Нейропатология поражения белого вещества головного мозга, дисфункции гематоэнцефалического барьера и деменции

Предпосылки и цель исследования. Мы изучили, ассоциирована ли дисфункция гематоэнцефалического барьера в субкортикальном белом веществе головного мозга с наличием аномалий белого вещества головного мозга или риском развития клинической деменции у пожилых лиц (n=126, средний возраст 86,4 года, стандартное отклонение [СО]=7,7 года) в исследовании MRC CFAS (Medical Research Council Cognitive Function and Ageing Study). Методы. Используя цифровые лабораторные методы исследования, мы оценивали наличие дисфункции гематоэнцефалического барьера путем иммуногистохимического анализа – мечения плазменного маркера фибриногена. Анализ выполняли на посмертном материале: на образцах субкортикального белого вещества головного мозга, с выявленными на T2-взвешенных изображениях, по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), гиперинтенсивными очагами в белом веществе, образцах нормального белого вещества головного мозга (на удалении от выявленных по данным МРТ гиперинтенсивных зон) и эквивалентных образцах вещества мозга лиц без признаков поражения головного мозга, по данным МРТ. При проведении патогистологического исследования для выявления очагов поражений использовали маркер фагоцитирующей микроглии (CD68, клон PGM1). Результаты. Степень мечения фибриногена не была в значительной степени ассоциирована с наличием аномалий белого вещества, выявленных по данным МРТ (отношение шансов [ОШ]=0,90, 95% доверительный интервал [ДИ] от 0,79 до 1,03, р=0,133) или патогистологического анализа (ОШ=0,93, 95% ДИ от 0,77 до 1,12; р=0,452). В группе образцов лиц с нормальными результатами МРТ (без гиперинтенсивных очагов) увеличение отложения фибриногена было достоверно ассоциировано со снижением риска развития клинической деменции (ОШ=0,74, 95% ДИ от 0,58 до 0,94; р=0,013). В группе образцов лиц с гистологически подтвержденными поражениями, повышение содержания фибриногена было ассоциировано с повышением риска развития деменции (ОШ=2,26, 95% ДИ от 1,25 до 4,08, р=0,007). Выводы. Полученные данные свидетельствуют о том, что у пожилых лиц часто встречается дисфункция гематоэнцефалического барьера различной степени выраженности и она может быть связана с риском развития клинической деменции в дополнение к стандартным МРТ-биомаркерам.

У пожилых лиц, при проведении МРТ с получением T2-взвешенных изображений и изображений FLAIR (в режиме с подавлением сигнала свободной воды), часто выявляют наличие диффузных гиперинтенсивных очагов в белом веществе (ГБВ) головного мозга. Наличие ГБВ ассоциировано с повышением риска развития лакунарного инсульта, сосудистых когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера [1].

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) представляет собой свойство церебральных кровеносных сосудов, обусловленное экспрессией белков плотных контактов и молекулярных транспортеров. Дисфункцию ГЭБ рассматривают в качестве причины развития ГБВ, сосудистых когнитивных нарушений и деменции [2, 3]. Данные МР-исследований свидетельствуют о том, что транссудация контрастного вещества из внутрисосудистого компартмента, маркера дисфункции ГЭБ, ассоциирована с наличием ГБВ и сосудистыми когнитивными нарушениями [4–8]. В пользу наличия ассоциации между патологическими изменениями белого вещества головного мозга и дисфункцией ГЭБ, выявленной путем обнаружения экстраваскулярных плазменных белков (таких как фибриноген, альбумин или IgG) свидетельствуют результаты некоторых гистологических исследований [9, 10], хотя в других исследованиях наличие этой ассоциации не подтвердили [11, 12].

