0 引言

       高血压作为全球最普遍的慢性病之一，不仅是脑卒中的首要危险因素，也被公认为是加速神经退行性变、导致认知障碍的重要危险因素^{[1, 2, 3]}。多项研究指出，中年期未控制的高血压可提升晚年罹患阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）的风险^{[4, 5, 6, 7, 8]}。传统观点认为高血压主要通过引起脑血管结构改变导致认知下降^{[9, 10, 11]}，但其如何在分子层面干扰脑内稳态，特别是与AD核心病理标志物包括β-淀粉样蛋白（Aβ）及tau蛋白（tau）的交互作用，仍是当前研究的热点与难点^{[12, 13]}。

       近年来，“脑类淋巴系统”的发现为连接血管风险与AD病理提供了关键的理论桥梁^[14]。该系统依赖动脉血管周围间隙，通过动脉搏动驱动脑脊液与组织间液的高效交换，从而清除脑内代谢废物^[15]。高血压作为一种持续的血流动力学异常疾病，其导致的动脉壁僵硬和脉动传导异常，可削弱动脉搏动对类淋巴系统的驱动作用。动物实验证实，高血压状态下动脉壁僵硬导致血管周搏动驱动减弱，类淋巴转运显著受损^[16]。人体影像学研究亦显示，高血压患者存在脑类淋巴功能损伤磁共振指标改变，高脉压反映的大动脉僵硬可能通过改变血管周搏动泵功能导致脑类淋巴功能障碍^[17]。脑类淋巴系统功能障碍可干扰Aβ等代谢产物的清除，进而触发神经毒性损伤。因此，无创评估高血压患者的类淋巴系统功能，可能为早期识别AD相关风险提供潜在参考依据。

       随着磁共振成像技术的发展，多维影像指标为活体评估类淋巴系统提供了可能。沿血管周围间隙的扩散张量成像分析（diffusion tensor imaging-analysis along the perivascular space, DTI-ALPS）指数通过量化水分子扩散的各向异性，间接反映类淋巴的流体交换效率^[18]；自由水（free water, FW）成像则通过分离细胞外非受限扩散的水信号，敏感地揭示血管周围间隙的微结构改变^[19]。此外，脉络丛作为脑脊液的主要生成部位，其体积变化不仅反映了脑脊液分泌功能的活跃程度，也被视为影响类淋巴系统流体动力学和血-脑脊液屏障完整性的关键因素^[20]。

       基于此，本研究基于阿尔茨海默病神经影像倡议（Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, ADNI）数据库，选取老年高血压患者为研究对象，旨在明确高血压是否通过损害脑类淋巴系统功能而加速认知功能下降，并探索性分析该损害是否与AD病理沉积有关。为验证这一科学问题，本研究开展了以下内容：（1）综合利用DTI-ALPS指数、FW分数及脉络丛体积三种影像学指标，全面评估高血压患者的类淋巴系统功能状态；（2）分析上述类淋巴功能指标与AD病理标志物（Aβ/tau）及认知功能的相关性；（3）构建中介效应模型，检验类淋巴功能障碍在高血压导致认知功能损伤及AD病理沉积增加中是否发挥中介作用。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究数据来源于国际ADNI数据库（https://adni.loni.usc.edu/）。本研究基于ADNI公开数据库进行二次分析，原始数据采集经各参与中心伦理委员会批准，遵循《赫尔辛基宣言》，所有受试者均签署知情同意书。本研究从ADNI-1/GO/2数据库中连续筛选出符合纳入标准认知正常的受试者共200例，根据是否合并高血压病史分为高血压组（94例）和对照组（106例）。本研究纳入的受试者均为老年人群。根据世界卫生组织的年龄分段标准，本研究将老年定义为年龄≥60岁。结合ADNI数据库的实际人群分布，本研究纳入受试者年龄范围为60~90岁。高血压诊断依据受试者病史记录及正在服用降压药物用药史确定，有90名受试者正在服用高血压药物，收集所有受试者基线收缩压和舒张压。

