Studie om mekanismen för tidig hjärnskada och omfattande intervention av VCI

Det huvudsakliga forskningsinnehållet i detta projekt fokuserar på ovanstående tre nyckelfrågor: att studera rollen och mekanismen för cerebral hypoperfusion i den tidiga patogenesen av VCI; att etablera en prediktiv modell för tidig diagnos av MRI vaskulär hjärnskada och PET-A β-patologi; att utforska den kliniska effekten av tidig omfattande intensiv intervention av VRF på förebyggande och behandling av VCI.

1. Att utforska rollen och mekanismen för cerebral hypoperfusion i den tidiga hjärnskadan av VCI.

1. Sambandet mellan vaskulär riskfaktorbörda och VCI Vaskulär riskfaktor (VRF) är inte bara en viktig faktor i förekomsten och utvecklingen av VCI, utan också det huvudsakliga interventionsmålet. Att belysa sambandet mellan VRF och VCI kan ge en viktig teoretisk grund för dess tidig förebyggande och behandling. Vissa kliniska studier har visat att långvarig VRF-belastning är nära relaterad till minskningen av det globala cerebrala blodflödet hos unga och medelålders personer utan stroke, vilket tyder på att det finns ett nära samband mellan VRF, cerebral hypoperfusion och kognitiv funktionsnedsättning, men det behöver förtydligas ytterligare i kliniska kohortstudier. I detta projekt etablerades en klinisk kohort av VCIND, inklusive 500 medelålders och äldre personer med VRF-börda, och deras fullständiga demografiska information samlades in. Den totala VRF-bördan bedömdes med Framingham Stroke risk Assessment-skalan, och försökspersonerna delades in i lågriskgrupp (10-års strokerisk < 10%), medelriskgrupp (10-års strokerisk 10%) och högriskgrupp grupp (10-års strokerisk > 20%) för uppföljning. Förändringarna av kognitiv funktion i baslinjen och 3-års uppföljningsperioden mättes. Sambandet mellan VRF-belastning och kognitiv nedgång i VCI analyserades med en blandad effektmodell, och huruvida minskad cerebral perfusion medierade denna korrelation analyserades med en förmedlande effektmodell.
2. Rollen av cerebral hypoperfusion i den tidiga hjärnskadan av VCI. Många experimentella studier har visat att kronisk cerebral hypoperfusion kan spela en viktig roll i förekomsten och utvecklingen av VaD och AD. Stora data från 1171 patienter med sent debuterande AD i den senaste studien visade att de tidiga patologiska förändringarna i AD kanske inte är en A β-kaskad, utan en minskning av cerebralt blodflöde, vilket tyder på att cerebral hypoperfusion kan spela en viktig roll i kognitiv försämring . Det finns dock fortfarande en brist på systematisk prospektiv studie om rollen av cerebral hypoperfusion i den tidiga patogenesen av VCI. Baserat på upprättandet av en kohort av tidig VCI-population användes arteriell spinnmärkt magnetisk resonanstomografi (ASL-MRI) för att observera förändringarna i hela hjärnan och regionalt cerebralt blodflöde hos 300 VCIND-personer under den 3-åriga uppföljningsperioden . Försökspersonerna delades in i 3 grupper för uppföljning enligt tertilvärdet för det relativa totala cerebrala blodflödet (rCBF) vid baslinjen. Samtidigt inkluderades 100 patienter med normal kognitiv funktion som matchade kön, ålder och utbildningsnivå som kontroller. Förändringarna av kognitiva funktioner hos försökspersonerna utvärderades med en fullständig neuropsykologisk skala. Uppföljningsresultatindikatorerna var följande: VCIND utvecklades till VaD, VCIND utvecklades till AD eller andra typer av demens, minskande VCIND, stabil VCIND och kognition förblev normal. Modellen med blandad effekt användes för att analysera rollen av cerebral hypoperfusion i den tidiga hjärnskadan av VCI.
3. Skador på blod-hjärnbarriären och neurala nätverk i det tidiga skedet av VCI. Integriteten hos neurala nätverk är den neurala grunden för kognitiv funktion, och blod-hjärnbarriären är en viktig del av neurovaskulära enheter. Tidigare experimentella studier av forskarteam har visat att kronisk cerebral hypoperfusion kan leda till skador på neurala nätverk och blod-hjärnbarriär i många hjärnregioner, inklusive hippocampus. Försökspersonerna följdes upp longitudinellt för att observera förändringarna av blod-hjärnbarriären och neurala nätverk. Utfallsindex för 3-årsuppföljning var följande: VCIND utvecklades från VaD till AD och andra typer av demens, VCIND, stabil VCIND och kognition förblev normal. Genom att jämföra det multidimensionella förhållandet mellan blod-hjärnbarriär, neurala nätverk och kognitiva utfall i tid och rum, avslöjades mekanismen för hjärnfunktion och strukturskada hos patienter med tidig VCI ytterligare.

