回忆回忆最近见了很几例疑似Wernicke脑病的患者,似乎从病史,影像学上都有像又有点不像的地方,温故而知新ing。

Introduction

韦尼克脑病(Wernicke’s encephalopathy, WE)是一种由维生素B1(硫胺素)缺乏引起的严重且危及生命的疾病。据估计,其在一般人群中的患病率为0.4%2.8%。若未得到恰当治疗,可能继发严重的神经系统疾病甚至死亡。经典的临床症状三联征(意识状态改变、共济失调和眼球运动异常)在初次检查时仅见于16%33%的患者。最初描述的WE基础病因是酒精中毒,但目前其仅占WE病因的约50%。因此,非酒精中毒患者同样可能罹患WE,且其临床症状与影像学表现往往与酒精中毒患者存在差异。

病理生理学上,硫胺素缺乏会导致三羧酸循环和磷酸戊糖途径功能障碍,引发脑细胞毒性水肿与血管源性水肿。磁共振成像(MRI)通常显示双侧对称性异常信号改变,常见于丘脑旁室周区、下丘脑、乳头体、导水管周围区域及第四脑室底部。MRI亦可显示不典型的脑部病变区域,如壳核、尾状核、胼胝体压部、延髓背侧、脑桥、红核、中脑黑质、颅神经核团、小脑蚓部、齿状核、小脑蚓旁区、穹窿以及中央前回与中央后回。

Metabolic pathway of thiamine (Fig. 1)-硫胺素的代谢途径

硫胺素是维持细胞膜完整性及跨膜渗透压梯度的关键维生素,其在人体组织中主要以硫胺素二磷酸(TDP形式储存。硫胺素二磷酸作为三羧酸循环与磷酸戊糖途径中多种酶的关键辅因子,参与能量生成过程。三羧酸循环作为需氧呼吸的核心代谢途径,通过线粒体内的一系列化学反应,将源自碳水化合物、脂肪酸及氨基酸的乙酰基氧化为二氧化碳,并以三磷酸腺苷形式产生化学能量。磷酸戊糖途径作为胞质代谢过程,可生成核酸合成必需的戊糖,以及多种合成代谢所需的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。此外,该还原型辅酶还能在氧化应激过程中协助清除自由基。

1硫胺素相关的代谢途径

Wernicke脑病中细胞毒性水肿与血管源性水肿的病理生理学(见图2)。

硫胺素缺乏导致细胞内焦磷酸硫胺素(TDP)耗竭,进而引起三羧酸循环和磷酸戊糖途径活性下降。其结果是,细胞能量(ATP)生成减少。此外,诸如乳酸、丙氨酸和谷氨酸等有毒中间代谢产物蓄积,导致细胞内pH值降低,以及细胞电解质稳态破坏,最终引发细胞毒性水肿。

至于血管源性水肿,血脑屏障起着关键作用。当星形胶质细胞因ATP耗竭、氧化应激、pH值降低以及突触间隙中谷氨酸浓度过高引发的继发性兴奋性毒性而受损时,血脑屏障功能障碍便随之发生。

2细胞毒性水肿和血管源性水肿

Wernicke脑病症状和相关损害

韦尼克脑病(WE 是一种由硫胺素缺乏引起的急性神经系统疾病,其特征为精神错乱、眼肌运动异常和共济失调的临床三联征。

第一常见的临床表现是精神状态改变,经死后神经病理学证实的患者中发生率为34-82%。这些精神变化包括意识模糊、空间定向障碍、头晕、嗜睡、淡漠,以及伴有记忆障碍和注意力无法集中的认知功能受损。此类症状可能源于中线丘脑核团或乳头体水平的网状系统受累

第二常见的临床表现是眼肌运动异常。完全性眼肌麻痹很少发生,而最常见的眼部异常是眼球震颤,通常是水平性的。其他眼部改变包括双侧视力下降、复视、双侧外展神经麻痹以及其他眼肌或共轭凝视麻痹。这些临床表现源于桥脑被盖部的病变,包括外展神经核和动眼神经核