       本研究纳入标准：（1）影像学数据包括扩散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）、T1结构像及液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery, FLAIR）序列数据完整；（2）临床资料及认知评估量表数据完整。排除标准：（1）已确诊的轻度认知障碍及AD患者，诊断依据ADNI标准，即轻度认知障碍定义为简易精神状态检查量表（Mini-Mental State Examination, MMSE）评分24~30分、临床痴呆评定量表（Clinical Dementia Rating, CDR）评分0.5分且记忆盒子评分≥0.5分，并参考韦氏逻辑记忆Ⅱ量表教育调整分界值；AD痴呆定义为MMSE评分20~26分、CDR≥0.5分，且符合很可能AD标准。本研究仅纳入认知正常者，定义为MMSE评分24~30分、CDR=0分。（2）图像质量不佳者。（3）有其他严重神经系统疾病或精神疾病史，如帕金森病、亨廷顿病、脑肿瘤、严重头部外伤患者。（4）患有严重精神疾病者，包括近1年内患有重性抑郁障碍或双相情感障碍（《精神障碍诊断与统计手册（第四版）》标准）、精神分裂症史、近2年内有酒精或物质滥用或依赖史，或正在接受强迫症或注意缺陷障碍药物治疗者。（5）患有严重系统性疾病或不稳定医疗状况，可能影响研究方案依从性者。具体受试者数据选择流程见图1。

点击查看大图

图1  受试者入组流程图。ADNI：阿尔茨海默病神经影像倡议；APOE：载脂蛋白E；MCI：轻度认知障碍；AD：阿尔茨海默病；DTI：扩散张量成像。
Fig. 1  Flow chart of subject enrollment. ADNI: Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative; APOE: apolipoprotein E; MCI: mild cognitive impairment; AD: Alzheimer's disease; DTI: diffusion tensor imaging.

1.2 临床资料与认知评估

       收集所有受试者的人口学资料，包括年龄、性别、受教育年限、载脂蛋白E（apolipoprotein E, APOE）ε4基因型、吸烟史、糖尿病、高脂血症、冠心病病史等。高血压的诊断依据受试者的既往病史记录及用药史确定。采用MMSE评分评估受试者的整体认知功能。采用ADNI记忆复合评分（ADNI Memory Composite Score, ADNI-MEM）评估记忆功能，该指标由逻辑记忆、词语列表学习及再认等测试组成。采用ADNI执行功能复合评分（ADNI Executive Function Composite Score, ADNI-EF）评估执行功能，该指标基于范畴流畅性、数字符号替代等测试计算得出。两个指标为Z标准化评分（均值为0，标准差为1）。

1.3 MRI数据处理与分析

       所有受试者均在3.0 T磁共振扫描仪（德国西门子Sonata/Symphony/Skyra）上完成了T1结构像及DTI扫描。T1图像扫描参数：重复时间2400 ms，回波时间3.50 ms，反转时间1000 ms，采集矩阵256×256，翻转角8°，层数188，层厚1.2 mm，体素大小1.0 mm×1.0 mm×1.2 mm。DTI图像扫描参数：重复时间9600 ms，回波时间56 ms，采集矩阵116×116，翻转角90°，层厚2 mm，梯度方向54个，b值0、1000 s/mm²。

       结构像处理：利用基于ADNI网站提供的标准化流程进行脑组织分割，获取全脑白质高信号（white matter hyperintensity, WMH）体积、脉络丛体积。WMH体积采用ADNI网站上详述的方法（http://adni.loni.usc.edu, “4-Tissue Segmentation Methods for ADNIMR Scans.pdf”）获取。脉络丛体积则通过FreeSurfer 5.1版本（http://adni.loni.usc.edu,“UCSF FreeSurfer Methods.pdf”）提取。以上指标均使用ADNI官方提供的处理结果，所有图像均已通过ADNI标准化质控流程包括视觉校验，不合格数据已予排除。

       DTI数据处理：基于FSL软件包对DTI原始数据进行预处理，包括涡流校正、头动校正及张量拟合得到基本指标参数。在此基础上，计算反映类淋巴系统功能的MRI指标，包括DTI-ALPS指数、FW分数。在侧脑室体部层面的彩色各向异性分数图上，分别于投射纤维区和联络纤维区各放置直径5 mm的球形感兴趣区。DTI-ALPS指数计算公式为：ALPS指数=mean(Dxproj, Dxassoc)/mean(Dyproj, Dzassoc)，该计算方法参照TAOKA等的方法^[18]，取左右脑区两侧平均值作为最终结果。采用MarkVCID项目提供的算法脚本（https://markvcid.partners.org/markvcid1-protocols-resources）计算全脑白质平均FW分数。

