扩大的血管周围间隙是脑小血管病的一个特征，并且有假设认为它们可能反映了类淋巴引流受损。血管周围间隙扩大的潜在机制尚未完全阐明，但炎症增加和血脑屏障（BBB）通透性增加均被假设在其中发挥作用。我们研究了脑小血管病中血管周围间隙与中枢神经系统（CNS）和外周炎症以及BBB通透性之间的关系。
研究了54名有症状的散发性脑小血管病患者。使用视觉评分量表以及通过测量白质和基底神经节中血管周围间隙的体积来量化血管周围间隙。使用PET-MRI和放射性配体11C-PK11195测量小胶质细胞活化，同时使用动态对比增强MRI获取BBB通透性。我们测定了围绕血管周围间隙的同心壳层中单个血管周围间隙局部附近的11C-PK11195结合和BBB通透性。此外，还测定了白质和基底神经节中的平均11C-PK11195结合和BBB通透性。为评估全身性炎症，测量了一组包含93种与心血管疾病、炎症和内皮活化相关的血液生物标志物。
在白质内，最接近血管周围间隙的组织在其附近显示出更高的11C-PK11195结合（P < 0.001）。视觉评分量表上较高的白质血管周围间隙负荷与较高的白质11C-PK11195结合相关（ρ = 0.469，伪发现率校正P = 0.009）；血管周围间隙体积的数值也显示出类似趋势。相反，基底神经节血管周围间隙负荷与11C-PK11195结合之间没有关联。没有任何血管周围间隙标志物与血脑屏障通透性相关。血管周围间隙标志物与全身性炎症的血液生物标志物之间没有关联。
我们的研究结果表明，白质血管周围间隙与11C-PK11195结合增加相关，这与神经炎症在白质血管周围间隙扩大中发挥作用的观点一致。需要进一步的纵向研究和干预研究来确定神经炎症与扩大的血管周围间隙之间的关系是否是因果关系。本文发表在BRAIN杂志。
引言
脑小血管病（cSVD）导致所有卒中的四分之一，是血管性痴呆最常见的病理基础，并且是老年人最常见的痴呆形式——混合性痴呆的主要促成因素。MRI上可见的cSVD的一个特征性表现是扩大的血管周围间隙（PVS）。PVS是围绕脑内小血管的充满液体的腔室。它们在脑血管周围形成一个间隙网络，作为液体运输、脑脊液与间质液交换以及清除脑内废物产物的通道。有假设认为，扩大的PVS可能在类淋巴功能障碍中发挥作用，而类淋巴功能障碍已被认为是cSVD发病机制乃至更广泛的痴呆症发病机制中的一个因素。扩大的PVS与cSVD的其他MRI标志物相关，包括白质高信号（WMH）、腔隙和脑微出血。有人提出，它们可能在疾病过程中起早期作用，并且深部WMH可能围绕PVS生长，这可能反映了通过PVS的间质液引流受损的后果。然而，导致cSVD中PVS功能障碍的因素仍不清楚。
有观点认为炎症可能在PVS功能障碍的发展中起关键作用。在cSVD中已报道了全身性和CNS炎症。循环中的促炎标志物与扩大的PVS相关，并且在体内模型中已显示炎症细胞在PVS中积聚。此外，在多种神经炎症性疾病中可见扩大的PVS，并且有假设认为PVS在启动神经炎症中起关键作用。然而，炎症、扩大的PVS和脑液动力学之间的精确相互作用仍有待确定。
人类CNS炎症的证据可以通过PET获得，使用针对转运蛋白（TSPO）（一种在小胶质细胞活化中上调的线粒体表面蛋白）的放射性配体，如11C-PK11195。在cSVD中已报道了整体11C-PK11195结合增加和结合增加的热点。然而，使用11C-PK11195研究小胶质细胞活化与PVS关系的数据很少。先前一项阿尔茨海默病的研究发现，使用11C-PK11195 PET，PVS扩大与小胶质细胞活化之间存在相关性，但PVS功能障碍是否与cSVD中的小胶质细胞活化相关仍不清楚。此外，如果CNS炎症在PVS病理学中发挥作用，人们可能会预期扩大的PVS与局部炎症相关，但这迄今尚未在人类中进行过研究。PET 11C-PK11195的一个优点是，它不仅可以获得全脑“神经炎症”的估计值，还可以提供空间信息，从而能够在扩大的PVS附近进行估计。
