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1.引言

甲状腺相关眼病是一种与甲状腺功能障碍密切相关的自身免疫性炎症性眼眶疾病，主要影响眶内肌肉、脂肪组织和泪腺。流行病学研究表明，甲状腺相关眼病在亚洲和欧洲人群的Graves病中均有高患病率，是成人中最常见的眼眶疾病。

甲状腺相关眼病的临床谱系超出了典型的眼部表现（如眼睑肿胀和退缩），还包括神经心理异常，如抑郁、焦虑和记忆障碍。多模态磁共振成像的最新进展促进了对甲状腺相关眼病患者潜在脑结构和功能改变的研究。当前的功能磁共振成像研究揭示了甲状腺相关眼病患者区域神经活动的异常以及特定脑区内功能整合的破坏。此外，结构和弥散磁共振成像技术揭示了与视觉相关的神经通路中的微结构改变，包括视觉处理、执行控制、背侧注意和感觉运动网络内的变化。这些发现表明，甲状腺相关眼病可能超越眼眶表现，对神经系统产生系统性影响，特别是涉及脑结构。

近年来的新兴研究已经识别出大脑中一个专门的液体交换和运输网络，称为类淋巴系统。该系统促进脑脊液通过动脉周围间隙流入脑实质，随后通过间质液引流至脑膜类淋巴管和颈部深淋巴结，清除代谢废物。越来越多的证据揭示了眼部病变与脑改变之间复杂的双向联系。开创性研究表明，眼球后房拥有一个与脑膜类淋巴网络直接相连的独特的类淋巴系统，在眼睛和大脑之间建立了一个免疫学通道。这一突破不仅填补了眼科免疫学的关键空白，也为眼科和中枢神经系统疾病提供了新的治疗视角。最近的研究进一步揭示了青光眼患者的类淋巴系统损害，然而对甲状腺相关眼病中类淋巴系统功能改变的系统性探索仍然明显缺乏。

神经影像技术的进步现在使得能够无创评估类淋巴系统的结构和功能。沿血管周围间隙的弥散张量成像分析指数已成为评估中枢神经系统废物清除能力的经过验证的生物标志物。该技术量化了垂直于脑室周围血管周围间隙的投射纤维和联合纤维中的弥散指标，提供了对类淋巴系统的可靠功能评估。同时，脉络丛——一个作为血-脑免疫细胞门户的血管化上皮网络——已被确定为类淋巴系统功能的关键驱动因素。最近的发现还揭示了全脑血氧水平依赖信号(gBOLD)与脑脊液CSF流入动力学之间的耦合动态，其同步强度作为类淋巴系统活动的新指标。

尽管先前的研究已报道甲状腺相关眼病患者中沿血管周围间隙指数的异常，但早期研究仅关注这一单一指标。为了填补这一空白，此研究首次采用三种无创多模态磁共振成像技术，从结构、功能和弥散角度间接评估甲状腺相关眼病患者类淋巴功能的变化。此研究假设甲状腺相关眼病患者存在类淋巴功能障碍，且这与神经心理症状和睡眠障碍相关。通过这些评估，此研究希望为甲状腺相关眼病的临床诊断和治疗提供新的理论见解，特别是理解该疾病如何超越眼部症状影响大脑和神经系统，从而为未来治疗策略的制定提供有价值的参考。

2.材料与方法

2.1.参与者

此研究获得中南大学湘雅二医院伦理审查委员会批准，所有参与者均按照《赫尔辛基宣言》提供了书面知情同意书。甲状腺相关眼病患者和健康对照者于2024年3月至2025年1月期间入组。入组标准如下：（1）根据欧洲Graves眼病专家组临床指南临床诊断为甲状腺相关眼病的患者；（2）具有完整的临床活动度评分分级的临床数据；（3）无磁共振成像检查禁忌症；（4）能够完成所有神经心理学量表测试和整个磁共振成像扫描过程；（5）右利手；（6）无药物或酒精滥用史。排除标准如下：（1）有其他眼部疾病（如青光眼和白内障）的体征和病史；（2）有眼科手术或外伤史；（3）高度远视（> +3D）；高度近视（< -5D）；（4）有精神或神经系统疾病史（如抑郁和双相障碍）；（5）脑解剖异常（如肿瘤）；（6）磁共振成像扫描禁忌症；（7）图像质量差；（8）临床数据不完整。

