转放射性脑损伤

放射性脑损伤

放射性脑损伤是颅内肿瘤、脑血管畸形、头颈部恶性肿瘤治疗后产生的一种常见的并发症。随着直线加速器、X刀、γ刀、光子刀、组织间近距离放疗等放射技术在临床工作中的广泛应用,放射性脑损伤的发病率也逐渐提高。随着磁共振波谱(MRS),单光子发射计算机体层扫描(SPECT)及正电子发射体层摄影(PET)等技术的发展,放射性脑损伤的诊治有了较大的飞跃,放射治疗强度的调整亦被放射治疗专家所重视,从而增强了对放射性脑损伤的认识。现仅对其发生机制、影像学改变及治疗方面的进展综述如下。连云港市第一人民医院神经外科陈军

1 发生机制

    放射性脑损伤的发生机制尚不很清楚,可能与下列因素有关。

1.1 放射线直接损伤脑组织 快速分裂细胞对放射线尤为敏感。Kurita等发现成年大鼠脑部放射后8h白质细胞凋亡即达高峰,以少突胶质细胞的凋亡为主,致使少突胶质细胞的更新和替代障碍,从而引起脱髓鞘。

1.2 血管损伤引起继发性脑组织缺血、坏死 放射性脑损伤的病理包括血管内膜反应性增生、增厚,管壁变厚、管腔狭窄,多累及中小动脉,也可累及颈内动脉等大血管。Kamiryo等用辣根过氧化物酶作为示踪剂,电镜扫描脑部经γ射线照射的大鼠,发现照射区毛细血管网增粗,基膜空泡形成,毛细血管密度低于未照射区且平均管径增大。认为血管改变是放射性损伤的基础。用血管渐进性病变可以解释放射性脑损伤潜伏期长以及照射区以外脑组织继发性损害的特点。

1.3 自身免疫反应 在某些情况下神经组织对放射线有较高的敏感性,可出现自身免疫反应,最终导致脱髓鞘。

1.4 自由基损伤 放射线使组织内部分酶活性发生改变,使其处于功能不全状态。自由基损伤和免疫反应的参与,引起缓慢、持久、进行性的病理变化,这也可以解释放射性脑损伤潜伏期长的特点。多数学者认为以上几种机制并非相互独立,而是多因素共同作用。

2 病理组织学基础与临床

    根据放疗反应出现的时间将放射性脑损伤分为急性期、早期迟发性反应和晚期迟发性反应。急性期(数小时-3周)临床上少见,主要由于血脑屏障受损,通透性增加而导致脑水肿、颅内压增高和一过性神经功能障碍等,一般可自愈。该期组织学改变主要为血管内皮的损伤,这是因为血管内皮细胞对放射线较敏感,最易被损伤。此外,急性放射性脑损伤与单次剂量关系密切,单次剂量>3Gy及照射体积过大均可明显提高急性放射性脑损伤的发生率。早期迟发性反应(3周-3个月),主要是少突胶质细胞的脱髓鞘病变伴轴索水肿。临床多表现为嗜睡及精神障碍,一般经治疗可恢复。晚期迟发性反应(3个月-数年),分局限性放射性脑坏死和弥漫性放射性脑坏死两类,主要为小血管的玻璃样变和纤维素性坏死,同时伴管腔狭窄、内膜增生、血管周围水肿,血栓形成和点片状出血,白质内伴有不同程度的钙化。晚期放射性坏死最具特征性的组织学改变是嗜酸性细胞和纤维素渗出,并沿灰白质交界处蔓延。临床表现为局限性神经功能障碍且呈进行性加重,可出现一侧肢体运动、感觉障碍,失语,癫痫,智力减退和精神异常。

3 影像学诊断

3.1 MRI和CT 射性脑损伤在普通MRI和CT上的表现多无特异性。CT平扫示病灶呈低密度,病灶周边水肿明显。MRI平扫T₁WI上多数呈低信号,在T₂WI上实质部分有低信号区,而中央坏死区表现为高信号。由于血脑屏障的异常通透性,放射性坏死区在CT和MRI上也可增强,因而与肿瘤复发难以鉴别。

3.2 MRS  MRS检查作为一种检测人体内化合物含量的无创性技术与MR传统成像技术有较大区别,它以化合物或单质的化学位移频率分布曲线来表示检查结果,而不是以图像灰度对比显示病变。MRS提供的信息早于MRI,因为生化指标和代谢信息的改变早于疾病的形态学改变,对鉴别放射性脑损伤与肿瘤复发有一定的价值。

    目前临床及科研常用于脑检测的是质子磁共振波谱(¹HMRS)。其测定的代谢产物有天门冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、磷酸肌酸(PCr)、胆碱(Cho)、肌醇(MI)、乳酸(Lac)、脂类(Lip)等。在放射性坏死中NAA/Cr和NAA/Cho均降低,而Cho/Cr明显提高,如NAA进行性下降则往往提示脑损伤的程度愈加严重。原位肿瘤复发则主要是Cho增加,而坏死组织中胆碱和乳酸盐的高峰是不存在的。由此可见,胆碱是鉴别肿瘤复发和放射性损伤最主要的代谢物,特别是对放疗前后胆碱值的测定具有更重要的意义。但对胶质瘤放疗后的患者,仅用¹HMRS去评价脑损伤和肿瘤复发则要慎重,特别是评价恶性度高的胶质瘤¹HMRS有时会得出与上述结论相矛盾的结论。