另一个与PVS功能障碍有关的相关过程是血脑屏障（BBB）破坏。PVS和BBB在解剖学上是相连的，因为它们都是神经血管单元的组成部分。当BBB受损时，来自血流的液体可能进入PVS。神经炎症和BBB功能障碍密切相关。炎症细胞的释放可导致细胞外基质分解并影响BBB的完整性。在白质缺血的啮齿动物模型中，观察到缺氧诱导因子-1α增加，随后是浸润的T细胞和中性粒细胞，基质金属蛋白酶-9与炎症细胞共定位，然后是BBB渗漏。在cSVD患者的死后脑组织中已显示纤维蛋白原和免疫球蛋白沉积增加，这与某个时间点的BBB渗漏一致，并且在cSVD中已报道脑脊液/血清白蛋白比值（BBB通透性增加的标志物）升高。BBB通透性增加可以通过动态对比增强MRI（DCE-MRI）无创测量，在注射钆基对比剂后测量T1弛豫时间变化。据报道，在cSVD中，不仅在白质病变中，而且在“外观正常的白质”中也存在通透性增加，并且与放射学cSVD严重程度相关。然而，只有一项研究直接评估了扩大的PVS负荷与脑实质中BBB通透性之间的关联，结果不显著。因此，BBB通透性与PVS之间的关联仍不清楚。
本研究的目的是探讨cSVD中PVS功能障碍与炎症以及BBB通透性之间的关系。为评估PVS功能障碍，我们使用了PVS视觉评分量表（提供PVS位置信息）以及定量测量的PVS体积。我们将这些PVS测量值与神经炎症标志物（11C-PK11195 PET）、全身性炎症的循环生物标志物以及使用DCE-MRI测量的BBB通透性进行关联。利用11C-PK11195 PET和DCE-MRI提供的空间信息，我们还确定了PVS局部附近的小胶质细胞活化和BBB通透性是否增加。
材料与方法
参与者
作为一项研究神经炎症和BBB通透性在cSVD中作用的PET-MRI研究的一部分，前瞻性招募了有症状的cSVD受试者。最初的20名患者是作为一项初步观察性研究的一部分招募的，后41名患者是作为一项旨在检验美满环素是否能减少cSVD中神经炎症的随机对照试验——美满环素减少小血管病炎症和血脑屏障渗漏（MINocyclinE to Reduce inflammation and blood–brain barrier leakage in small vessel disease, MINERVA）试验的一部分招募的。对于作为MINERVA试验一部分招募的患者，仅分析了基线数据，即给予任何研究治疗之前的数据。七名患者同时被纳入观察性研究和MINERVA试验，对于这些患者，仅使用了MINERVA数据集中的数据。详细信息见图1。
图1 队列流程图。cSVD = 脑小血管病；MINERVA = 美满环素减少小血管病炎症和血脑屏障渗漏试验；DCE-MRI = 动态对比增强MRI。
纳入标准
纳入标准为：参与者具有cSVD的临床证据，表现为腔隙性卒中综合征（例如，纯运动性卒中、纯感觉性卒中、感觉运动性卒中或共济失调性偏瘫，或手笨拙构音障碍综合征），对于卒中后3周内（临床）成像的病例，弥散加权成像（DWI）上有相应的急性腔隙性梗死，或者对于卒中后较晚成像的病例（直径≤1.5厘米），液体衰减反转恢复（FLAIR）序列/T1 MRI上有解剖学上相符的腔隙性梗死，和/或有认知障碍症状。此外，纳入受试者必须在T2加权MRI上具有融合的白质高信号（Fazekas量表评分≥2）。
排除标准
排除标准如下：不能/不愿提供知情同意；因知情同意问题而有记录的痴呆诊断；年龄<18岁；最大直径>1.5厘米的皮质下梗死，因为其中许多是由栓塞引起的纹状体内囊梗死；皮质性卒中；除cSVD外的任何卒中原因，包括心源性栓塞，或根据北美症状性颈动脉内膜切除术试验（NASCET）标准测量的颈动脉或椎动脉狭窄>50%；符合改良波士顿标准定义的可能脑淀粉样血管病；已知或疑似单基因型小血管病；考虑到MR对比剂给药，肾功能损害，表现为估计肾小球滤过率≤59 ml/min；参加MRI研究的禁忌症，例如起搏器；以及育龄期、怀孕或哺乳期妇女。
所有受试者均在最后一次卒中后≥3个月进行研究，以减少急性梗死继发的BBB通透性和神经炎症急性变化的影响。
影像采集
神经影像学方案包括在英国剑桥沃尔夫森脑成像中心的3T GE SIGNA PET-MRI扫描仪（GE Healthcare）上同时采集PET和MRI。