所有参与者均提供书面知情同意书，并确认为右利手。系统收集了人口学和临床数据，包括年龄、性别、病程、教育程度和甲状腺功能实验室结果。使用标准化临床评定量表和自我报告问卷评估患者组的临床症状，包括汉密尔顿焦虑量表、汉密尔顿抑郁量表和匹兹堡睡眠质量指数。此外，还使用包含视功能和外貌问题的生活质量问卷对甲状腺相关眼病患者进行评估。

从社区招募了年龄、性别和教育程度匹配的健康对照者。病程从眼部症状首次出现开始计算。根据临床指南，通过7分临床活动度评分结合眼眶磁共振成像评估甲状腺相关眼病活动性。在此研究中，研究队列被分为活动期甲状腺相关眼病组、非活动期甲状腺相关眼病组和健康对照组，这更准确地反映了疾病的临床特征并产生更精确的结果。

2.2.影像采集

使用Siemens Trio 3T扫描仪采集高分辨率磁共振成像数据。为了减轻对类淋巴功能的混杂生理效应，所有参与者被指示在扫描过程中保持标准的仰卧位并进行放松呼吸，以最小化呼吸变异和姿势变化带来的伪影——这些因素在临床前模型中已被证明可调节类淋巴液体动力学。

2.3.沿血管周围间隙的弥散张量成像

按照既往研究的方法进行计算。首先将DICOM格式的弥散张量成像数据转换为NIFTI格式。使用结合了FSL（版本6.0.4）和MRtrix3工具的内部bash脚本，进行了一系列预处理步骤，如涡流校正、运动校正和颅骨剥离。接下来，使用FSL命令“dtift”生成各向异性分数图以及x、y、z轴弥散度分布图。在将每个受试者的各向异性分数图与JHU-ICBM-FA模板配准后，使用FSL命令“flirt”将变换应用于所有弥散度分布图。在所有受试者的对齐弥散度图中自动放置直径为5mm的球形感兴趣区。提取这些感兴趣区内沿x、y、z方向的弥散度值，以计算沿血管周围间隙指数。

2.4.脉络丛体积计算 

脉络丛是脑脊液分泌的主要部位，被认为是评估脑脊液产生和毒性清除的间接影像生物标志物。此研究使用FreeSurfer 7.3.2版自动估计结构体积。预处理步骤按照个体的标准方案进行，包括颅骨剥离、Talairach变换和球面映射创建等步骤。为了减少受试者间变异性，通过计算脉络丛体积与颅内体积的比值对脉络丛体积进行归一化；脉络丛比值使用以下公式计算：脉络丛比值 = (脉络丛体积 / 颅内体积) × 1000。这种归一化指标被称为脉络丛比值。

2.4.1. gBOLD数据预处理

静息态功能磁共振成像和3DT1加权成像数据使用SPM12和DPABI v6.0进行标准化预处理。

2.4.2.感兴趣区定义

基于哈佛-牛津皮层结构图谱定义皮层灰质的感兴趣区。将T1加权图像线性配准到静息态功能磁共振成像数据以生成皮层区域掩膜，然后使用SPM12将其非线性共同配准到MNI空间。保存所得矩阵以供进一步分析。然后将MNI空间中的感兴趣区变换回原始静息态功能磁共振成像空间。先前的研究已证实，该信号反映脑脊液流动，并且在小脑底部高度敏感。因此，此研究选择功能磁共振成像图像的底部层面来捕获信号。两名对临床数据不知情的放射科医生基于静息态功能磁共振成像图像手动定义脑脊液感兴趣区，并进行组内相关系数分析(ICC)。

