2型糖尿病患者认知功能障碍与脑白质高信号负荷及分布特征的相关性

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-8757.2022.01.004

中华老年病研究电子杂志 ›› 2022, Vol. 09 ›› Issue (01) : 9 -15. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-8757.2022.01.004

老年内分泌疾病

2型糖尿病患者认知功能障碍与脑白质高信号负荷及分布特征的相关性

高阳¹, 徐志鹏², 刘彦超³, 郑杰³, 何本荣³, 江涛³, 孙飞³, 梁奕⁴, 王建枝^,³

^1. 430030　武汉，华中科技大学同济医学院病理生理学系　神经系统重大疾病教育部重点实验室；430030　武汉脑科医院影像科
^2. 430071　武汉，武汉大学中南医院神经内科
^3. 430030　武汉，华中科技大学同济医学院病理生理学系　神经系统重大疾病教育部重点实验室
^4. 430030　武汉脑科医院影像科

收稿日期:2021-07-06 出版日期:2022-02-28
通信作者: 王建枝
基金资助:
湖北省卫健委科研项目(WJ2021M041); 武汉市卫健委科研项目(WX20Q04)

Association between white matter hyperintensity load and distribution characteristics with cognitive impairment in type 2 diabetic patients

Yang Gao¹, Zhipeng Xu², Yanchao Liu³, Jie Zheng³, Benrong He³, Tao Jiang³, Fei Sun³, Yi Liang⁴, Jianzhi Wang^,³

^1. Ministry of Education Key Laboratory for Neurological Disorders, Department of Pathophysiology, School of Basic Medicine, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China; Department of Radiology, Wuhan Brain Hospital, Wuhan 430030, China
^2. Department of Neurology, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Wuhan 430071, China
^3. Ministry of Education Key Laboratory for Neurological Disorders, Department of Pathophysiology, School of Basic Medicine, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China
^4. Department of Radiology, Wuhan Brain Hospital, Wuhan 430030, China

Received:2021-07-06 Published:2022-02-28
Corresponding author: Jianzhi Wang

全文 ( 0 ) 下载PDF ( 11 ) 导出引用

引用本文：

高阳, 徐志鹏, 刘彦超, 郑杰, 何本荣, 江涛, 孙飞, 梁奕, 王建枝. 2型糖尿病患者认知功能障碍与脑白质高信号负荷及分布特征的相关性[J/OL]. 中华老年病研究电子杂志, 2022, 09(01): 9-15.

Yang Gao, Zhipeng Xu, Yanchao Liu, Jie Zheng, Benrong He, Tao Jiang, Fei Sun, Yi Liang, Jianzhi Wang. Association between white matter hyperintensity load and distribution characteristics with cognitive impairment in type 2 diabetic patients[J/OL]. Chinese Journal of Geriatrics Research(Electronic Edition), 2022, 09(01): 9-15.

目的

探讨2型糖尿病（T2DM）患者认知功能障碍与脑白质高信号（WMH）负荷及分布特征的关系。

方法

2013—2015年，从华中科技大学同济医学院附属同济医院招募年龄匹配的T2DM患者40例，健康对照者20例（健康对照组）。T2DM患者中有轻度认知功能障碍（MCI）者20例（T2DM伴MCI组），无MCI者20例（T2DM无MCI组）。采用Fazekas量表（FS）及改良Scheltens量表（MSS）进行磁共振WMH视觉评估，对比3组WMH负荷及分布特征差异，并采用Spearman相关性分析法分析WMH负荷与认知功能评分之间的相关性。随访5年后对比健康对照者与T2DM患者的WMH负荷、分布区域及认知功能变化情况。组间比较采用方差分析、秩和检验及χ²检验。

结果

3组研究对象FS、MSS评分的差异有统计学意义（F=8.600、9.176，P<0.01），其中T2DM患者明显高于健康对照组（P<0.05或0.01）。3组研究对象脑室周、额叶、基底节、颞叶、枕叶MSS评分的差异有统计学意义（F=12.069、6.575、8.358、4.869、6.037，P<0.01），其中T2DM患者高于健康对照组（P<0.05或0.01），且T2DM伴MCI组基底节区、颞叶、枕叶的MSS评分均明显高于T2DM无MCI组（P<0.05）。认知功能评分与WMH负荷呈负相关（P<0.05或0.01）。相对于5年前，健康对照者简易智能精神状态检查量表评分明显降低（t=3.167，P<0.01）；健康对照者及T2DM患者的蒙特利尔认知评估量表评分均明显降低（t=5.734、3.863，P<0.01），FS及MSS评分均明显增高（FS评分：t=3.811、4.564，MSS评分：t=4.839、6.010，P<0.01）。

结论

T2DM患者认知功能障碍与WMH密切相关，磁共振WMH负荷及脑区分布特征可能作为T2DM患者认知功能障碍评估潜在的影像标志物。

关键词: 2型糖尿病, 轻度认知功能障碍, 脑白质高信号, 随访

Objective

To evaluate the correlation between white matter hyperintensity (WMH) load and distribution characteristics with cognitive impairment in type 2 diabetic (T2DM) patients.