PET数据采集在注射由沃尔夫森脑成像中心放射性药物部生产的11C-PK11195（目标注射活性500 MBq）后75分钟进行。注射的11C-PK11195活性的中位数为440 MBq（四分位距，401–483 MBq），相应的注射PK11195质量值为3.9 μg（四分位距，2.8–6.4 μg）。
使用32通道头线圈（Nova Medical）进行同步全脑非对比MRI扫描，包括：
使用轴向三维快速扰相梯度回波序列（BRAVO）采集的T1图像，翻转角=12°，反转时间=450毫秒，视野=28毫米，层厚=1毫米，层数=192，重建矩阵大小=512×512；
使用轴向T2快速扰相梯度回波序列（与前连合-后连合平面成角）采集的T2加权图像，翻转角=111°，回波时间（TE）=85毫秒，重复时间（TR）=6000毫秒，视野=22毫米，层厚=5毫米，层数=31，重建矩阵大小=1024×1024；
T2 FLAIR序列（与前连合-后连合平面成角），翻转角=160°，TR=8800毫秒，TE=120毫秒，反转时间（TI）=2445毫秒，视野=22毫米，层厚=5毫米，层数=28，重建矩阵大小=256×256；
轴向磁敏感加权成像，翻转角=17°，重复时间=40.6毫秒，回波时间=24.2毫秒，视野=22毫米，层厚=2毫米，层数=70，重建矩阵大小=256×256；
轴向弥散张量成像（与前连合-后连合平面成角），弥散梯度在63个方向施加，b值=1000秒/毫米2，TE=最小，TR=15763毫秒，视野=19.2毫米，层厚=2毫米，层数=65–70（取决于层面角度），重建矩阵大小=256×256；
以及DCE-MRI，使用三维射频扰相梯度回波采集，TR=6.3毫秒，TE=1.784毫秒，层数=16，重建矩阵大小=256×256，最终分辨率=0.94毫米×0.94毫米×3毫米，翻转角=2°、5°、12°、17°、22°和27°，时间分辨率=每个翻转角15秒，相间间隔15秒（八个周期）。以0.025 mmol/kg的剂量注射钆特酸葡胺，一种钆基对比剂（Dotarem®）。
影像分析
脑小血管病影像学标志物
使用Jim分析软件7.0.5版在FLAIR图像上标记WMH。腔隙由神经科专家评估员在FLAIR图像上识别，并额外检查T1和T2序列以排除其他在FLAIR上难以区分的病变，如PVS。脑微出血由神经科专家评估员根据BOMBS标准在磁敏感加权成像上识别。
白质掩模
使用高级标准化工具（ANTs）中的刚体变换将FLAIR图像配准到T1图像。使用最近邻插值法将所得变换用于将WMH掩模从FLAIR图像重采样到T1图像。每张T1图像均使用SPM12中的“segment”程序进行处理。SPM分割提供组织概率图，各类组织的体积计算为属于该类概率>0.5的体素之和（在移除WMH掩模中的体素后）。白质掩模通过对SPM分割的白质组织和T1空间中的WMH掩模求和获得。然后使用fslmaths（https://fsl.fmrib./fsl/fslwiki）将掩模腐蚀3毫米，以有效消除脑室或灰质污染。如图2A所示，然后将白质掩模配准到T1映射空间，以获取白质中的BBB通透性和11C-PK11195结合。因此，白质掩模与为BBB成像获取的有限视野相匹配，并同样应用于PET成像。
图2 血脑屏障通透性和11C-PK11195结合的感兴趣区域测量流程图
(A) 白质区域血脑屏障(BBB)通透性和11C-PK11195结合的测量。
(B) 每个PVS周边区BBB通透性和11C-PK11195结合的测量。
GM = 灰质；PVS = 血管周围间隙；WM = 白质。
PVS的视觉评分和掩模
PVS的视觉评分由训练有素的评估员基于T2加权图像进行，并与FLAIR和T1加权图像交叉核对，以避免将腔隙或WMH评为PVS，遵循Ballerini等人的方法。该评分根据被认为PVS负荷最高的层面中所见PVS数量的估计，确定量表上最接近的类别：0（无PVS）、1（轻度；1–10个PVS）、2（中度；11–20个PVS）、3（多发；21–40个PVS）或4（重度；>40个PVS）。分别对基底神经节和半卵圆中心的PVS进行评分。