       所有图像处理均在不知晓受试者分组及临床资料的状态下完成。DTI-ALPS指数由两名受过规范化培训的神经影像分析人员（一名为具有8年MRI诊断经验的副主任医师，另一名为具有6年MRI诊断经验的主治医师）分别独立对全部200例受试者进行感兴趣区绘制，并通过组内相关系数（intraclass correlation coefficient, ICC）评估操作者间一致性。同时，随机选取20例受试者，由其中一名操作者间隔4周后重复测量，评估操作者内一致性。结果显示：操作者间一致性ICC (2, 1)=0.858（95% CI：0.813~0.893），操作者内一致性ICC (2, 1)=0.866（95% CI：0.663~0.947），均表明测量可重复性良好。FW分数计算采用MarkVCID标准化脚本，脉络丛体积采用FreeSurfer自动分割流程，均无须人工干预。ADNI数据库对所有MRI图像实施了标准化质量控制流程，由Mayo ADIR实验室进行自动化参数校验及人工图像质量评分，不合格图像已予排除。

1.4 分子影像学

       采用Florbetapir (AV-45) PET评估脑内Aβ蛋白沉积，采用Flortaucipir (AV-1451) PET评估tau蛋白沉积。PET图像采集参数参照ADNI数据库PET指南[http://adni.loni.usc.edu, “PET Technical Procedures Manual: FDG (glucose metabolic imaging), Florbetapir or Florbetaben (Amyloid Imaging), AV-1451 (tau Imaging)”]。本研究采用加州大学伯克利分校及劳伦斯伯克利国家实验室提供的后处理结果，图像进行了标准化预处理及质量控制，提取Florbetapir标准化摄取值比（Standardized Uptake Value Ratio, SUVR）（以小脑为参考区）及内颞叶Flortaucipir SUVR（以内嗅皮层为参考区）进行分析。

1.5 统计学方法

       采用jamovi 2.6.44软件（https://www.jamovi.org/）进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以频数（百分比）表示，组间比较采用卡方检验。采用多因素线性回归分析进一步探讨高血压与类淋巴功能指标的关系，并调整年龄、性别、受教育年限、APOE ε4状态、吸烟、糖尿病、高血脂、冠心病等潜在混杂因素。Pearson相关探讨类淋巴指标与认知功能及WMH、基线血压值的相关性。为探究类淋巴功能在高血压导致认知损害中的作用机制，构建中介效应模型。以高血压为自变量，认知评分及WMH为因变量，类淋巴指标为中介变量，采用Bias-corrected Bootstrap法（重复抽样5000次）检验中介效应的显著性。中介效应分析要求中介变量与自变量及因变量均显著相关。P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料比较

       本研究共纳入200名受试者，其中高血压组94例，对照组106例。两组在年龄、性别、受教育年限、APOE ε4携带率、吸烟史及冠心病患病率等基线资料上差异均无统计学意义（P>0.05）。在血压指标上，高血压组的收缩压和舒张压均高于对照组（收缩压P=0.016，舒张压P=0.007），差异均有统计学意义。然而，高血压组的糖尿病及高脂血症患病率高于对照组（P<0.05），差异有统计学意义。以上见表1。

点击查看表格

表1  高血压组和对照组临床基本特征
Tab. 1  Clinical characteristics of the hypertension group and the control group

2.2 影像学及认知功能指标的组间比较

       与对照组相比，高血压组的WMH体积增大（P=0.005），FW分数升高（P=0.002），差异均有统计学意义。在认知功能方面，高血压组的MMSE和ADNI-EF评分均低于对照组（P<0.05），差异均有统计学意义。而两组在脉络丛体积、DTI-ALPS指数、Florbetapir SUVR及Flortaucipir SUVR等指标上的差异均无统计学意义（P>0.05）。以上见表2。

点击查看表格

表2  脑影像标志物及认知功能指标的组间比较
Tab. 2  Group comparisons of brain imaging markers and cognitive measures

2.3 高血压与FW指标关联性的多因素线性回归分析

       为探究高血压与类淋巴功能指标FW分数的独立关联性，我们进行了多因素线性回归分析。在调整了年龄、性别、受教育年限、APOE ε4状态、吸烟史、糖尿病、高脂血症及冠心病等混杂因素后，结果显示高血压仍是FW分数升高的独立危险因素（β=0.010，95% CI：0.002~0.018，P=0.019）（表3）。

点击查看表格

表3  高血压与自由水指标的多因素回归分析
Tab. 3  Multivariable regression of hypertension with free water indices

2.4 FW指标与认知功能及白质损伤、基线血压值的相关性分析

       相关性分析显示，FW分数与执行功能（r=-0.380，P<0.001）及记忆功能（r=-0.266，P<0.001）均呈负相关，与WMH体积呈正相关（r=0.487，P<0.001）（图2）。采用Bonferroni法进行多重比较校正（3次比较，校正后α=0.017），上述相关性仍均显著。这表明类淋巴功能障碍程度越重，受试者的认知功能越差，白质损伤也越严重。此外，基线收缩压及舒张压与FW分数的相关性分析显示，收缩压与FW分数呈正相关（r=0.183，P=0.010），舒张压与FW分数相关性差异无统计学意义。