Methods

Twenty T2DM patients with mild cognitive impairment (MCI), 20 T2DM patients without MCI and 20 age-matched non-diabetic controls were recruited from Tongji Hospital during the year 2013 and 2015. WMH was evaluated based on the visual scales of Fazekas (FS) and modified Scheltens (MSS), and the correlation between WMH load and cognitive function were analyzed by Spearman correlation analysis. After 5 years of follow-up, the changes in WMH load, WMH distribution features and cognitive function were compared between the healthy controls and T2DM patients. Analysis of variance rank sum test and chi square test were used for the comparison.

Results

There was significant difference in FS and MSS scores among the three groups (F=8.600, 9.176, P < 0.01), and the scores of T2DM patients were significantly higher than those of healthy controls (P < 0.05 or < 0.01). The MSS scores of periventricular, frontal lobe, basal ganglia, temporal lobe and occipital lobe of the three groups were significantly different (F=12.069, 6.575, 8.358, 4.869, 6.037, P < 0.01). The MSS scores of T2DM patients were higher than those of healthy controls (P < 0.05 or < 0.01), and the MSS scores of basal ganglia, temporal lobe and occipital lobe in T2DM with MCI group were higher than those in T2DM without MCI group (P < 0.05). WMH load was negatively correlated with cognitive function (P < 0.05 or < 0.01). After 5 years following-up, the mini-mental state examination score decreased significantly in healthy controls (t=3.167, P < 0.01), the montreal cognitive assessment score decreased significantly in both healthy controls and T2DM patients (t=5.734, 3.863, P < 0.01), and the FS and MSS scores increased significantly in both healthy controls and T2DM patients (FS score: t=3.811, 4.564; MSS score: t = 4.839, 6.010; P < 0.01).

Conclusion

Cognitive impairment in T2DM patients is related with WMH, and the load and distribution of WMH may be used as promising imaging biomarkers for the evaluation of cognitive impairment in T2DM patients.

Key words: Type 2 diabetes mellitus, Mild cognitive impairment, White matter hyperintensity, Follow-up

表1 3组研究对象基线资料的比较[例（%）或±s]

组别	例数	性别（男/女）	年龄（岁）	合并高血压	合并高血脂	合并冠心病	吸烟
健康对照组	20	6/14	61.8±4.6	5（25.0）	4（20.0）	1（5.0）	5（25.0）
T2DM无MCI组	20	7/13	62.8±6.2	6（30.0）	4（20.0）	3（15.0）	5（25.0）
T2DM伴MCI组	20	10/10	62.0±7.2	7（35.0）	5（25.0）	3（15.0）	6（30.0）
检验值		χ²=1.833	F=0.150	χ²=0.467	χ²=0.196	χ²=1.186	χ²=0.171
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	喝酒	HbAlc（%）	受教育年限（年）	T2DM病程（年）	MMSE	MoCA
健康对照组	20	5（25.0）	5.2±0.4	10.0±3.1	0	28.7±1.1	27.2±1.1
T2DM无MCI组	20	6（30.0）	7.7±1.2	11.6±3.9	7.5（11.3）	28.2±1.3	26.6±1.7
T2DM伴MCI组	20	6（30.0）	8.1±1.8	11.2±3.1	2.8（8.7）	27.5±1.7	25.6±2.6
检验值		χ²=0.164	F=28.980	F=1.257	Z=126.5	F=3.452	F=2.300
P值		>0.05	<0.01	>0.05	<0.05	<0.05	<0.05

表1 3组研究对象基线资料的比较[例（%）或±s]