使用ANTs对T1图像进行N4偏置校正，然后使用HD-BET进行颅骨剥离，并刚性配准到蒙特利尔神经学研究所（MNI）空间。脑区内的体素强度进行z变换，并将低于-2和高于2的值进行裁剪。使用预训练的深度学习模型对处理后的T1图像进行PVS分割，以生成PVS的二值病变掩模，这些掩模由一名训练有素的评估员进行目视检查和手动校正。在T2和FLAIR图像（已配准到T1空间）上对这些掩模进行交叉核对，以排除腔隙或WMH，这些在T1图像上可能难以区分。为从PVS掩模中提取区域PVS体积，使用FreeSurfer对颅骨剥离后的T1图像进行分区，以导出大脑白质（FreeSurfer标签2和46）和基底神经节（FreeSurfer标签11、12、13、50、51和52）的区域掩模；这些标签分别用于计算白质PVS（WM PVS）体积和基底神经节（BG）PVS体积。PVS标记的评估者内信度极好，根据一个包含10次扫描的独立训练集（两次标记尝试间隔3个月）评估，全脑PVS体积的组内相关系数为0.951，BG PVS体积为0.914，WM PVS体积为0.948。PVS视觉评分与WM PVS体积和BG PVS体积之间的相关性分别为 (ρ = 0.751) 和 (ρ = 0.703)。
动态对比增强MRI分析
DCE-MRI的T1图谱使用标准射频扰相梯度回波信号方程计算，并用于通过Patlak图形分析估计组织中的钆浓度，以确定流入速率（Ki）作为BBB通透性的衡量标准。鉴于视野内没有动脉，上矢状窦被用作动脉输入函数，并通过因子（1-血细胞比容）进行校正，该因子被假定代表对比剂的动脉浓度（补充图2）。白质中BBB通透性的全局值计算为该区域体素的平均Ki（流入速率）值（图2A）。
为验证同一队列中同意在基线时进行额外腰椎穿刺的12名参与者亚组中BBB通透性的MRI测量结果，我们先前测量了脑脊液和血清白蛋白以确定脑脊液/血清白蛋白比值，这是一个已确立的BBB通透性标志物。脑脊液/血清白蛋白比值为5.39 ± 1.71 mg/g，并且与总体平均转运系数高度相关（Pearson’s r = 0.599, P = 0.040）。
PET分析
列表模式PET数据被直方图化为55个时间帧，然后使用飞行时间有序子集期望最大化算法重建为图像（128 × 128 × 89矩阵；2.0毫米 × 2.0毫米 × 2.8毫米体素大小），采用16个子集，6次迭代，无平滑。衰减校正包括使用多受试者图谱方法以及对MRI脑线圈组件的改进。图像重建还包括对随机符合、死时间、归一化、散射符合、放射性衰变和灵敏度的校正。
使用SPM12对每个动态图像序列进行重新对齐。然后使用平均重新对齐的PET图像将每个重新对齐的动态PET图像序列与同一次扫描的T1 BRAVO磁共振图像进行配准。为估计11C-PK11195的特异性结合（BPND），使用简化参考组织模型的一个版本（采用基函数方法）确定了相对于非特异性结合室的结合潜能，该模型还包含了对血管结合的校正。TSPO除了在小胶质细胞中表达外，还在其他细胞类型（包括内皮细胞）中表达。考虑到这一点，已经开发了对PET信号中血管内皮细胞结合进行校正的方法，并在本工作中使用的参考组织动力学模型中应用了此方法，以提高对脑实质组织中表达的TSPO的特异性。这种校正包括选择在前五个时间帧中显示最高活性的10个体素，并用它们来测量整个时间过程中的血管活性；然后将其添加到确定结合潜能的模型中。使用来自一项独立研究（使用相同的扫描仪、采集和处理方案）的对照人群来确定白质组织参考信号曲线，然后在模型拟合中用这些曲线代替动脉血浆曲线。在使用简化参考组织模型生成BPND(编者注：非可置换结合潜能,用于量化 PET 成像中示踪剂与靶点的特异性结合能力)图之前，对动态图像应用了4毫米半峰全宽的高斯平滑（补充图2）。计算了白质区域的平均BPND（图2A）。
PVS ‘周边区’
为评估PVS与BBB通透性之间以及PVS与11C-PK11195结合之间的空间相关性，在PVS周围勾画了一个“周边区”。这是通过获取T1映射空间中的PVS掩模，并将其在所有方向上扩张一、二和三个体素来定义的（图2A）。使用白质掩模进一步对这些掩模进行屏蔽，以仅保留白质区域。在周边区的每一层中获取平均11C-PK11195结合值和BBB通透性值（图2B）。
