特発性レム睡眠行動障害における異質な代謝進行の特徴を明らかにする

Characterizing the heterogeneous metabolic progression in idiopathic REM sleep behavior disorder.

• Xianhua Han
• Ping Wu
• Ian Alberts
• Hucheng Zhou
• Huan Yu
• Panagiotis Bargiotas
• Igor Yakushev
• Jian Wang
• Guenter Höglinger
• Stefan Förster
• Claudio Bassetti
• Wolfgang Oertel
• Markus Schwaiger
• Sung-Cheng Huang
• Paul Cumming
• Axel Rominger
• Jiehui Jiang
• Chuantao Zuo
• Kuangyu Shi

抄録

目的:

特発性急速眼球運動（REM）睡眠行動障害（iRBD）は、パーキンソン病（PD）などのシヌクレイン病の前駆症状である。F-FDGを用いた陽電子放射断層撮影(PET)では代謝摂動が明らかになり、空間共分散分析でスコア化される。しかし、結果として得られたパターンスコアは、個々の脳領域間の代謝変化の空間的に不均一な軌跡を捉えることはできない。代謝の進行は、健康なコントロール（HC）状態からiRBD、そしてPDへと連続的に起こると仮定して、我々は横断的な研究でグルコース代謝の進行性摂動の空間的ダイナミクスを調べた。

OBJECTIVE: Idiopathic rapid eye movement (REM) sleep behavior disorder (iRBD) is a prodromal stage of synucleinopathies such as Parkinson's disease (PD). Positron emission tomography (PET) with F-FDG reveals metabolic perturbations, which are scored by spatial covariance analysis. However, the resultant pattern scores do not capture the spatially heterogeneous trajectories of metabolic changes between individual brain regions. Assuming metabolic progression occurs as a continuum from the healthy control (HC) condition to iRBD and then PD, we investigated spatial dynamics of progressively perturbed glucose metabolism in a cross-sectional study.

方法:

iRBD患者19人、PD患者38人、HC患者19人がF-FDG PETを受けた。画像は空間的に正規化され、世界平均取り込み量にスケーリングされ、自動的にパーセル化された。群別に局所代謝を対照し、推定された進行をいくつかの可能性のある軌跡のうちの1つに割り付けた。さらに、iRBD群とPD群のF-FDGの取り込みと疾患期間との相関を調べた。また、F-FDGの取り込みとPD群の統一パーキンソン病評価尺度（UPDRS III）運動スコアとの関係も調査した。

METHODS: 19 iRBD patients, 38 PD patients and 19 HC subjects underwent F-FDG PET. The images were spatially normalized, scaled to the global mean uptake, and automatically parcellated. We contrasted regional metabolism by group, and allocated the inferred progression to one of several possible trajectories. We further investigated the correlations between F-FDG uptake and the disease duration in the iRBD and PD groups, respectively. We also explored relationships between F-FDG uptake and the Unified Parkinson's Disease Rating Scale motor (UPDRS III) scores in the PD group.

結果:

PD患者はiRBD患者に比べて相対的な高代謝・低代謝を示した。われわれは、PDとiRBDの対照群でのみ認められた3つのダイナミックな代謝経路、すなわち、横断的な高代謝・低代謝、横断的な変化のない高代謝・低代謝、横断的な後期高代謝・高代謝を同定した。iRBD群では相対的なF-FDG代謝と疾患期間との間に相関は認められなかった。PD患者における局所的な高代謝および低代謝は、疾患期間または臨床的UPDRS IIIスコアと相関していた。

RESULTS: PD patients exhibited more extensive relative hyper- and hypo-metabolism than iRBD patients. We identified three dynamic metabolic trajectories, cross-sectional hypo- or hypermetabolism, cross-sectionally unchanged hypo- or hypermetabolism, cross-sectionally late hypo- or hypermetabolism, appearing only in the contrast of PD with iRBD. No correlation was found between relative F-FDG metabolism and disease duration in the iRBD group. Regional hyper- and hypo-metabolism in the PD patients correlated with disease duration or clinical UPDRS III scores.

結論:

この予備的研究では、HC群からiRBD群、PD群へと連続して脳代謝が不均一に変化している。このような特徴的な代謝経路は、iRBDからフランクPDへの転換のための神経画像バイオマーカーの可能性を示唆しており、将来の縦断的研究において高度なパターン認識解析が可能であると考えられる。

CONCLUSION: Cerebral metabolism changes heterogeneously in a continuum extending from HC to iRBD and PD groups in this preliminary study. The distinctive metabolic trajectories point towards a potential neuroimaging biomarker for conversion of iRBD to frank PD, which should be amenable to advanced pattern recognition analysis in future longitudinal studies.

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