组别	例数	性别（男/女）	年龄（岁）	合并高血压	合并高血脂	合并冠心病	吸烟
健康对照组	20	6/14	61.8±4.6	5（25.0）	4（20.0）	1（5.0）	5（25.0）
T2DM无MCI组	20	7/13	62.8±6.2	6（30.0）	4（20.0）	3（15.0）	5（25.0）
T2DM伴MCI组	20	10/10	62.0±7.2	7（35.0）	5（25.0）	3（15.0）	6（30.0）
检验值		χ²=1.833	F=0.150	χ²=0.467	χ²=0.196	χ²=1.186	χ²=0.171
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	喝酒	HbAlc（%）	受教育年限（年）	T2DM病程（年）	MMSE	MoCA
健康对照组	20	5（25.0）	5.2±0.4	10.0±3.1	0	28.7±1.1	27.2±1.1
T2DM无MCI组	20	6（30.0）	7.7±1.2	11.6±3.9	7.5（11.3）	28.2±1.3	26.6±1.7
T2DM伴MCI组	20	6（30.0）	8.1±1.8	11.2±3.1	2.8（8.7）	27.5±1.7	25.6±2.6
检验值		χ²=0.164	F=28.980	F=1.257	Z=126.5	F=3.452	F=2.300
P值		>0.05	<0.01	>0.05	<0.05	<0.05	<0.05

图1 快速反转恢复序列图像脑白质高信号分布代表图。1A：健康老年人，女性，65岁，改良Scheltens量表总分0分，脑内无点状高信号；1B：2型糖尿病无轻度认知功能障碍患者，男性，67岁，额叶见多发点状高信号，总分4分；1C：2型糖尿病伴轻度认知功能障碍患者，女性，66岁，双侧脑室额角、枕角见帽状高信号，额叶、枕叶及右侧基底节见多发点状高信号，总分8分

图2 3组人群Faekas评分及改良Scheltens评分的比较。2A、2B：2型糖尿病（T2DM）患者脑白质高信号负荷较健康对照组均明显升高，且伴轻度认知功能障碍者脑白质高信号负荷增加更明显；2C：T2DM伴轻度认知功能障碍（MCI）患者在基底节、颞叶、枕叶的改良Scheltens评分高于T2DM无MCI患者

图3 健康对照者与2型糖尿病患者随访期间脑白质高信号变化的脑区差异

表2 随访人群认知功能及脑白质高信号评分的比较（±s）

组别	例数	MMSE评分		MoCA评分		FS评分		MSS评分
组别	例数	基线	随访	基线	随访	基线	随访	基线	随访
健康对照者	13	29.1±1.0	27.6±1.9	27.5±1.5	24.5±2.5	1.1±0.8	1.9±1.2	2.9±2.8	5.9±3.9
T2DM患者	21	28.4±1.2	27.9±1.6	26.9±1.7	24.3±3.2	1.5±0.8	2.2±1.1	4.4±3.4	7.3±4.0
检验值		t=1.757	t=0.495	t=1.044	t=0.192	t=1.417	t=0.747	t=1.333	t=1.001
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

表2 随访人群认知功能及脑白质高信号评分的比较（±s）

组别	例数	MMSE评分		MoCA评分		FS评分		MSS评分
组别	例数	基线	随访	基线	随访	基线	随访	基线	随访
健康对照者	13	29.1±1.0	27.6±1.9	27.5±1.5	24.5±2.5	1.1±0.8	1.9±1.2	2.9±2.8	5.9±3.9
T2DM患者	21	28.4±1.2	27.9±1.6	26.9±1.7	24.3±3.2	1.5±0.8	2.2±1.1	4.4±3.4	7.3±4.0
检验值		t=1.757	t=0.495	t=1.044	t=0.192	t=1.417	t=0.747	t=1.333	t=1.001
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