第三步态共济失调的表现可从轻度步态异常到完全无法站立。它源于小脑蚓部受累和前庭功能障碍。WE的不典型表现包括因下丘脑后部受累导致的体温过低/过高、耳聋和癫痫发作。

韦尼克脑病(WE)可导致不可逆的脑损伤,可能造成高达20%的病例死亡,或在85%的幸存者中导致科萨科夫综合征。未经治疗的WE患者会发展为科萨科夫综合征,这是一种与背侧丘脑和乳头体病变相关的顺行性及逆行性遗忘伴虚构症

Wernicke脑病潜在疾病(1)

韦尼克脑病(WE)最常见的病因是酗酒,占WE病例的50%。然而,WE还与许多其他情况相关,例如营养不均衡、化疗、胃肠道手术、胃肠道瘘、妊娠剧吐、禁食/饥饿、胃肠道疾病、艾滋病、透析、肠外营养、伴有厌食症的精神疾病、感染以及甲状腺疾病。与患有WE的酗酒患者相比,非酗酒的WE患者更可能出现眼肌运动异常,而小脑体征则较少见。在非酗酒患者中,WE通常仅表现为精神状态改变而无其他症状,因此诊断常被延误或漏诊。尽管WE通常被认为是成人疾病,但它也可能发生在儿童群体中。已有婴儿和儿童病例的报道,继发于膳食摄入不足或过度摄入等渗饮料。膳食摄入不足可能源于母乳喂养期间母亲硫胺素缺乏,或针对特应性皮炎或麸质敏感等情况进行的过度饮食限制。

已明确的酗酒可能导致硫胺素缺乏的机制包括:营养摄入不足、胃肠道对硫胺素的吸收减少、细胞对硫胺素的摄取降低以及细胞对硫胺素的利用受损

p急性酒精暴露会通过使促进硫胺素从胃肠道吸收的酶硫胺素二磷酸激酶(TPK)失活,从而干扰硫胺素从胃肠道的吸收。

p慢性酒精摄入可通过不同方式影响细胞对硫胺素的利用。一旦硫胺素被转运进细胞,它首先通过添加两个磷酸基团被转化为磷酸化硫胺素(ThDP)。随后,ThDP与依赖硫胺素的酶结合,这一过程需要镁离子的存在。长期饮酒常导致镁缺乏,这会使硫胺素酶复合体功能不足,从而导致类似于硫胺素缺乏的症状。

硫胺素转运蛋白基因突变是硫胺素缺乏的另一原因。生物素反应性基底节病,也称为硫胺素代谢功能障碍综合征2型,是由编码人类硫胺素转运蛋白2SLC19A3基因突变引起,该突变影响硫胺素和其他维生素在肠道中的吸收

诊断和治疗

根据2010年欧洲神经病学学会联盟指南制定的临床标准,显著提高了对与韦尼克脑病相关的酗酒患者的识别。对于酗酒者的韦尼克脑病临床诊断,需满足以下四项中的两项:

1)营养缺乏且有酗酒史,或其他任何缺乏状态;

2)眼肌运动异常;

3)平衡障碍;

4)精神状态改变或轻度记忆障碍。将同样的标准应用于非酗酒患者也是合理的。使用这些标准,对韦尼克脑病(无论单独存在或伴有科萨科夫综合征)进行临床诊断的敏感度可达85%

Wernicke脑病的病理生理、症状和影像表现

EFNS指南建议静脉输注硫胺素,将200毫克硫胺素稀释于100毫升生理盐水或5%葡萄糖溶液中,在30分钟内输注完毕欧洲联盟建议韦尼克脑病患者每日给药硫胺素3。对于存在硫胺素转运蛋白基因突变的韦尼克脑病患者,在硫胺素治疗基础上加用生物素有助于改善其症状