2.4.3.全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合强度的量化

从皮层灰质和脑脊液中提取静息态功能磁共振成像信号后，此研究使用皮尔逊相关计算全脑血氧水平依赖信号与脑脊液信号之间的互相关函数，以评估它们在特定时间滞后范围（-10秒至+10秒）内的耦合强度。由于+4秒处的负峰和-4秒处的正峰具有相等的幅度，此研究专注于负峰处的全脑血氧水平依赖-脑脊液相关性来量化耦合强度。与先前研究一致，此研究还评估了全脑血氧水平依赖信号负导数与脑脊液信号之间的互相关函数。为了确定全脑血氧水平依赖-脑脊液相关性的统计学显著性，此研究采用置换策略，随机配对来自不同受试者的全脑血氧水平依赖和脑脊液信号。此过程重复10,000次以生成基于这些相关性的空分布，所有计算均使用MATLAB进行。随后，单独计算全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合强度值。

2.5.统计分析 

使用IBM SPSS Statistics（26.0版）进行统计分析。对于正态分布的连续变量，采用单因素方差分析进行活动期组、非活动期组和健康对照组之间的组间比较（并调整年龄、性别和教育水平等协变量），然后进行Bonferroni校正的事后两两检验以进行多重比较。对于非正态分布的数据，采用Kruskal-Wallis检验。分类变量采用卡方检验进行评估。对于两组之间的比较，正态分布的连续变量使用独立样本t检验，非正态分布的变量使用Mann-Whitney U检验。

通过脑脊液感兴趣区内的组内相关系数(ICC)确定全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合测量的评估者间信度，随后在分析中使用均值。采用一般线性回归检验类淋巴参数与临床变量之间的相关性。统计学显著性定义为双尾p值 < 0.05。

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3.结果

3.1.人口学与临床测量

此研究纳入53名诊断为甲状腺相关眼病的成人（28例活动期患者和25例非活动期患者）和37名健康对照者。人口学分析显示，三组之间在年龄、性别分布和教育水平方面无显著差异。健康对照组与活动期组和非活动期组之间在睡眠质量方面均观察到显著差异。值得注意的是，活动期组在生活质量视觉量表上的得分低于非活动期组，且差异显著。

表1淋巴系统标志物的组间差异。

3.2.沿血管周围间隙指数的组间差异

与健康对照组相比，活动期组和非活动期组的左侧沿血管周围间隙指数(p < 0.001; p = 0.009)、右侧沿血管周围间隙指数(p = 0.009; p = 0.004)以及平均沿血管周围间隙指数均显著降低(p = 0.001; p = 0.003)。然而，活动期组与非活动期组之间在左侧、右侧和平均沿血管周围间隙指数方面未发现显著差异（表1及图1）。此外，左半球的沿血管周围间隙值高于右半球。

图1HC组、AP组与IP组间GS标志物的比较。

3.3.脉络丛体积的组间差异

活动期组、非活动期组和健康对照组之间在颅内体积方面无显著差异(p = 0.699)。然而，活动期组和非活动期组在三个脉络丛参数方面（CPV_L、CPV_R及CP比值）与健康对照组相比均无显著差异（p = 0.832，p = 0.784，及 p = 0.975）。两个患者组的全部三个脉络丛参数的平均值均高于健康对照组。

3.4.全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合的组间差异

为了探究所有参与者的全脑血氧水平依赖信号是否与脑脊液信号的变化密切相关，此研究从全脑灰质和脑脊液区域提取了全脑血氧水平依赖和脑脊液功能磁共振成像信号。全脑血氧水平依赖信号和脑脊液信号显示出同步的幅度波动。全脑血氧水平依赖信号和脑脊液信号表现出相应的幅度变化。平均特征在4秒延迟处显示一个正峰（R = 0.284，p < 0.001；置换检验：10,000次），在6秒延迟处出现一个负峰（R = 0.345，p < 0.001；置换检验：10,000次，黑色虚线）。两个相关函数显示的模式与数据一致，证实了全脑信号与脑脊液流动之间的系统性耦合，这与先前的研究一致（图2c）。全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合的平均组内相关系数为0.907，表明两名研究者之间具有高度一致性。既往文献使用负峰相关值作为耦合强度的分析指标。在此研究中，活动期组和非活动期组的耦合强度指标均低于健康对照组(p = 0.001; p = 0.013)。

