抗炎治疗证实rsfMRI与TSPO PET可作为大鼠挫伤性脊髓损伤中功能连接性与神经炎症的生物标志物

这项研究对脊髓损伤有何重要意义

当脊髓在事故中受损时，最初的打击只是开始。随后数天到数周内会出现肿胀、炎症和细胞死亡的连锁反应，常常将部分损伤演变为改变生活的残疾。临床急需能够观察脊髓内部这一隐性过程并判断治疗是否有效的方法。本项大鼠研究表明，两种先进的成像方法能够像“健康仪表”一样监测受损脊髓，跟踪神经网络的状态和炎症情况，同时反映经证实的药物治疗效果。

无需手术即可观察受损脊髓内部

研究者聚焦于两种无创成像工具。其一是静息态功能性磁共振成像（rsfMRI），通过追踪血氧的微小变化来推断神经系统不同区域间的协同活动。在脊髓中，这能揭示两侧灰质“角”之间同步性的强弱。其二是一类正电子发射计算机断层显像（PET），使用一种放射性示踪剂，该示踪剂能结合在神经系统免疫细胞活化时升高的蛋白质——这是炎症的标志。两者合用可在同一受损组织上随时间观察通讯网络与炎症反应。

在大鼠损伤模型中检验已知的保护性药物

为检验这些成像方法，研究团队采用了成熟的大鼠脊髓损伤模型。16只雄性大鼠在下段脊髓受到中度挫伤样冲击，类似许多人类挫伤性损伤的特征。一半动物接受利鲁唑治疗——这是一种已知能保护神经组织并促进运动恢复的药物——另一半给予无效溶液作为对照。随后数周内，动物持续接受重复的MRI与PET扫描，并进行了行走能力、触觉反应与热觉敏感性等一系列运动与感觉测验。该设计使研究者能够判断影像变化是否与损伤演变及动物功能恢复相一致。

损伤后追踪神经网络强度

MRI结果显示，接受药物处理的动物在脊髓通讯方面比未处理者保存得更好，尤以损伤后早期最明显。在靠近损伤部位下方的区域，双侧灰质背侧部分之间的连接强度在利鲁唑处理组于第一周内明显更高。两组中许多连接在四周内逐渐减弱，反映局部回路的持续恶化。然而，连接性的时间模式与运动和感觉测验的变化密切对应：当连接更强时，动物通常行走得更好，对触觉和热觉的反应也更接近正常。有趣的是，对总体信号强度的独立测量在两组间差异不大，这表明关键在于区域间的协同程度，而非单纯的活动水平。

成像炎症与组织反应

PET扫描证实，脊髓损伤会在损伤部位引发炎症活动的激增。真实受伤的大鼠在针对炎症的示踪剂摄取量上高于仅行假手术但未损伤脊髓的对照动物。然而，尽管术后组织染色显示药物处理的脊髓中被激活的免疫细胞更少，PET在区分利鲁唑处理与未处理的受伤动物方面并不十分清晰。这提示PET虽然对损伤相关炎症的存在敏感，但在本研究条件下可能不易检测到该治疗所产生的中等程度下降。影像与组织学分析的结合仍然加强了这样的结论：利鲁唑降低了炎症，且MRI的连接性指标捕捉到了有意义的功能差异。

这对未来治疗的意义

综合来看，结果表明先进的MRI与PET扫描可以作为信息丰富的生物标志物——对受损脊髓内部随时间发生情况的客观读出。尤其是静息态MRI，捕捉到了利鲁唑对脊髓网络的早期保护，并与运动和感觉变化高度一致。PET扫描可靠地检测到与损伤相关的炎症，并且与组织学研究结合时，证实即便某些细微变化难以直接观察，药物仍具有抗炎效果。通过提供无创的手段来评估损伤严重程度、监测进展以及判断治疗是否有效，这些成像工具可加速新型脊髓治疗方法的开发与测试，并最终可能帮助临床为脊髓损伤患者提供更个体化的护理。

引用: Mu, C., Reed, J.L., Wang, F. et al. Anti-inflammatory treatment confirms rsfMRI and TSPO PET as biomarkers of functional connectivity and neuroinflammation in rat contusion spinal cord injuries. Sci Rep 16, 14066 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42844-x

关键词: 脊髓损伤, 神经炎症, 功能性磁共振成像, PET 成像, 利鲁唑