3.3 磁共振灌注成像(MRP) 磁共振灌注成像是静脉注射高浓度的Gd-DTPA后进行的MR动态成像,借以评价毛细血管床的状态和功能。临床上主要用于肿瘤恶性度的评价,以及鉴别放疗后的MRI所见是放疗反应、瘢痕抑制或肿瘤复发。测量局部脑血流量图(rCBV)可提供病理血管信息,以精确地鉴别肿瘤复发和放射性坏死,缺乏新生血管的rCBV信息往往与放射性坏死的关系更密切,反之则提示肿瘤复发。Sugahara等应用MRP测量脑肿瘤放疗后脑增强区域标化的相对血流容积比,发现包括放射性脑损伤非肿瘤强化灶的rCBV比低于0.6,而肿瘤复发的强化病灶rCBV比高于2.6,当rCBV比在0.6~2.6之间时,MRP无法鉴别,必须进一步行²⁰¹ T-SPECT检查。

3.4 SPECT  SPECT和PET是利用放射性药物试剂行脑显像技术,试剂按血脑屏障改变渗透剂、大脑正常细胞弥散剂、代谢受体结合剂及抗原抗体结合剂进行分类。SPECT一般采用的同位素标记物为^99m锝-甲氧基异丁基异腈(^99mTc-MIBI)及²⁰¹铊(²⁰¹TI)。放射性坏死一般无同位素浓集,LPN值(LesionPNormal)<2.5,在肿瘤区通常有同位素浓集,LPN>2.5其机制尚不清楚。Lamy-Lhullier等采用^99mTc为示踪剂检测22例患者,以鉴别放射性坏死或肿瘤复发并与随后的活检或临床随访结果进行对比,发现检测肿瘤复发的灵敏度为73%,特异度为85%,阳性预测值为91%,阴性预测值为60%,认为阳性结果基本可确定肿瘤复发,但阴性结果鉴别意义不大。

3.5 PET  PET可以了解血脑屏障是否完整和脑循环灌注情况及氧、葡萄糖、氨基酸等的代谢情况。临床上常应用¹⁸F-氟脱氧葡萄糖(¹⁸F-FDG)反映细胞的糖酵解速率,应用蛋氨酸MET等测定氨基酸代谢情况,放射性坏死代谢率低于正常脑组织,通常FDG或MET摄取减少,而肿瘤区摄取明显增加。Chao等采用¹⁸F-FDG研究47例接受立体定向放射治疗后的肿瘤患者,对于所有肿瘤,¹⁸F-FDG的灵敏度为75%,特异度为81%,对于脑转移瘤灵敏度为65%,特异度为80%。¹⁸F-FDG结合MR共同评价的灵敏度为86%,特异度为80%。研究认为,¹⁸F-FDG结合MRI可有效鉴别坏死及复发性脑转移瘤。

放射性脑损伤的影像学诊断以CT和MRI作为常规检查方法,但MRI对病变的显示,特别是水肿范围的观测较CT敏感,当出现放射性脑损伤的影像学改变时,首选MRI检查。MRP能评价放射性脑损伤引起的毛细血管水平的组织灌注改变。MRS能提供放射性脑损伤生物化学方面的代谢信息。MRP和MRS对检测放射性脑损伤的急性期及早迟发期的改变具有诊断意义。SPECT和PET能在代谢活性水平上成像,对晚迟发期放射性脑损伤及肿瘤复发具有鉴别诊断价值。

4 治 疗

4.1 药物 最初的治疗以皮质醇为主,其机制为抗炎、消水肿、减少细胞因子释放、抑制免疫反应。其有助于稳定毛细血管的完整性,但不能阻止放射性脑损伤的临床进程。在早期以脑水肿为主要表现时,激素治疗是有效的,通常疗程长,多超过3个月,故增加了一些并发症的风险,如感染、近端肌无力、骨质疏松等。Kondziolka等研究了21-氨基酸类固醇U-74389G对放射性脑损伤的作用,发现高剂量(15mg/kg)U-4389G具有保护作用,并且在100Gy剂量组中保护作用最为明显。

    还有研究报道用神经节苷酯(GM1)治疗放射性脑损伤的患者收到了较好的效果。GM1是一种细胞膜脂质稳定剂,可有效阻断放疗后电离辐射的直接损伤及继发的自由基损伤,促进神经修复,从而改善临床症状。GM1对放射性脑损伤的治疗作用可能是通过激活细胞膜Na⁺-K⁺-ATP酶活性,减少膜内K⁺外流和Ca²⁺内流,防止膜脂质水解,阻断自由基的细胞膜脂质过氧化-自由基循环等几个途径实现的。

4.2 高压氧 高压氧可提高组织氧分压,刺激内皮生长因子生成,激活细胞及血管修复机制。Feldmeier等分析74例有关高压氧治疗放射性脑损伤的报道,其中67例报道有治疗或预防效果,未使用高压氧的病例常需外科治疗。因而认为,高压氧可作为放射性脑损伤的常规治疗,并与药物治疗同时进行。

4.3 手术 放射性脑坏死患者如果出现进行性神经功能障碍,颅内压增高,长期依赖激素治疗,影像学提示广泛性脑水肿和占位效应,可行手术治疗,切除坏死组织。当肿瘤复发与放射性脑坏死难以鉴别,而病灶占位效应又较明显时,也应积极手术切除病灶。