图2 gBOLD信号与脑脊液变化相关联。

3.5.类淋巴功能与临床参数之间的相关性

类淋巴功能分析揭示了与参与者多个临床指标的相关性（图3-5）。在活动期组中，左侧沿血管周围间隙指数、右侧沿血管周围间隙指数和沿血管周围间隙指数与GO-QoL视功能呈正相关 (R = 0.561, p = 0.001; R = 0.500, p = 0.007; R = 0.592, p = 0.001)。然而，左侧沿血管周围间隙指数和沿血管周围间隙指数与汉密尔顿焦虑量表呈显著负相关 (R = -0.319, p = 0.010; R = -0.297, p = 0.016) （图4和图5A）。

图3 IP中多种临床参数之间的相关性

图4 GS标志物与急性胰腺炎临床参数之间的关联性。

此外，非活动期组中较高的汉密尔顿抑郁量表和汉密尔顿焦虑量表评分也与较高的睡眠评分呈显著正相关 (R = 0.664, p = 0.001; R = 0.657, p = 0.001)（图5a和5b）。在活动期组中也观察到类似的模式(R = 0.762, p < 0.001; R = 0.787, p < 0.001)。这些结果表明甲状腺相关眼病患者类淋巴功能与临床表现之间存在潜在的机制性关系。

图5所有GS标志物与AP(A)及IP(B)临床参数之间的相关性分析结果。

3.6.类淋巴指标之间的关系

在甲状腺相关眼病患者中，右侧脉络丛体积与沿血管周围间隙指数（包括左侧沿血管周围间隙指数、右侧沿血管周围间隙指数和全脑沿血管周围间隙指数）之间观察到负相关(R = -0.210, p = 0.048; R = -0.213, p = 0.045; R = -0.231, p = 0.030) （图6）。

图6 CPV 与ALPS之间的关系。

4.讨论

此研究首次尝试使用三种无创多模态磁共振成像技术，系统地揭示甲状腺相关眼病患者中枢类淋巴系统的功能异常。此研究的研究观察到非活动期和活动期患者组中类淋巴功能障碍标志物的显著变化。具体而言，与匹配的健康对照组相比，活动期和非活动期患者均表现出沿血管周围间隙指数的显著降低。两个患者组还表现出更低的全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合值。此研究的初步发现为甲状腺相关眼病的潜在神经生物学基础提供了相关证据。

在甲状腺相关眼病患者中观察到的这些指标变化提示类淋巴功能受损，包括脑脊液产生和类淋巴流动的破坏。这代表了一种可能构成甲状腺相关眼病症状基础的新的神经生物学机制。类淋巴系统对于清除代谢废物和维持中枢神经系统稳态至关重要。因此，该系统受损可能导致神经毒性物质积累，形成类淋巴功能障碍和损伤的恶性循环。

尽管活动期组与非活动期组之间的沿血管周围间隙指数无统计学显著差异，但两者均显著低于健康对照组。这可能与类淋巴功能障碍在甲状腺相关眼病的不同阶段（包括活动期和非活动期）持续存在有关。此研究推测，类淋巴损伤的潜在机制可能在不同阶段有所不同。在活动期，炎性细胞因子引起血管周围间隙壁水肿和结构破坏。在非活动期，胶原沉积和基底膜增厚导致弹性降低和血管周围间隙僵硬。这种结构改变可能持续损害脑脊液和间质液交换效率，形成病理性的“二次打击”模型。关键的是，两种结局——无论是通过通透性改变还是顺应性降低——都会物理性地阻碍血管周围间隙内脑脊液的脉动流动，而这是通过沿血管周围间隙指数测量的类淋巴交换的主要驱动力。因此，尽管初始生物学不同，两种机制都以表现为沿血管周围间隙指数相似定量降低的方式破坏了液体动力学。这些观察结果表明，监测类淋巴功能可作为评估甲状腺相关眼病神经损伤程度的新型生物标志物。