血液生物标志物
在进行PET/MRI扫描的同时，从每位参与者身上采集血液样本，离心分离血清，并储存于-70°C。在每位参与者中测量了一组包含93种与心血管疾病、炎症和内皮活化相关的血液生物标志物。这些包括来自Olink Proteomics心血管疾病III组的92种标志物，以及在英国剑桥艾登布鲁克医院核心生化分析实验室使用西门子Dimension高敏C反应蛋白分析法测量的C反应蛋白。为消除批次效应，使用每种检测的板中位数作为归一化因子对蛋白质组学数据进行归一化。
统计分析
所有统计分析均在R-studio（R 4.1.3版）中进行。对于人口统计学数据，使用Shapiro–Wilk检验评估连续变量的正态性。如果变量呈正态分布，则使用均值和标准差（SD）总结结果。对于非正态分布的变量，报告中位数和四分位距。PVS体积通过脑体积（白质+灰质）进行归一化并进行对数转换。为满足某些统计分析对数据正态分布的要求，对11C-PK11195结合和BBB通透性测量值均进行了立方根转换。
PVS与11C-PK11195结合以及PVS与BBB通透性之间的空间关联
使用方差分析（ANOVA）检验比较各周边区层之间的平均BPND和平均Ki（流入速率）。使用配对t检验进行事后两两比较，以比较每对周边区层之间的差异，并应用Bonferroni校正以考虑多重比较。
PVS与11C-PK11195结合和BBB通透性的关联
使用Spearman相关分析来分析各区域（WM(白质） PVS和BG(基底神经节) PVS视觉评分与平均BPND之间的关联。使用线性回归分析来分析平均BPND与PVS体积（全脑PVS体积、WM PVS体积和BG PVS体积）之间的关联。全脑PVS、BG PVS和WM PVS的体积分别设为因变量。白质区域的平均BPND被视为自变量。所有分析均纳入年龄和性别作为协变量。使用伪发现率（FDR）校正来考虑多重比较。
对于平均Ki（流入速率）与PVS标志物之间的关联，使用Spearman相关分析来分析各区域（WM（白质） PVS和BG(基底神经节) PVS）PVS视觉评分与平均Ki之间的关联。对于Ki与PVS体积（全脑PVS体积、WM PVS体积和BG PVS体积）的关联，则以Ki平均值作为自变量进行上述类似的线性回归模型分析。使用FDR校正来考虑多重比较。
血液生物标志物与PVS标志物的关联
为分析PVS标志物与血液生物标志物之间的关联，使用Shapiro–Wilk检验调查血液生物标志物的正态分布。如果非正态分布，则使用对数或立方根转换以近似正态分布。然后进行Pearson相关分析以调查PVS体积与93种血液生物标志物之间的关联。对PVS视觉评分与93种血液生物标志物之间的关系进行Spearman相关分析。所有分析均控制年龄和性别，并使用FDR进行多重比较校正。
还进行了主成分（PC）分析以总结93种生物标志物的变异，因为前三个维度解释了大部分方差（补充图1）。使用Pearson相关分析研究PVS体积与每个PC之间的关联，使用Spearman相关分析研究PVS视觉评分与每个PC之间的关联；所有分析均控制年龄和性别。P值使用FDR程序进行多重比较校正。
在同一模型内PVS与BPND、Ki（流入速率）和血液生物标志物的关联
进行了额外的多元线性回归分析，以在同一模型内研究PVS标志物与11C-PK11195结合、BBB通透性和血液生物标志物PC之间的关联。对于连续变量，使用’lm’函数，分别以全脑PVS体积、WM PVS体积和BG(基底神经节) PVS体积作为因变量。对于有序因变量，则改用’clm’函数，分别以WM和BG PVS视觉评分作为因变量。模型中的自变量是平均11C-PK11195结合、平均BBB通透性和血液生物标志物PC分析得到的主成分，年龄和性别作为协变量。
结果
人口统计学资料
