职业性铝暴露致轻度认知障碍的神经影像特征：尾状核萎缩

《Scientific Reports》：Caudate nucleus atrophy as a neuroimaging feature of mild cognitive impairment induced by occupational aluminum exposure

　　本研究聚焦职业性铝暴露对认知功能的损害机制，针对铝致轻度认知障碍缺乏特异性神经影像标志物的难题，研究人员通过高分辨率磁共振成像技术，发现双侧尾状核萎缩是铝暴露相关轻度认知障碍的关键特征。该萎缩程度与认知下降显著相关，且存在于尚未出现明显症状的暴露人群中，为早期识别铝神经毒性提供了重要影像学生物标志物。

　　

铝是地壳中含量最丰富的金属元素，广泛存在于日常生活和工业生产中。尽管铝制品给生活带来便利，但长期接触高浓度铝可能对中枢神经系统产生毒性作用。职业性铝暴露人群，如铝冶炼厂工人，由于工作环境中铝尘浓度较高，面临更大的健康风险。既往研究表明，长期铝暴露与认知功能下降密切相关，甚至可能增加阿尔茨海默病等神经退行性疾病的发病风险。然而，铝暴露导致认知障碍的具体神经机制尚不明确，尤其是缺乏特异性的神经影像学生物标志物，这给早期识别和干预带来了挑战。

为解决这一问题，李阳阳、张菲菲等研究人员在《Scientific Reports》上发表了题为“Caudate nucleus atrophy as a neuroimaging feature of mild cognitive impairment induced by occupational aluminum exposure”的研究论文。该研究首次揭示双侧尾状核萎缩是职业性铝暴露所致轻度认知障碍的特异性神经影像特征，为理解铝神经毒性机制提供了重要线索。

研究团队采用高分辨率结构磁共振成像技术，结合自动化脑区分割和统计分析，对三组参与者进行了系统比较。关键技术方法包括：使用3.0T磁共振扫描仪采集高分辨率T1加权图像，通过计算解剖学工具箱进行灰质体积自动提取，采用协方差分析比较组间脑区体积差异，并利用偏相关分析和中介分析探讨脑结构与认知功能的关系。研究对象包括30名铝暴露轻度认知障碍工人、26名铝暴露认知正常工人和30名无铝暴露健康对照，所有参与者均为男性。

研究结果

人口统计学特征和认知测试结果

三组参与者在年龄和颅内总体积上无显著差异，但铝暴露轻度认知障碍组的受教育年限显著低于铝暴露健康对照组。两组铝暴露工人的血浆铝浓度无统计学差异，但铝暴露轻度认知障碍组在所有认知领域表现均较差，包括总体认知功能、记忆力、处理速度和执行功能。

铝暴露轻度认知障碍组、铝暴露健康对照组和无铝暴露健康对照组之间的灰质体积差异

分析发现双侧尾状核体积存在显著的组间差异，呈现明显的梯度变化：铝暴露轻度认知障碍组萎缩最严重，铝暴露健康对照组次之，无铝暴露健康对照组体积最大。这种进行性萎缩模式提示尾状核可能对铝神经毒性特别敏感。

双侧尾状核体积与认知表现的相关性

双侧尾状核体积与蒙特利尔认知评估总分呈正相关。左侧尾状核体积与抽象思维、语言能力和即时记忆表现相关，而右侧尾状核体积与轨迹描摹测验A的错误反应数负相关。中介分析进一步显示，左侧尾状核体积在即时记忆与总体认知功能之间起中介作用。

讨论与结论

该研究发现职业性铝暴露工人存在特异的尾状核萎缩，且萎缩程度与认知损害严重程度相关。值得注意的是，即使在认知正常的铝暴露工人中也观察到尾状核萎缩，表明这种结构改变可能先于明显临床症状出现，具有早期预警价值。尾状核作为基底节的关键组成部分，通过皮质-纹状体环路参与高级认知功能调节，其萎缩可能导致神经网络功能紊乱，进而引发认知障碍。

研究首次明确了尾状核萎缩作为职业性铝暴露相关轻度认知障碍的特异性神经影像标志物，不仅深化了对铝神经毒性机制的理解，也为早期筛查和干预提供了重要依据。未来需要更大样本的纵向研究来验证这些发现，并探讨铝暴露影响脑结构的分子机制。