[1]	Biessels GJ, Staekenborg S, Brunner E, et al. Risk of dementia in diabetes mellitus: A systematic review[J]. Lancet Neurol, 2006, 5(1):64-74.
[2]	Wardlaw JM, Smith C, Dichgans M. Small vessel disease: mechanisms and clinical implications[J]. Lancet. Neurol, 2019, 18(7):684-696.
[3]	Fazekas F, Barkhof F, Wahlund LO, et al. CT and MRI rating of white matter lesions[J]. Cerebrovasc Dis, 2002, 13(Suppl 2):31-36.
[4]	Adami A, Rossato G, Cerini R, et al. Right-to-left shunt does not affect white matter lesion load in migraine patients[J]. Stroke, 2007, 38(2):459-459.
[5]	de Bresser J, Kuijf HJ, Zaanen K, et al. White matter hyperintensity shape and location feature analysis on brain MRI; proof of principle study in patients with diabetes[J]. Sci Rep, 2018, 8(1):1893.
[6]	Werhane ML, Thomas KR, Bangen KJ, et al. Arterial stiffening moderates the relationship between type-2 diabetes mellitus and white matter hyperintensity burden in older adults with mild cognitive impairment[J]. Front Aging Neurosci, 2021, 13: 716638.
[7]	Love S, Miners JS. Small vessel disease, neurovascular regulation and cognitive impairment: post-mortem studies reveal a complex relationship, still poorly understood[J]. Clin Sci (Lond), 2017, 131(14):1579-1589.
[8]	Petersen RC. Mild cognitive impairment clinical trials[J]. Nat Rev Drug Discov, 2003, 2(8):646-653.
[9]	Yang SQ, Xu ZP, Xiong Y, et al. Altered intranetwork and internetwork functional connectivity in type 2 diabetes mellitus with and without cognitive impairment[J]. Sci Rep, 2016, 6:32980.
[10]	Hase Y, Horsburgh K, Ihara M, et al. White matter degeneration in vascular and other ageing-related dementias[J]. J Neurochem, 2018, 144(5):617-633.
[11]	Tamura Y, Araki A. Diabetes mellitus and white matter hyperintensity[J]. Geriatr Gerontol Int, 2015, 15(Suppl 1):34-42.
[12]	Tamura Y, Kimbara Y, Yamaoka T, et al. White matter hyperintensity in elderly patients with diabetes mellitus is associated with cognitive impairment, functional disability, and a high glycoalbumin/glycohemoglobin ratio[J]. Front Aging Neurosci, 2017, 9:220-225.
[13]	Li J, Ogbole G, Aribisala B, et al. Association between white matter hyperintensities and stroke in a west african patient population: evidence from the stroke investigative research and educational network Study[J]. Neuroimage, 2020, 215:116789.
[14]	Tamura Y, Araki A. Diabetes mellitus and white matter hyperintensity[J]. Geriatr Gerontol Int, 2015, 15(Suppl 1):34-42.
[15]	Park K, Yasuda N, Toyonaga S, et al. Significant association between leukoaraiosis and metabolic syndrome in healthy subjects[J]. Neurology, 2007, 69(10):974-978.
[16]	Anan F, Masaki T, Iwao T, et al. The role of microalbuminuria and insulin resistance as significant risk factors for white matter lesions in Japanese type 2 diabetic patients[J]. Curr Med Res Opin, 2008, 24(6):1561-1567.
[17]	Inzitari D, Pracucci G, Poggesi A, et al. Changes in white matter as determinant of global functional decline in older independent outpatients: three year follow-up of LADIS (leukoaraiosis and disability) study cohort[J]. BMJ, 2009, 339:b2477.
[18]	Kim BJ, Lee SH, Kang BS, et al. Diabetes increases large artery diseases, but not small artery diseases in the brain[J]. J Neurol, 2008, 255(8):1176-1181.
[19]	Del Bene A, Ciolli L, Borgheresi L, et al. Is type 2 diabetes related to leukoaraiosis? An updated review[J]. Acta neurologica Scandinavica, 2015, 132(3):147-155.
[20]	Burke SN, Barnes CA. Neural plasticity in the ageing brain[J]. Nat Rev Neurosci, 2006, 7(1):30-40.
[21]	Biesbroek JM, Weaver NA, Biessels GJ. Lesion location and cognitive impact of cerebral small vessel disease[J]. Clin Sci (Lond), 2017, 131(8):715-728.
[22]	Pozorski V, Oh JM, Okonkwo O, et al. Cross-sectional and longitudinal associations between total and regional white matter hyperintensity volume and cognitive and motor function in Parkinson's disease[J]. Neuroimage Clin, 2019, 23:101870.
[23]	de Bresser J, Kuijf HJ, Zaanen K, et al. White matter hyperintensity shape and location feature analysis on brain MRI; proof of principle study in patients with diabetes[J]. Sci Rep, 2018, 8(1):1893.
[24]	Gao S, Chen Y, Sang F, et al. White matter microstructural change contributes to worse cognitive function in patients with type 2 diabetes[J]. Diabetes, 2019, 68(11):2085-2094.
[25]	Li C, Zuo Z, Liu D, et al. Type 2 diabetes mellitus may exacerbate gray matter atrophy in patients with early-onset mild cognitive impairment[J]. Front Neurosci, 2020, 14:856.
[26]	Moran C, Beare R, Wang W, et al. Type 2 diabetes mellitus, brain atrophy, and cognitive decline[J]. Neurology, 2019, 92(8):e823-e830.
[27]	Jokinen H, Melkas S, Madureira S, et al. Cognitive reserve moderates long-term cognitive and functional outcome in cerebral small vessel disease[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2016, 87(12):1296-1302.
[28]	Rizzo MR, Barbieri M, Boccardi V, et al. Dipeptidyl peptidase-4 inhibitors have protective effect on cognitive impairment in aged diabetic patients with mild cognitive impairment[J]. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2014, 69(9):1122-1131.
[29]	de Havenon A, Majersik JJ, Tirschwell DL, et al. Blood pressure, glycemic control, and white matter hyperintensity progression in type 2 diabetics[J]. Neurology, 2019, 92(11):e1168-e1175.

