.070.59±0.180.64±0.14老年前期组100.34±0.080.32±0.070.64±0.180.69±0.15乳头体平面老年组100.25±0.040.26±0.060.43±0.120.42±0.04老年前期组100.29±0.050.30±0.060.48±0.160.47±0.08注：两组同侧测得的内嗅区

14、皮层厚度和面积均以老年前期组大于老年组，可能由于例数太少，经t检验差异均未达显著界值（P均>0.05）2.MRI显示在通过外侧膝状体平面上，海马的面积及其与颞叶面积比值不随年龄的增长而减少，见表2。表2MRI通过外侧膝状体平面海马面积及海马/颞叶面积组别例数海马面积(cm2)海马与颞叶面积比值左侧右侧左侧右侧老年组100.50±0.080.51±0.110.04±0.010.04±0.01老年前期组100.63±0.160.71±0.250.04±0.010.04±0.02注：两组t检验，P>0.05

15、3. 应用像分析仪测量结果表明，在通过前联合及乳头体的平面上，内嗅区神经元和胶质细胞密度不随年龄增长而减少，见表3。表3像分析仪测量通过前联合和乳头体平面两组内嗅区单位面积细胞数检查平面及组别例数神经元数胶质细胞数左侧右侧左侧右侧前联合平面老年组106.78 ±2.815.02±0.7029.32±5.4329.49±5.62老年前期组98.08±2.715.46±1.1127.99±5.0229.14±4.62乳头体平面老年组107.30±1.934.53±1.0332.99±4.7

16、433.91±6.18老年前期组96.89±2.374.99±0.4633.02±4.7529.29±3.74注：两组t检验，P均>0.05 4. 应用像分析仪测量结果显示，在通过外侧膝状体平面上，海马各区神经元及胶质细胞密度两组无统计学差异，见表4。表4像分析仪测量通过外侧膝状体平面两组海马单位面积细胞数海马分区神经元数胶质细胞数左侧左侧右侧右侧左侧左侧右侧右侧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：:老年组9例；：老年前期组10例；两组比较经t检验，P均>0.055.通过相关分析统计结果表明，MRI测量海马及内嗅区面积数值与像分析测量结果有明显相关性，其中前联合平面相关系数左侧0.609,右侧0.730;乳头体平面左侧0.588,右侧0.708;外侧膝状体平面左侧0.713,右侧0.860。6. 两组切片进行老年斑及神经原纤维缠结计数发现，老年斑在各年龄段出现频率均大于神经原纤维缠结，但两者数量与

19、年龄无明显的正相关。而且其老年斑及神经原纤维缠结数量均未达到目前较公认的AD病理组织学诊断标准。 讨论一、两组标本间海马、内嗅区形态及组织学测量数值的比较传统医学认为，人脑在正常老化过程中，将出现一系列形态及组织学改变，如脑重减轻、体积萎缩、神经元丧失等，并将以上改变作为正常生理演变过程1，2。随着医学的发展和检测手段的提高，近年来有些作者对以上某些观点提出了质疑3，4。目前关于此方面的争论仍无统一的认识。我们此项实验选择在某些老年变性疾病中最易受累的内嗅区及海马作为研究对象，在通过几个特定解剖部位的冠状层面上应用MRI测量其皮层厚度、面积数值。老年组及老年前期组比较，前者均小于后者，但t检验

20、结果，P均>0.05, 差异无显著意义；在通过外侧膝状体的冠状切面上，海马及颞叶的面积以及两者比值两组之间差异无显著意义（P>0.05）。同时，组织学测量表明，在以上特定的断面上，两组人脑海马各亚区及内嗅皮质的神经元、胶质细胞密度及总数也无显著性差异。一些研究者的实验结果也支持我们的结论5-7。但也有一些定量实验得出了与我们相反的结论8-10。我们认为，这与定量测定方法和标本的选择有关。我们此项实验在核磁测量过程中，严格掌握所选定的测量平面，规范测量方法，努力提高测量精度。在使用像分析仪进行神经元计数实验中，为提高计数的准确性，我们在切片的选择中采取连续切片，每隔100 m取一张，

21、以避免大神经元同时出现在不同切片上。另外，在选择脑标本时，我们严格掌握筛选标准，并通过核磁及大体解剖观察，淘汰那些不符合要求的标本。由于筛选标本的要求比较严格，因而符合要求的标本数量较少。我们此项实验共收集20例，例数较少，也是影响实验结果的一个因素，我们在分析实验结果时也考虑到这一点，因而每例多处取材，尽量弥补例数的不足。MRI测量结果表明，两组标本内嗅区皮层厚度数值重叠性大，经与颞叶新皮层厚度进行校正后，两组数值比较仍无显著性差异。内嗅区及海马面积测量数值也有重叠，统计结果两组数值无显著性差异。二、海马、内嗅区形态与组织学研究在对AD患者进行早期诊断方面的意义随着世界老龄化的进展，老年人中

22、枢神经系统变性性疾病的发病率逐渐增高。其中对AD的研究也越来越深入。研究者们相继制定了一些临床病理诊断标准11-13，这些标准在统一诊断指标、指导临床诊断方面确实起了很大作用。但另一方面，这些诊断量表条目繁琐，应用时医师们主观判断影响大。另外，随着研究的进一步深入，发现有些尸检人脑内的老年斑及神经原纤维缠结远远超过病理诊断标准，但临床上并无痴呆症状13。因而，有些作者认为神经元的丧失更能反映损伤的累积效应，同时也可能是造成AD患者记忆、认知功能障碍的主要因素。我们的实验表明，正常老化过程中无痴呆人脑海马、内嗅区神经元数量不随年龄增长而减少，从而从另一个侧面证实了以上结论。以往大量研究结果表明，

23、海马、内嗅皮质区对AD有明显的易损性。即使在早期AD患者即出现一系列形态与组织学改变，包括体积萎缩、神经元丧失等，而此时新皮质并不受累14，15。我们此项实验结果表明，在正常老化过程中，无痴呆老年人脑内，海马、内嗅区并不出现以上病理改变。从而证实了AD与正常老化有着本质的区别，而不是象有些作者认为的那样，AD与正常老化只有量的差异而无质的区别。另外，通过对海马、内嗅区进行形态及组织学测量，可以为临床诊断AD提供依据，从而为生前早期诊断AD奠定基础。作者单位：冯景阳、徐庆中、卢德宏、杨虹100053 北京, 首都医科大学宣武医院病理科,李坤成、刘树良核磁室参考文献1Brody H. Organi

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