点击查看大图

图2  FW分数和认知功能、白质高信号、基线血压值相关性。2A：FW分数与记忆功能（ADNI-MEM）的相关性；2B：FW分数与执行功能（ADNI-EF）的相关性；2C：FW分数与白质高信号体积（WMH）的相关性；2D：FW分数与收缩压的相关性。FW：自由水；ADNI-MEM：ADNI记忆复合评分；ADNI-EF：ADNI执行功能复合评分。
Fig. 2  Correlations of the FW fraction with cognitive function and white matter hyperintensities, baseline blood pressure. 2A: Correlation between FW fraction and memory function (ADNI-MEM); 2B: Correlation between FW fraction and executive function (ADNI-EF); 2C: Correlation between FW fraction and white matter hyperintensity volume (WMH); 2D: Correlation between FW fraction and systolic blood pressure. FW: free water; ADNI-MEM: ADNI Memory Composite Score; ADNI-EF: ADNI Executive Function Composite Score.

2.5 FW指标的中介效应分析

       中介效应模型分析进一步揭示了FW分数在高血压导致脑白质损伤和认知下降过程中的作用。FW分数在高血压对WMH体积的总效应中起到了统计学意义上的中介作用。高血压预测了FW分数的升高（β=0.01，P=0.019），而FW分数又预测了WMH体积的增加（β=70.36，P<0.001）。其间接效应值为0.70（95% CI：0.22~1.68），而高血压对WMH体积的直接效应则不显著（P=0.118）。FW分数在高血压对执行功能的影响中也起到了统计学意义上的中介作用。高血压通过升高FW分数，进而导致执行功能下降，该间接效应值为-0.06（95% CI：-0.14~-0.01）。在引入中介变量后，高血压对执行功能的直接效应不再显著（P=0.147）。详见图3。

点击查看大图

图3  自由水（FW）指标中介高血压与认知功能、脑白质高信号示意图。ADNI-EF：ADNI执行功能复合评分。
Fig. 3  Mediation of the associations between hypertension and cognition/white matter hyperintensities by the free water (FW) index. ADNI-EF: ADNI Executive Function Composite Score.

3 讨论

       本研究基于ADNI数据库，探讨了老年高血压患者脑类淋巴系统功能（通过DTI-ALPS、FW分数及脉络丛体积评估）与认知功能及AD病理标志物之间的关联。研究发现，高血压组的认知功能减退，尤其是执行功能显著下降。高血压组的FW分数显著升高，且FW分数不仅与执行功能及记忆功能呈负相关，还在高血压导致白质损伤及执行功能下降的过程中起到了完全中介作用。然而，两组间的DTI-ALPS指数、脉络丛体积及AD病理标志物（Aβ/tau）并未表现出显著差异。这一结果提示，类淋巴系统的功能障碍可能在高血压导致脑损伤的早期阶段即已发生，且FW分数可能是高血压认知功能损伤的潜在影像学指标。

3.1 高血压对认知功能及白质损伤的影响

       本研究表明高血压组的MMSE和ADNI-EF评分均显著低于对照组。既往研究高血压患者执行功能普遍较差，尤其在男性中差异显著^[21]。在晚发型AD中，高血压患者额叶-执行功能衰退速度更快^[22]。此外高血压组WMH体积增大，这和既往研究类似^{[10, 23, 24, 25]}。尽管本研究重点关注了类淋巴系统与AD病理的交互作用，但两组在Aβ及tau的PET SUVR值上差异并无统计学意义。国外研究也表明高血压患者存在认知损伤与AD病理标志物无显著关联^[26]。本研究表明高血压可能与传统脑白质损伤更加密切相关。