[1]	曹雯佳, 刘学兵, 罗安果, 钟释敏, 邓岚, 王玉琳, 李赵欢. 超声矢量血流成像对2型糖尿病患者颈动脉壁剪切应力的研究[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024, 21(07): 709-717.
[2]	孟令凯, 李大勇, 王宁, 王桂明, 张炳南, 李若彤, 潘立峰. 袖状胃切除术对肥胖伴2型糖尿病大鼠的作用及机制研究[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(06): 638-642.
[3]	李猛, 姜腊, 董磊, 吴情, 贾犇黎. 腹腔镜胃袖状切除术治疗肥胖合并2型糖尿病及脂肪胰的临床研究[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(05): 554-557.
[4]	赵帅, 王伟, 李瑞奇, 周家杰, 王道荣. 3D腹腔镜下袖状胃切除术治疗肥胖合并2型糖尿病的临床疗效及影响因素分析[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(02): 146-149.
[5]	刘盾, 潘晟. 不同入路腹腔镜袖状胃切除术用于肥胖症合并2型糖尿病的效果[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(02): 150-154.
[6]	嵇振岭, 陈杰, 唐健雄. 重视复杂腹壁疝手术并发症的预防和处理[J/OL]. 中华疝和腹壁外科杂志(电子版), 2024, 18(06): 601-606.
[7]	陆文琪, 赵艳茹, 李焕娣, 樊欣娜, 王佳, 李萍. 2型糖尿病患者血清SMAD2和SOX6表达及其与蛋白尿的关系[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2024, 13(03): 145-151.
[8]	高建平, 王辉, 王淑萍. 定期家庭随访对胸腔镜食管癌术后饮食恢复功能的影响[J/OL]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2024, 14(02): 188-192.
[9]	王璇, 娜扎开提·尼加提, 雒洋洋, 蒋升. 皮肤晚期糖基化终末产物浓度与2型糖尿病微血管并发症的相关性[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(05): 447-454.
[10]	王星, 陈园, 热孜万古丽·乌斯曼, 郭艳英. T2DM、Obesity、NASH、PCOS共同致病因素相关的分子机制[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(05): 481-490.
[11]	孙秀芹, 高美娟, 张琼阁, 吕凯敏, 王宏宇. 京西地区无心血管病史2型糖尿病中老年人群患心血管疾病的危险因素分析[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(03): 245-252.
[12]	孙琳, 韩萍萍, 张碧琳, 张军霞. 血清WISP1水平与2型糖尿病患者血尿酸升高的相关性[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(02): 178-182.
[13]	吴晓明, 翟仰魁, 王娟, 张硕, 许杰, 潘从清. 男性2 型糖尿病患者空腹C 肽和定量胰岛素敏感性检测指数与血浆致动脉粥样硬化指数的相关性[J/OL]. 中华肥胖与代谢病电子杂志, 2024, 10(04): 288-294.
[14]	吴子龙, 吴冰, 袁开盛, 胡瑞翔, 杨华, 王存川. 肥胖与胰腺疾病研究进展[J/OL]. 中华肥胖与代谢病电子杂志, 2024, 10(03): 213-219.
[15]	张梅, 陈卉, 李转霞, 王瑞, 李林娟. Metrnl和NLRP3炎症小体：糖尿病肾病的潜在诊断标志物[J/OL]. 中华肥胖与代谢病电子杂志, 2024, 10(03): 193-199.

阅读次数

全文

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	0	0	11

来源	本网站	其他网站

次数	9	2
比例	82%	18%

摘要

127

最新录用	在线预览	正式出版

0	0	127

来源	本网站	其他网站

次数	57	70
比例	45%	55%

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Association between white matter hyperintensity load and distribution characteristics with cognitive impairment in type 2 diabetic patients

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Association between white matter hyperintensity load and distribution characteristics with cognitive impairment in type 2 diabetic patients