原发进展型多发硬化症（PPMS）相关的rich-club失连
来自INIMS的Jan-Patrick Stellmann等人在neurology期刊上发表了一篇关于MS的结构脑网络研究，研究主要探寻了病人结构脑网络连接的组织方式如何因发病而变化以及这些变化与疾病特征之间的关系。
研究采用了37组PPMS被试以及21组健康被试进行测验。利用结构MRI，发现了在前额叶、楔前叶、顶叶和岛叶皮质等rich-club区域的连接会因为MS显著地降低，rich-club区域的失连与临床的症状具有相关性。结果发现，具有PPMS的病人以及正常人在结构连接的基本框架上并没有显著的差异，而rich-club的连接会随着症状而变化，因此，大脑的rich-club组织可能有助于发现PPMS的发病机制和神经模式。
MS可以被认为是一种网络障碍，导致脑网络的缺陷。然而，MS病人的rich-club组织并没有被有效地分析，因此，这项研究对神经退行性疾病的网络拓扑结构进行分析。在通过一个对大脑网络体系结构的长期变化研究中，通过对照正常样本，研究尝试探寻一些可能与疾病相关的变化。研究涉及的病人都进行了McDonald criteria，EDSS、MSFC评分或测试。经过标准的预处理过程后（FSL和freesurfer），根据destrieux图谱，MRI被配准到34个皮层区域和8个下皮层区域。基于交叉纤维（probtrackx）概率跟踪（对应于34个皮层区域的皮质下白质区），或者基于脑区之间的流线数量，定义了两种不同的网络。研究中采用的图的度量主要包括平均最短距离（APL）、全局网络效率、聚类系数，加权聚类系数、和算数平均法，另外，还计算了节点特定度，中间度，和强度之间的关系。
结论
表1展示了参与者的描述性统计信息。这些病人和正常人的差异通过t检验和卡方检验计算，年龄、性别、T2等分布通过多元方差分析计算。发现，当中阈值设高于95%，中位数SWI高于边界值，另外高于82.5%的边界值，患者与组照度的差异性增加，研究认为这是由人为噪声引起。
表2展示了网络的度量指标，发现，PPMS与HC的网络连贯性无差异，MRI与临床数据之间的关系在表3，可以发现T1与T2病变体积与成像度无关，但是强度随疾病减少而减弱，APL反而会增加。T25FW与强度相关全局网络效率对应降低具体信息见表3。
在所有节点中最重要的一些rich-club节点，见图1，这些节点也保留有基于强度和连接度排名前九的节点（图e-2,e-3），可以发现PPMS和HC之间的组织结构并没有显著差异，图e-4显示了病人和健康人之间的平均连接模式。
对于先定义的rich-club，PPMS和绝对连接强度低于健康对照，外围连通性没有差异，对于T2连续性和病变体积，年龄和性别的变化，可以发现患者的外周连通性增加（图2），rich-club的连接、性别、年龄与疾病无关，另外，rich-club的连通性还有灰度体积具有一定的相关，NHPT和T25FW具有一定的相关，外围连接的增加反而与认知性能的降低有关（表e-1）。
总结
通常来说，在PPMS患者中能够发现一个保留的rich-club结构，然而，与HC相比，rich-club的内部连通性降低，另外，较低的rich-club连通性会与较高的患病可能相关。研究发现，虽然PPMS的rich-club的节点的连接性比HC的低，但是这些节点并没有很大的变化，基本的组织并没有受到影响，HC和PPMS的rich-club的节点仍然是一致的。PPMS不会导致主要的拓扑结构变化，而是导致微妙的脑网络变化。研究者指出，这项研究是探索性的，样本个数并不太充足，同时因为只是关心神经变性方面，因而没有调查纵向变化。此外，由于MS的病变影响，可能会抑制一定的连通性，总之，PPMS会导致一些重要脑区之间的结构关系丧失，研究结果强调，rich-club区域的连接的障碍和疾病是相关的，因此对于rich-club的连接的研究具有相当的前景。
表1. PPMS：原发进展性多发硬化症，HC：健康对照，EDSS：扩大残差量表SDMT：符号数字模态测试（性别和年龄的方差与规范化数据比较）数据表示为：均值（方差）
数据呈现：除性别用卡方检验外，其余组差异利用t检验比较
表2. Gbin： 二值网络， Graw：加权网络，PPMS：原发进展性多发硬化症，HC：健康对照，数据表示为：均值（方差），t检验计算差异
表3. 全局图论指标、MRI与临床数据之间的关系。FDRp值设置为小于0.05。
图1. 节点特定图表度量：中间性箱型图通过二值网络节点的中间值计算。（A）健康对照（B）PPMS
图1. 节点特定图表度量：中间性箱型图通过二值网络节点的中间值计算。（A）健康对照（B）PPMS
2. Rich club连接PPMS中的rich-club组织的示意图表示。箱形图显示在rich-club（A）、feeder（B）、periphery（C）之间的相对连接性中PPMS（蓝色）和健康对照（HC）（橙色）之间的差异。 （D）T25FW、（E）SDMT 5符号数字模态测试、（F）NHPT 九孔测试（习惯手）和（G）NHPT非习惯手。线条和彩色区域代表回归估计及其置信区间。
参考文献：Stellmann J P, Hodecker S, Cheng B, et al.
Reduced rich-club connectivity is related to disability in primary progressive
MS[J]. Neurology-Neuroimmunology Neuroinflammation, 2017, 4(5): e375.
微信搜索“思影科技”公众号，第一时间获取脑影像资讯