纳入了54名cSVD受试者。4名受试者无法耐受PET-MRI扫描，6例放射性示踪剂未通过质量控制，最终44例用于PET分析。4名无法耐受PET-MRI扫描，3名在PET-MRI扫描期间无法完成MRI的DCE部分，2例钆注射失败，最终45例用于BBB分析。详细的队列流程图见图1。人口统计学资料、cSVD影像学标志物和PVS标志物的分布见表1。
表1 人口统计学资料、脑小血管病影像学标志物和血管周围间隙标志物
数值以平均值（SD）、中位数[四分位距]或n（%）表示。高血压定义为收缩压>140 mmHg、舒张压>90 mmHg或正在接受治疗。高胆固醇血症定义为随机总胆固醇>5.2 mmol/L或正在接受治疗。糖尿病定义为正在接受药物或胰岛素治疗。吸烟包括既往吸烟者和当前吸烟者。BG = 基底神经节；cSVD = 脑小血管病；PVS = 血管周围间隙；WM = 白质；WMH = 白质高信号。
PVS附近BPND和Ki（流入速率）的空间分析
如PVS距离与平均白质BPND之间显著的负相关性所示（P < 0.001），PVS附近的CNS炎症（通过11C-PK11195结合增加来衡量）有所增加；随着PVS距离的增加，平均白质BPND降低（图3B）。相反，对于BBB通透性，PVS周边区各层之间的平均Ki（流入速率）值没有差异（P = 0.338）（图3C），表明PVS与局部BBB通透性增加无关。
图3 血管周围间隙附近11C-PK11195结合和血脑屏障通透性的空间分析
(A) 血管周围间隙 (PVS) 的“周边区”：最内层标记区域 (红色)，扩大的PVS；第二内层标记区域 (蓝色)，周边区第1层；第三内层标记区域 (橙色)，周边区第2层；最外层标记区域 (绿色)，周边区第3层。
(B) PVS“周边区”之间平均11C-PK11195结合的比较。
(C) PVS“周边区”之间平均血脑屏障 (BBB) 通透性的比较。ns = 不显著。
图4 血管周围间隙负荷与平均11C-PK11195结合之间关系的逐点映射
(A) 白质血管周围间隙 (WM PVS) 视觉评分与平均11C-PK11195结合之间相关性的逐点映射。
(B) WM PVS体积与平均11C-PK11195结合之间相关性的逐点映射。
(C) 基底神经节 (BG) PVS视觉评分与平均11C-PK11195结合之间相关性的逐点映射。
(D) BG PVS体积与平均11C-PK11195结合之间相关性的逐点映射。PVS体积经脑体积标准化并进行对数转换。蓝色实心圆圈：两例受试者PVS体积非常高，但11C-PK11195结合较低。
PVS标志物与11C-PK11195 PET的关联
通过视觉评分和定量体积测量得到的PVS严重程度与平均BPND之间的关系如图4所示。平均BPND与视觉评分评估的WM PVS呈正相关（ρ = 0.469，FDR-P = 0.009）。它也与WM PVS体积相关，但在FDR校正后不再显著（β = 0.318，P = 0.042，FDR-P = 0.076）。从散点图可以看出，尽管随着PVS严重程度的增加，WM中的平均BPND总体上有所增加，但少数WM PVS负荷极高的受试者其小胶质细胞活化相对较低（散点图上用蓝色标出），这表明这种关系在所有受试者中是异质性的，并非一致。相反，通过评分量表或定量测量的BG PVS与平均BPND之间没有相关性（见表2和图4）。
表2 11C-PK11195结合与血管周围间隙标志物之间的关联
所有分析均针对年龄和性别进行了调整。PVS视觉评分采用Spearman相关分析。PVS体积采用线性回归分析。BG = 基底神经节；FDR = 伪发现率；PVS = 血管周围间隙；WM = 白质。
aFDR校正后P < 0.05。
PVS标志物与BBB通透性的关联
无论区域（WM/BG）或方法（评分量表/体积）如何，BBB通透性与任何PVS测量指标均无关联（详细结果见表3）。
表3 血脑屏障通透性与血管周围间隙标志物之间的关联
所有分析均针对年龄和性别进行了调整。血管周围间隙 (PVS) 视觉评分采用Spearman相关分析。PVS体积采用线性回归分析。
BG = 基底神经节；FDR = 伪发现率；WM = 白质。
血液生物标志物与PVS标志物之间的关联