2. Prediktionsmodell för tidig VCI-diagnos baserad på bildteknologi och dess nyckeltekniker.

Tidigare studier har visat att förekomsten och utvecklingen av VCI inte bara är nära relaterad till strukturella MR-index såsom hjärninfarkt, cerebral atrofi och cerebral mikrovaskulär sjukdom, utan även till funktionella MR-index såsom cerebral hypoperfusion och hjärnans ultrastrukturella skador. Ett kvantitativt VCI-utvärderingssystem baserat på ovanstående bildindexfusion har dock inte etablerats för närvarande. Å andra sidan har upp till 40-80 % av VCI-patienterna AD-liknande patologiska förändringar som kännetecknas av Aβ. Effekten av Aβ-patologi på kognitiv försämring hos patienter med VCI och om A β-patologiska indikatorer behöver inkluderas i diagnosen VCI behöver fortfarande klargöras i kohortstudier. Detta projekt avser att använda artificiell intelligens (AI) algoritm, kombinerat med MRI vaskulär hjärnpatologisk skada och relaterade faktorer som påverkar kognitiv funktion, för att bygga en VCI-diagnosprediktionsmodell lämplig för klinisk tillämpning, och verifiera den i kohortstudien. Samtidigt integrerades de molekylära patologiska Aβ-bilderna baserade på PET för att etablera en VCI-diagnosprediktionsmodell lämplig för klinisk vetenskaplig forskning, och ytterligare klargöra den möjliga rollen av Aβ-patologi i förekomsten och utvecklingen av VCI.

1. Etablering av VCI-diagnos och prediktionsmodell. Trehundra icke-demenspatienter (inklusive patologi av VRF och/eller vaskulär hjärnskada) inkluderades. Enligt kliniska data, bilddata och systematiska neuropsykologiska utvärderingsresultat delades alla försökspersoner in i VCIND och icke-VCIND (inklusive kognitiv normal eller andra typer av kognitiv funktionsnedsättning). Förändringarna av kognitiv funktion utvärderades systematiskt under 3-årsuppföljningen. Två typer av utfallsindikatorer definieras som kognitiv försämring och kognitiv retention. Indexen för olika grader och former av hjärnskada (inklusive vaskulära riskfaktorer, strukturell MRT, ASL-MRT och DTI) registrerades vid baslinjen, och motsvarande kvantitativa analys utfördes med utfallsindex. AI-algoritm användes för att etablera en tidig VCI-diagnosmodell lämplig för klinisk tillämpning. Enligt det kognitiva resultatet av den 3-åriga uppföljningsperioden etablerades en modell för att förutsäga det kognitiva resultatet av VCIND genom avbildningsindikatorer vid baslinjen. Dessutom testades 50 försökspersoner i VCIND-gruppen och 50 försökspersoner i icke-VCIND-gruppen vid baslinjen med 11C-PiB PET, och de patologiska Aβ-bilderna fusionerades med de ovan nämnda MRI-bilderna för att fastställa en VCI-diagnos och utvärdering system lämpligt för klinisk vetenskaplig forskning.
2. Verifiering av VCI diagnostisk och prediktiv modell. I slutet av 3-årsuppföljningen utvärderades försökspersonernas hjärnskada och kognitiva funktion på nytt. Enligt den nyligen diagnostiserade VCIND verifierades tillförlitligheten och validiteten hos den diagnostiska och prediktiva modellen, och den kliniska tillämpningsmodellen och den vetenskapliga forskningsmodellen verifierades. Känsligheten och specificiteten för typ A jämfördes och analyserades.

3. En kohortstudie om effekten av omfattande intervention av vaskulära riskfaktorer på vaskulär kognitiv funktionsnedsättning.

1. Studie om effekten av tidig omfattande intensiv intervention på vaskulär kognitiv funktionsnedsättning.

   Syftet med denna studie var att etablera en kohort av VCIND (n=250) och en kohort av kognitiva normala personer med VRF (n=250). Varje kohort delades in i två grupper: omfattande intensiv interventionsgrupp och allmän interventionsgrupp. Omfattande intensiv intervention ger vägledning om blodtryck, blodsocker, lipidreglering, träning och andra aspekter enligt motsvarande VRF, och formulerar specifika interventionsprogram och kvalitetskontrollstandarder. Medicinsk personal implementerar spårningshantering och regelbundna påminnelser genom smarta bärbara enheter och molnplattformsdata för att uppnå målet om gradvis ingripande. Allmänna data, vaskulära riskfaktorer och neuropsykologisk bedömning slutfördes vid baslinjen och 1-, 2-, 3-årsuppföljning. Blandad slumpeffektregressionsmodell och Cox proportional hazard-modell användes för att analysera effekterna av VRF och omfattande interventioner på utfallet av sluthändelser (huvudresultat: demens, sekundärt utfall: stroke, hjärtinfarkt, kognitiv funktionsnedsättning, demenssubtyp och mortalitet). Enligt undergruppen Fuminghan strokerisk analyserades skillnaderna mellan kliniska effekter av omfattande interventioner i olika undergrupper statistiskt.

2. Effekt av omfattande intensiv intervention på tidig cerebral perfusion och Aβ hos patienter med vaskulär kognitiv försämring.

I slutet av baslinjen och 3-årsuppföljningen fullbordade 50 patienter i VCIND-gruppen med omfattande intensiv intervention och 50 patienter i den allmänna behandlingsgruppen upptäckten av ASL cerebralt blodflöde och 11C-PiB PET cerebral Aβ. Effekterna av omfattande intensiv intervention på cerebralt blodflöde, Aβ och kognitiv funktion analyserades. För att ytterligare analysera förhållandet mellan förändringarna av cerebralt blodflöde och A β-patologi, såväl som dess inverkan på kognitiv funktion, för att klargöra målet och mekanismen för tidig omfattande intensiv intervention, och att upprätta en perfekt utvärderingsstandard för avbildningseffekt.