WE的影像研究及磁共振成像序列的作用

3韦尼克脑病的典型MRI表现
一名
55岁酗酒男性,表现为持续2天的意识模糊、共济失调和眼球震颤。
a, b T2加权图像显示双侧丘脑内侧部、下丘脑、乳头体、中脑导水管周围区及顶盖板呈对称性高信号。
c, d FLAIR图像显示相同病灶处的高信号,较T2加权图像更为显著。

4饮食不均衡所致韦尼克脑病的血管源性水肿
一位
28岁非酗酒男性,因饮食不均衡,表现为持续3周的情感淡漠。
a FLAIR图像显示顶盖板、导水管周围区、双侧下丘脑及乳头体呈高信号。
b, c DWI图像显示顶盖板呈高信号,且ADC值升高,提示为血管源性水肿(箭头所示)。

磁共振波谱研究报告显示,N-乙酰天冬氨酸/肌酸比值(NAA/Cr)降低,提示神经元代谢功能障碍,同时出现异常的乳酸峰,表明存在无氧糖酵解。据报道,在某些病例中,经过硫胺素治疗后,随着临床症状的改善,低NAA/Cr比值也会相应恢复。韦尼克脑病的动物模型表明,利用MRIMRS可能有助于追踪脑损伤及治疗反应。

        图韦尼克脑病的脑部病变分布

鉴别诊断

关于磁共振成像的鉴别诊断,应纳入那些在双侧丘脑内侧呈现对称性病灶的疾病,例如:脑深静脉血栓形成丘脑旁正中综合征基底动脉尖综合征日本脑炎非典型克雅病以及甲型流感病毒感染(图14)。所有这些疾病均可通过其临床特征以及其他MRI表现(如经典韦尼克脑病中乳头体、顶盖板和导水管周围区域的对称性信号强度改变)与韦尼克脑病相区分。

14流感病毒相关脑病
一名
5岁男性,因甲型流感感染,表现为急性神经功能衰退。
a, b T2加权图像显示双侧丘脑(箭头所示)、外囊区及脑桥基底部呈高信号。

对于齿状核、颅神经核、红核及胼胝体压部出现对称性信号强度改变的鉴别诊断,应包括甲硝唑诱发性脑病。甲硝唑被认为可渗透脑脊液和中枢神经系统,并可能导致小脑功能障碍。甲硝唑的神经毒性机制可能是通过转化为一种硫胺素类似物,从而干扰维生素B1的作用,产生维生素B1拮抗效应。在MRI上,MIE可表现为类似韦尼克脑病的双侧对称性高信号病灶,累及小脑齿状核、中脑、脑桥背侧、延髓、胼胝体和大脑白质,其症状与急性韦尼克脑病相似(图15)。因此,对于接受甲硝唑治疗且营养不良的患者,鉴别诊断可能较为困难。

15甲硝唑诱发性脑病
一名
56岁女性,因结肠炎接受甲硝唑治疗,出现精神状态改变。
a FLAIR图像和 b DWI显示双侧丘脑呈高信号(箭头所示)。
c FLAIR图像显示齿状核信号强度异常改变(箭头标记所示)。

在进行有效的硫胺素治疗后或停用甲硝唑且临床症状缓解时,应进行磁共振成像随访。结论

本综述涵盖了韦尼克脑病的流行病学、病理生理学、潜在病因与相关疾病、临床症状及影像学表现。熟悉以上所有内容对于影像科医生和临床医生均至关重要,以便在做出韦尼克脑病诊断时能及时启动治疗。

参考文献:Ota Y, Capizzano AA, Moritani T, Naganawa S, Kurokawa R, Srinivasan A. Comprehensive review of Wernicke encephalopathy: pathophysiology, clinical symptoms and imaging findings. Jpn J Radiol. 2020;38(9):809-820.