Мы изучили гипотезу о том, что дисфункция ГЭБ (определенная путем мечения фибриногена) ассоциирована с риском (1) развития аномалий белого вещества головного мозга (по данным МРТ или гистологических исследований) и (2) наличия прижизненного диагноза деменции. На протяжении периода исследования мы будем поддерживать наличие различий между радиологически подтвержденными ГБВ и гистологически обнаруженными поражениями белого вещества головного мозга (ПБВГМ), определенными на основе изучения фагоцитирующей микроглии.

Мы использовали систематически сформированную выборку образцов субкортикального белого вещества, выделенных по данным МРТ, от участников крупного популяционного исследования донорского человеческого мозга, нейропатологического исследования MRC CFAS (Medical Research Council Cognitive Function and Ageing Study) [13–15].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Образцы вещества головного мозга людей

Нейропатологическое исследование MRC CFAS является проспективным продольным популяционным исследованием когнитивных нарушений и дряхлости у лиц старческого возраста [13–15]. В настоящем исследовании использовали блоки субкортикального белого вещества лобных и теменных долей донорского мозга. Сто двадцать шесть отобранных образцов вещества головного мозга представляют собой образцы головного мозга из 3 (из 6) центров исследования MRC CFAS в Ньюкасле, Ноттингеме и Кембридже, для которых (1) экспозиция в формалине составляла <10 лет (средний срок экспозиции в формалине 5 лет, диапазон от 3 до 7 лет) и (2) люминальная иммунореактивность фибриногена была очевидной.

Все доноры ткани (n=126) были в возрасте старше 65 лет (таблица 1). Образцы вещества мозга были получены посмертно от лиц, подписавших Декларацию о намерении пожертвовать свой головной мозг после смерти. Проведение исследования было одобрено Британской национальной службой по этике исследований.

Диагностика деменции

Статус деменции определяли по результатам когнитивных тестов, проведенных в течение последних лет жизни (на основе полного диагностического алгоритма Geriatric Mental State AGECAT, см. раздел «Методы» в дополнительных данных on-line) в сочетании с подробным ретроспективным опросом с осведомленными информаторами и изучением свидетельств о смерти [13, 14, 16]. Клинический статус деменции был зарегистрирован у 116 участников. Среди них у 69 (55%) лиц клинический диагноз деменции был выставлен прижизненно (таблица 1).

Выявление ГБВ в образцах ткани на основании данных МРТ

Для отбора блоков ткани белого вещества головного мозга использовали МРТ-сканирование фиксированных полушарий головного мозга, методика которого подробно описана в ранее проведенных исследованиях [15, 17]. Фиксированные полушария разрезали на коронарные срезы толщиной 10 мм (толстые срезы, рис. I в дополнительных данных on-line) для проведения МРТ. Результаты сканирования оценивали при консенсусе из 3 экспертов, ослепленных относительно клинических данных, с использованием модифицированной шкалы Scheltens, как описано ранее (см. раздел «Методы» в дополнительных данных on-line) [15, 17]. ГБВ классифицировали как глубокие субкортикальные или перивентрикулярные. Из толстых срезов, содержащих субкортикальные ГБВ, вырезали тканевые блоки для выделения образцов ГБВ, согласно данным МРТ (эти блоки неизбежно также содержали прилежащее вещество мозга; рис. I в дополнительных данных on-line). Кроме того, из того же головного мозга вырезали блоки ткани из областей без ГБВ, основываясь на данных МРТ (белое вещество головного мозга без признаков поражения – НБВГМ), после выделения блоков с ГБВ. Блоки НБВГМ находились на анатомическом удалении от ГБВ и перивентрикулярных областей головного мозга. Образцы вещества мозга из эквивалентных зон белого вещества были отобраны из головного мозга лиц групп контроля, в мозге которых, по данным МРТ, не обнаружили ГБВ. Приблизительный размер всех отобранных блоков вещества головного мозга составлял 20×20×5 м...

10>

А.Г. Хаинсворт, Т. Минетт, Дж. Андо, Г. Форстер, И. Биде, Т.Р. Баррик, К. Елдерфиелд, Дж. Дживахан, Г.С. Маркус, Л.Р. Бриджес