SMA是一种常染色体隐性遗传的运动神经元疾病(MND)，其特征是由于存活的运动神经元1 (SMN1)基因功能缺失导致的下运动神经元(LMN)变性。SMA表现出相当大的临床特异性，根据发病年龄和发育里程碑的达到程度可区分出四种主要表型。临床表现的一个关键决定因素是SMN2拷贝数，这是一种更具着丝粒性且仅具有部分功能的SMN1拷贝。较高的SMN2拷贝数被认为与疾病严重程度呈负相关。
 

SMA III型被认为是一种相对温和的疾病形式，保留了步行的能力，传统上被细分为SMA IIIa（3岁前发病），和SMA IIIb(3岁以后发病)。SMA IV型指成人阶段发病。两种形式都相对缓慢，非线性发病，随着时间的推移，病情加重的速度趋于平稳，通常表现为对称的近端肌无力。这一独特的临床表型背后的病理生理机制尚不清楚，尤其是考虑到SMN是一种广泛表达的蛋白质。对于这种蛋白质的特异功能所产生的惊人的局部效应，已经提出了几种解释，包括脊髓中运动神经元池(MN)的选择性脆弱性(SC)。尽管有这些观察，对婴儿SMA的死后研究表明，神经病理学的影响远远超出前角的MN变性，并影响后柱和脑区，如丘脑。中枢神经系统(CNS)的参与也在SMA小鼠模型中得到证实，海马体积减少，运动皮层退化。然而，目前还没有对成人SMA患者的中枢神经系统受累进行全面的研究，也没有对运动皮层和皮质脊髓束退变进行专门的评估。近年来，SC成像技术取得了前所未有的进展，并已成功地应用于MNDs中，在横断面、纵向和预后研究中描述灰质和白质病理学特征。
 

由于尽管在脊柱成像方面取得了重大的技术进步，但只有一项SMA研究使用定量MRI检测了SC的萎缩。本文描述了使用最先进的定量成像工具对III型和IV型SMA患者的脊柱和大脑病理学进行全面的定性。
 

20例为III型(n = 19)和IV型(n = 6) SMA患者和25名性别和年龄匹配的健康对照组(HCs)被纳入一项前瞻性多模态脊髓和大脑神经成像研究(NCT0288587)。通过基因检测，以确诊病人患有SMN1引起的SMA。根据目前的共识标准，如果患者在18个月龄后出现症状，并能按时学会走路，则诊断为SMA III型。3岁前发病的患者诊断为SMA IIIa型，3-18岁发病的患者诊断为SMA IIIb型。18岁以后出现症状的患者被认为是患有SMA IV型。排除标准包括既往的中枢神经系统病理和存在与高场磁共振成像不相容的医疗设备。
 

所有参与者都进行了标准化的神经学评估，包括三角肌、肱二头肌、肱三头肌、腕伸肌、上肢股反肌和趾深屈肌(UL)以及髂腰肌、髋关节外展肌、股四头肌、腘绳肌、胫前肌、腓肠肌、拇长伸肌(LL)的MRC评分。所有肌肉进行双侧测试，并计算UL和LL的累积分数。采用运动功能测量量表(MFM)作为评价整体运动功能障碍的标准化评分。MFM量表由32个项目组成，分为3个功能域:站立和移动(D1分域)、轴向和近端运动功能(D2分域)、远端运动功能(D3分域)。累积分数通常表示为最大可能分数的百分比。
 

SMA患者和健康对照组接受了3 T颈SC MR成像。在每个颈椎水平测量和评估灰质和白质的受累结构和白质完整性的扩散参数。对大脑进行全脑和兴趣区域分析，以探索皮层厚度、灰质密度和基于描记法的白质改变。
 

在SMA患者的脊髓中，C2-C6椎体水平之间可见大量灰质萎缩。在SMA患者的大脑中，运动和运动外区域的灰质密度增加。而健康对照组的脑和脊髓水平均未见白质病变。
 

结论：成年型SMA与脊髓的选择性灰质变性和保留的白质完整性有关。观察到的患者大脑运动皮层灰质密度增加可能代表机体对疾病的适应性重组。