炎症和脱髓鞘通过确定脊柱、神经轴突和神经元变性，导致多发性硬化症（MS）中的皮质灰质（GM）损伤，影响该疾病中不可逆临床残疾和认知障碍的进展。由于皮质损伤与MS的临床相关，因此迫切需要皮质病理过程的特异性生物标记物，以更好地了解皮质损伤的病理生理机制及其与临床表现的关联。MRI是检测体内MS相关皮质异常的理想工具。研究表明，从疾病开始，局灶性皮质病变（CLs）和萎缩在进行性多发性硬化（PMS）中普遍存在，并代表更严重临床结果的相关预测因子。然而，CL评估不能反映影响皮质的所有病理过程，而皮质萎缩反映了终末期神经轴突丢失。

扩散张量（DT）MRI已被应用于描述MS正常出现（NA）皮质和CLs的病理基质及其临床相关性。值得注意的是，与健康对照组（HCs）相比，NA皮质的各向异性分数（FA）降低，平均扩散率（MD）增加，而与NA皮质相比，CLs的FA增加。然而，DT MRI固有的方法学局限性使其在GM中的解释具有挑战性。神经轴突定向弥散和密度成像（NODDI）是一种扩散加权（DW）多壳层MRI技术，用于更好地模拟活体大脑微观结构的复杂性。一些研究已经将NODDI应用于MS。一项MRI-组织病理学联合研究表明，NODDI测量值反映了神经轴突的丢失，并评估了组织的一致性。

在这项研究中，使用NODDI描述了一个相对较大的MS患者队列中NA皮质和CLs的微观结构异常及其与疾病表型和临床残疾的关系。本文发表在《神经病学，神经外科学和精神病学杂志》上（Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry）。

172名MS患者（101名复发-缓解型多发性硬化症（RRMS）、71名进行性多发性硬化症（PMS））和62名健康对照者（HCs）接受了脑部3T MRI检查。从三维T1加权和双反转恢复序列中分割大脑皮层和CLs。使用扩散加权序列上的NODDI，评估NA皮质和CLs中的细胞内体积分数（ICV_f）和方向分散指数（ODI），皮质的平行扩散率为（D//=1.7） 或1.2 µm2/ms）。

评估CLs和NODDI测量的MRI

MS患者的NA皮质的ICV_f显著低于HCs皮质的D//值（错误发现率（FDR）-p<0.001）。CLs显示HCs和MS患者的ICV_f和ODI与NA皮质相比均显著降低（FDR-p≤0.008)。PMS患者与RRMS患者的NA皮质ICV_f和ODI显著降低（FDR-p=0.050） FDR-p=0.032），D//=1.7 µm2/ms。在ms临床表型之间未发现CL微观结构差异。MS NA皮质ICV_f和ODI与疾病持续时间、临床残疾、病变负荷以及整体和局部脑萎缩（r−0.51至0.71，FDR-p范围0.001 to 0.045)。

根据临床表型比较NA皮质扩散和NODDI。HC（浅蓝色圆圈）、RRMS患者（橙色三角形）和PMS患者（红色正方形）

通过在大量MS患者队列中应用NODDI模型，与HC相比，MS患者的NA皮质以ICV_f和ODI降低为特征，在PMS患者中更为明显，并与更长的疾病持续时间、更严重的残疾和结构性脑损伤显著相关。与NA皮质相比，CLs的特征是ICV_f和ODI进一步降低。MS患者的NA皮质表现为显著的神经轴突缺失和皮质细胞结构复杂性的简化，具有临床相关性，并与更严重的结构性脑损伤显著相关。CLs显示更严重的神经轴突缺失，同时组织复杂性降低。

总之，NODDI是一种可靠的临床方法，可在体内研究影响MS皮质的异质性神经退行性过程。

Preziosa P, Pagani E, Bonacchi R, et al In vivo detection of damage in multiple sclerosis cortex and cortical lesions using NODDI Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry Published Online First: 19 November 2021. doi: 10.1136/jnnp-2021-327803