3.2 高血压与类淋巴功能障碍：FW分数升高与DTI-ALPS无差异的解读

       本研究最核心的发现是FW分数在高血压组显著升高，且独立于传统的心血管风险因素。这一结果与既往研究结果相符^[27]，说明高血压可能存在类淋巴功能障碍。FW成像技术能够特异性地分离出细胞外非受限扩散的水信号，因此FW分数的升高可能反映了高血压引起的血脑屏障破坏、血管源性水肿或星形胶质细胞终足的肿胀^[28]。我们的回归分析显示高血压是FW分数升高的独立危险因素，这进一步证实了长期血压升高对脑内水代谢环境具有直接的破坏作用。值得注意的是，既往有研究表明高血压患者DTI-ALPS指数减低^[29]，而本研究DTI-ALPS指数在两组间差异无统计学意义。这一结果模式提示，FW分数与DTI-ALPS可能反映类淋巴系统功能的不同病理生理维度。DTI-ALPS指数量化的是水分子沿血管周围间隙的扩散方向性，反映类淋巴通路的引流效率；而FW分数通过双张量模型分离出细胞外非受限扩散的水信号，对血管周围间隙内液体滞留及间质液体积增加敏感。ADNI数据库排除了具有较高心血管疾病负荷的患者，因此本研究人群心血管疾病负荷较轻。本研究提示在高血压病程的相对早期阶段，细胞外间隙的容积改变（FW分数升高）可能先于水分子扩散方向性的改变（DTI-ALPS指数下降）出现，两类指标联合使用可更全面地评估类淋巴系统功能状态。关于脉络丛体积，本研究未观察到组间显著差异，提示在高血压病程的早期阶段，脉络丛体积可能尚未发生可检测的改变，或其对类淋巴功能的影响相对有限。

3.3 FW的中介效应：类淋巴功能障碍作为高血压脑损伤的潜在通路

       中介效应分析的结果为类淋巴系统在高血压与脑损伤之间的统计路径关联提供了支撑证据。首先，FW分数在高血压与WMH之间起到了显著中介作用。中介效应显示FW分数间接增加WMH体积0.70 cm³。本研究中WMH体积的标准差约为6.19 cm³，该效应量相当于约0.11个标准差，在人群层面具有临床意义。这意味着高血压可能并非直接导致白质缺血性损伤，而是通过引起类淋巴功能障碍（FW分数升高），进而破坏白质微结构的完整性。既往也有研究表明WMH与类淋巴功能磁共振指标相关^{[30, 31, 32]}。这一发现为WMH的病理机制提供了新的视角，提示其病理机制中包含类淋巴功能损伤的成分。其次，FW分数在高血压与执行功能下降之间也起到了显著中介作用。间接效应为-0.060（-0.140，-0.013）在个体水平虽小，但在群体层面具有统计学意义。执行功能作为额叶-皮层下环路功能的敏感指标，其受损往往早于整体认知功能的衰退^[33]。FW分数的升高可能通过干扰神经元周围的代谢环境，导致神经传导效率下降，从而表现为执行功能的减退^{[34, 35]}。

3.4 本研究的局限性

       本研究存在一定的局限性。第一，横断面设计限制了我们对因果关系的推断，未来需要纵向随访数据来验证FW的动态变化与认知功能减退的因果关系。第二，ADNI项目在研究对象的筛选上采用了严格的纳入与排除标准，本研究中高血压组的血压控制水平及共病负担可能与临床真实世界中的老年高血压患者存在差异。因此，在将本研究结果推广至更广泛人群时需谨慎解读。同时，Aβ/tau PET显像在国内临床及多数研究队列中尚未广泛开展，本研究目前难以在国内样本中对AD病理相关发现进行直接的外部验证。未来条件成熟后，将联合国内多中心开展独立样本验证。第三，本研究对高血压的定义为二分变量（有/无），ADNI数据库虽包含部分降压药物类别信息，但因各类药物样本量有限，未进一步分析不同降压药物对类淋巴功能的差异化影响。第四，两组在糖尿病及高脂血症患病率上差异有统计学意义，虽回归分析已调整上述混杂因素，但未采用倾向性评分匹配等均衡性处理方法（由于样本量有限），组间不可比可能引入残余混杂偏倚。第五，DTI-ALPS指数的感兴趣区绘制虽然有较高的一致性，但手动绘制仍无法完全排除系统误差。第六，FW分数及DTI-ALPS均为类淋巴功能的间接影像学指标，未来需结合多模态影像和纵向设计进一步验证。此外，未来研究应结合纵向随访，进一步探索两类指标在高血压认知损伤进程中的动态变化轨迹及其互补价值。

4 结论

       综上所述，本研究发现老年高血压患者存在显著的类淋巴功能障碍（表现为FW分数升高），且FW分数在高血压导致白质损伤及执行功能下降中显示出显著中介作用。两组在AD病理标志物上差异有统计学意义，提示该通路可能独立于AD病理机制。这提示FW分数可作为评估高血压相关脑损伤早期微结构改变的潜在影像学指标，针对脑类淋巴系统的功能保护可能为预防高血压相关认知障碍提供新方向。