此研究观察到活动期组和非活动期组左半球的沿血管周围间隙指数均高于右半球。这种半球间差异与既往文献结果一致。鉴于所有参与者均为右利手，这种不对称性可能归因于右利手及其相关的半球优势。在右利手个体中，左半球通常主导语言和精细运动控制。这种功能专业化可能由更厚或更连贯的纤维束支持，这些纤维束对于高效的类淋巴功能至关重要，从而产生更高的沿血管周围间隙指数。

尽管活动期组和非活动期组的右侧脉络丛体积均呈增加趋势，但差异未达到统计学显著性。临床前研究已将脉络丛定性为连接外周和中枢炎症的关键介质。它在维持脑稳态中起着至关重要的作用，并构成外周和中枢神经系统之间的主要界面。此研究的甲状腺相关眼病患者脉络丛体积增大的趋势可能假设性地与这种自身免疫性疾病特征性的全身炎症状态有关。这表明外周产生的炎症因子可能诱导脉络丛的适应性或病理性变化。在慢性炎症状态下，脉络丛上皮细胞可能发生代偿性肥大以应对受损的脑脊液分泌。这些变化旨在通过增强脑脊液分泌或改变其组成以促进炎症介质的清除来维持脑稳态。需要进一步研究来阐明脉络丛在甲状腺相关眼病中的作用及其与类淋巴清除通路的潜在相互作用。

值得注意的是，此研究揭示了甲状腺相关眼病患者中脉络丛体积增大与沿血管周围间隙指数降低之间存在显著的负相关，这与先前的研究结果一致。尽管绝对值|R| < 0.3表明线性关系较弱，但这种统计学显著性仍然提示脑血管参数改变与类淋巴功能障碍之间存在潜在联系。这些结果暗示脑脊液产生和引流动力学的变化可能调节类淋巴活动，可能促成甲状腺相关眼病的病理生理学。然而，需要更大样本量或补充成像方式的进一步研究来验证和扩展这些发现。

此研究还提示了甲状腺相关眼病患者神经心理症状与类淋巴功能障碍之间的潜在联系网络。此研究发现汉密尔顿抑郁量表/汉密尔顿焦虑量表评分与睡眠评分之间存在强相关性，表明甲状腺相关眼病患者的心理症状可能受到神经炎症的综合影响；促炎细胞因子可以影响下丘脑-垂体-肾上腺轴和边缘系统，增加抑郁和焦虑的风险，同时也会加剧睡眠-觉醒周期的紊乱。此外，有证据表明睡眠障碍与类淋巴功能障碍之间存在致病性的双向关系。鉴于该系统在慢波睡眠期间活动最大，甲状腺相关眼病诱导的睡眠异常可能会显著损害类淋巴清除。相反，类淋巴功能障碍可能干扰睡眠调节的稳态机制，形成一个自我延续的病理性循环，使两种状况逐渐恶化。这种双向机制可能是甲状腺相关眼病患者生活质量降低的关键解释。

此研究承认几个关键局限性。首先，横断面设计限制了对观察到的关联进行任何因果推断。需要追踪患者从活动期到非活动期的纵向研究，以更好地理解这些关系的时间进展和方向性，从而阐明观察到的变化的性质。其次，相对有限的样本量可能限制研究结果的更广泛适用性，并无法对潜在亚组进行有意义的分析。未来的研究应采用更大、更多样化的队列来验证这些初步发现，增强观察到的关系的普适性，并实现此类亚组分析。最后，此研究中的类淋巴评估仍然是间接的。尽管沿血管周围间隙指数、脉络丛体积和全脑血氧水平依赖-脑脊液耦合代表了目前公认的无创代理指标，但它们并不构成对类淋巴液体运动的直接量化。未来的工作有必要将这些影像标志物与鞘内基于对比剂或其他有创金标准技术相结合，以验证其机制特异性。