在对93种血液生物标志物进行多重比较的FDR调整后，PVS标志物与这些血液生物标志物之间没有相关性。单个生物标志物的结果见补充表1和表2。同样，在FDR校正后，PVS标志物与血液生物标志物的任何主成分（PC）之间均未发现关联（补充表3）。
在同一模型中PVS标志物与BPND、Ki和血液生物标志物之间的关联
我们发现结果与单变量分析基本一致，但有两个显著例外：WM PVS视觉评分与平均11C-PK11195结合（β = 15.682，FDR-P = 0.070）以及血液生物标志物的PC3（β = -0.492，FDR-P = 0.041）。详细结果见补充表4。
讨论
在本研究中，我们发现11C-PK11195结合增加（而非全身性炎症）与扩大的PVS相关。白质内的PVS与局部11C-PK11195结合增加相关，提示小胶质细胞活化。此外，在白质内，总体PVS严重程度与11C-PK11195结合呈正相关。我们的数据表明，白质中的PVS与炎症相关。相反，我们未发现BG (基底神经节) PVS与11C-PK11195结合或BBB通透性增加（无论是PVS附近的全局性还是局部性）之间存在关联。
已有假设认为神经炎症在神经退行性疾病和cSVD中类淋巴功能障碍和PVS扩大中发挥作用，尽管支持这种关联在cSVD中存在的直接证据有限。我们发现较高的11C-PK11195结合与较高的WM（白质） PVS负荷相关，这与先前一项使用11C-PK11195的研究结果一致，尽管该研究是在阿尔茨海默病和MCI人群中寻找与cSVD磁共振标志物的关联。与我们的研究类似，该研究发现在白质内存在关联，但在基底神经节中没有。所有组织的PET值均低于零，这可能归因于我们研究中使用的参考组织模型。尽管参考组织方法已得到充分验证并在文献中得到应用，但它们也存在局限性。假设参考人群中特异性结合很少或没有，并且人群中的血管动力学相似。cSVD受试者的血管动力学可能会改变，这可能反映为表观结合减少。然而，受试者内部的相对值不会受到影响。
我们扩展了分析，通过测量PVS周围壳层中的配体结合来确定扩大的PVS附近11C-PK11195结合是否增加，并显示结合在更靠近PVS处增加。这与PVS周围的局部炎症反应一致。在多发性硬化症中也报道了类似的发现，其中局灶性神经炎症病变伴有区域性PVS扩大。扩大的PVS被认为是由多种因素造成的，包括液体运动驱动力下降、PVS内废物积聚增加以及水通道蛋白-4通道组织破坏。小胶质细胞活化可能通过促进血管重塑、减少PVS内液体的血管壁搏动、改变水通道蛋白-4通道的表达以及诱导PVS内额外废物积聚而在此过程中发挥作用，最终导致PVS扩大。或者，PVS扩大可能是一种代偿性方式，有助于缓解脑内神经炎症。
扩大的PVS周围11C-PK11195结合增加也可能归因于PVS袖套的存在。扩大的PVS通常与PVS袖套的发生同时出现，表明在免疫细胞浸润实质之前，PVS内形成了白细胞聚集体。因此，PVS中免疫细胞的存在可能会刺激PVS周围小胶质细胞活化增强。然而，值得注意的是，血管周围袖套通常观察到围绕毛细血管后微静脉，47 而MRI可见的扩大的PVS通常围绕小动脉。48 尽管如此，最近发表的两项关于多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症的研究表明，聚集在扩大的PVS中的纤维蛋白原与脑内小胶质细胞活化相关。49,50
与白质中PVS和11C-PK11195结合之间的关联相反，基底神经节中没有这种关联。基底神经节PVS围绕豆纹动脉，与白质PVS内的软脑膜穿通动脉相比，豆纹动脉以其更高的血流动力学变异性而闻名。BG(基底神经节) PVS的扩大可能主要由豆纹动脉的直接血流动力学改变而非炎症相关改变引起。
尽管11C-PK11195结合总体上与WM（白质） PVS体积相关，但有些PVS负荷极高的患者小胶质细胞活化较低，这表明这种关系存在一定的异质性。这可能是因为PVS本身的发病机制是异质性的，炎症并非在所有病例中都起作用。或者，这可能归因于炎症在疾病病程中的作用不断变化。例如，在PVS负荷非常高的终末期疾病中，许多PVS可能处于更慢性的阶段，炎症反应可能已经减弱。需要纵向研究来验证这一点。
