偏头痛的结构与功能脑改变

DOI: https://doi.org/10.1007/s40122- 021- 00240- 5

摘要总结 已报道偏头痛患者脑部存在结构和功能改变。

与对照人群相比，偏头痛患者中白质异常、无症状梗死样病灶以及灰质和白质的体积改变发生率较高。

功能磁共振成像（MRI）研究发现偏头痛发作间期和发作期均存在连接性改变。

磁共振波谱（MRS）和正电子发射断层扫描（PET）研究提示偏头痛患者存在能量代谢异常和线粒体功能障碍，以及其他代谢改变。

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引言 皮层扩布性去极化（CSD）和脑干异常活动已被证实参与偏头痛伴先兆的病理生理机制 [165, 309–311]。

遗传易感性及其对脑网络的影响是偏头痛病理生理机制的另一个已知要素，有助于更好地理解其潜在的功能改变 [312–315]。

最近的神经影像学研究证据，包括发作间期磁共振成像（MRI），表明偏头痛的病理改变可能超出偏头痛疼痛本身，并与脑结构和功能改变相关 [316–319]。偏头痛在发作期和发作间期均改变大脑，导致大脑、小脑和脑干结构形态改变，以及神经元网络和功能改变。

这些改变可能导致家族性偏瘫型偏头痛1型（FHM1）中持续的高兴奋状态，也可能涉及其他类型的偏头痛。

3.4 神经影像

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本综述中，我们描述了神经影像学研究关于偏头痛患者脑结构和功能改变的发现。

结构改变 神经影像研究常发现偏头痛患者存在白质高信号或白质异常（WMAs）、无症状梗死样病灶（ILLs）、缺血性病变（卒中），以及灰质（GM）和白质（WM）的体积改变 [316, 317]。

偏头痛与无症状ILLs之间的关联已在基于临床和基于人群的研究中均有报道 [316–321]。

两项横断面研究报告，与无先兆偏头痛患者或对照人群相比，伴先兆偏头痛患者后循环分布区（主要在小脑）ILLs发生率较高 [322, 323]。

在一项横断面研究中，Kurth 等人 [324] 报告伴先兆偏头痛患者中ILLs风险增加，主要位于深部灰质、皮层下和基底节区。

与上述研究不同，Geist 等人 [325] 未证明伴先兆偏头痛患者与对照人群之间ILLs发生频率存在差异。

功能改变 在发作间期，偏头痛患者与无偏头痛者相比，已发现超过20个功能连接网络存在改变，包括默认模式网络、显著网络、额顶网络、执行网络和感觉运动网络 [326]。

一些研究表明，伴先兆偏头痛和无先兆偏头痛患者之间发作间期静息态功能连接的改变存在差异，涉及视觉皮层以及参与视觉处理的广泛脑区（包括额中回、岛叶、前扣带回、顶上小叶和小脑）。

Coppola 等人 [327] 利用全脑独立成分分析，在自然发生的（非药物诱导的）偏头痛发作期间进行研究，发现与健康对照相比，执行网络和背腹侧注意网络之间的功能连接降低，且与发作频率相关。

另一项研究显示，慢性偏头痛女性患者三个主要内源性脑网络（默认模式网络、显著网络、中央执行网络）的整体功能连接降低 [328]。

代谢改变 MRS研究提示偏头痛患者存在能量代谢异常和线粒体功能障碍，这可能降低启动偏头痛发作的阈值 [329, 330]。

使用31P-MRS，在偏头痛伴先兆和不伴先兆患者的多个皮层区域（包括枕叶皮层）中，在发作期和发作间期均报道了磷酸肌酸（PCr）降低和无机磷酸盐增加，或PCr/无机磷酸盐比值降低 [331–334]。

这些发现，加上偏头痛伴先兆和不伴先兆患者枕叶发作间期GABA水平降低的报道，提示偏头痛患者中兴奋性连接相对于抑制性连接占主导地位 [335, 336]。

最近一项研究 [337] 使用整合PET/MRI脑扫描，结合[11C]PBR18（一种与18 kDa转位蛋白（TSPO）结合的放射性配体），证明偏头痛患者在发作间期（且距头痛发作至少2周）其视觉皮层以及丘脑、初级/次级躯体感觉皮层和岛叶皮层的标准化摄取值比（SUVR）升高。

前景与结论 越来越多的证据表明偏头痛可能是脑结构和功能改变的潜在危险因素。

fMRI研究表明偏头痛患者可能存在非典型的神经网络和功能。

由于绝大多数研究为横断面性质，我们仍无法确定偏头痛患者脑结构和功能改变是否继发于偏头痛。

还需要纵向研究来评估头痛临床表型的改变（如发作性偏头痛向慢性偏头痛的转化）如何影响脑影像学发现。

更好地理解偏头痛患者脑结构和功能的改变，不仅有助于诊断，也有助于治疗选择 [338]。

致谢 本摘要基于 Ashina, Sait; Bentivegna, Enrico; Martelletti, Paolo; Eikermann-Haerter, Katharina 2021年发表于 Pain and Therapy 的研究成果由机器生成。

偏头痛的功能连接研究：我们学到了什么？