我们未发现PVS标志物与BBB通透性之间存在任何关联。这与先前一项研究的结果一致，该研究侧重于慢性腔隙性卒中患者，并未发现PVS负荷与白质中钆信号增强之间存在相关性。BBB和PVS都是神经血管单元的组成部分。一项动物研究发现，周细胞（BBB的重要细胞）缺陷的小鼠表现出PVS扩大。另一项研究观察到，在经颅聚焦超声诱导的BBB破坏后，血管周围间隙增大。然而，BBB通透性的动态波动与PVS功能障碍相对稳定和慢性的性质相比，可能解释了这两种现象之间缺乏关联。重要的是，我们针对脑脊液-血清白蛋白比值验证了用于测量BBB通透性的DCE-MRI方法。
与11C-PK11195结合和WM PVS之间的关联相反，在对93个标志物进行多重比较校正后，或在PC（主成分）分析中，我们未发现血液生物标志物与所有PVS标志物之间存在关联。具体而言，我们未发现全身性炎症标志物（如C反应蛋白和白细胞介素6 (IL-6 RA)）与任何PVS标志物之间存在关联，这与先前两项研究的结果一致。在区域PVS分析中，尽管我们在多重比较之前观察到WM PVS负荷增加与先前报道的炎症标志物（如骨桥蛋白(OPN)和基质金属蛋白酶-3）之间存在相关性，但在FDR校正后结果不显著。这表明全身性炎症在PVS发病机制中的重要性低于神经炎症，尽管我们检测关联的能力也可能受到血液生物标志物研究中等样本量的限制。
在同一模型中分析平均11C-PK11195结合、平均BBB通透性、血液生物标志物分析得到的PC（主成分）与PVS负荷的独立关联时。然而，有两个例外：WM PVS视觉评分与平均11C-PK11195结合无显著关联，但在多重比较校正后与血液生物标志物的PC3显著相关。这些差异的一个可能解释是我们研究中使用的Spearman相关分析和’CLM’函数之间的方法学差异。Spearman相关是一种非参数检验，评估变量之间的单调关系，没有很强的假设，使其对异常值和非线性具有稳健性。相反，将有序变量视为因变量的CLM函数，将处于或低于某个类别的对数几率建模为预测变量的线性函数，反映了不同的数学基础。另一个需要考虑的因素是不同解释变量之间潜在的相互作用，这可能会影响整体模型中PVS负荷与这些变量之间的相关性。尽管我们之前的分析中未发现任何解释变量对之间的相关性，但值得注意的是，平均11C-PK11195结合与血液生物标志物PC3之间以及平均BBB通透性与血液生物标志物PC2之间相关性的P值均约为0.100。（补充表5）这表明可能存在相互作用效应，但由于参与者数量有限，降低了研究的统计功效，因此可能未达到统计学显著性。
我们的研究有许多优点。据我们所知，这是第一项结合血液生物标志物、DCE-MRI和基于PET的小胶质细胞活化来研究cSVD中PVS标志物与BBB通透性和神经炎症关联的研究。我们纳入了空间分析，以确定PVS是否与局部炎症增加相关。
然而，它确实也存在局限性。尽管我们已经证明了11C-PK11195结合与扩大的PVS之间存在关联，但其解释因多种因素而变得复杂。首先，观察到的信号是负值，表明摄取低于参考组织，这表明这些受试者的“炎症”水平较低。这反过来又表明，其他结合来源可能对观察到的信号产生影响。TSPO的表达也与线粒体呼吸和细胞能量产生等过程有关，这可能会影响PK11195的结合。与参考对照人群相比，受试者脑血流量减少也可能导致观察到的结合值低于预期。其次，尽管11C-PK11195被广泛用作小胶质细胞活化的标志物，但它可能受到脱靶结合和非特异性组织结合的影响。为解决这个问题，我们在分析中控制了血管内皮结合。第三，最近的一项转录组学研究表明，TSPO与小胶质细胞浓度而非表型相关。我们无法区分促炎和抗炎小胶质细胞表型，因此我们不能明确地将观察到的结合信号变化归因于神经炎症过程，并且11C-PK11195信号可能代表促炎和抗炎细胞的组合，当综合考虑时可能并非有害。
结论
总之，我们的研究结果表明，在白质内，PVS与小胶质细胞活化相关。需要进一步的纵向研究和干预研究来确定神经炎症是否在PVS扩大和类淋巴衰竭中起因果作用。
