This copy is for personal use only - distribution prohibited.

Transkrypt

1 Sygnatura: Otrzymano: Zaakceptowano: Wst p Background: Material/Methods: Results: Conclusions: key words: PDF file: AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome) jest chorobà wywo anà przez ludzkiego wirusa upoêledzenia odpornoêci HIV (Human Immunodeficiency Virus), która przebiega w formie zaka eƒ drobnoustrojami oportunistycznymi, podostrego zapalenia mózgu lub nowotworów typu mi saka Kaposiego, ch oniaków nieziarniczych i innych []. Znane sà dwie odmiany wirusa HIV: wirus HIV-, najcz - Êciej wyst pujàcy na ca ym Êwiecie oraz HIV-2, ograniczony przede wszystkim do Afryki Zachodniej. Szacuje si, e pod koniec 2000 roku wirusem HIV by o zaka onych ponad Radiology Polish Journal of Radiology ORIGINAL ARTICLE H MRS application in the evaluation of CNS in the patents with AIDS Zastosowanie H MRS w ocenie OUN u pacjentów z AIDS Lilianna Podsiad o, Andrzej Urbanik, Aleksander Garlicki 2, Justyna Kozub, Barbara Sobiecka, Tomasz Mach 2 Katedra Radiologii Collegium Medicum UJ, Kraków, Polska 2 Klinika Chorób Zakaênych Collegium Medicum UJ, Kraków, Polska Adres autora: Andrzej Urbanik, Katedra Radiologii Collegium Medicum UJ, ul. Kopernika 9, 3-50 Kraków, Polska, aurbanik@mp.pl Summary The aim of the study was to present the brain metabolic changes in HIV-positive patients at different stages of the disease using HMRS. MRI and HMRS were performed in 9 patients (4 women, 5 men), 23 to 49 years old, using,5 T Signa Horizon (GEMS) MR system. In 4 patients AIDS dementia complex was clinically confirmed (group ), while the remaining patients had no clinical changes relating to CNS (group 2). MRI. In the group, brain atrophy and focal hyperintense lesion in T2-weighted MR images, hypointense lesion in T-weighted MR images in the centrum semiovale and in the periventricular white matter, were dominant. In the group 2, in 0 cases no CNS changes were observed and in 5 remaining cases moderate degree of brain atrophy was noticed. HMRS: In the group, a significant decrease of NAA/Cr, an increase of Cho/Cr, mi/cr and Lac/Cr ratios were observed. In the group 2, an insignificant decrease of NAA/Cr ratios, a moderate increase in Cho/Cr, and a significant increase mi/cr ratios were observed. HMRS is a method that broadens CNS diagnostic potential in HIV-positive patients. It enables us to determine the phase of the process involved and image metabolite changes in cases without morphological manifestation. AIDS H MRS MRI 36 milionów osób, a zmar o z tego powodu dotychczas 2,8 milionów osób [2]. Charakterystycznà cechà wirusa HIV jest du a zmiennoêç antygenowa. Receptorem dla HIV jest czàstka CD4, którà posiadajà przede wszystkim limfocyty T4 (pomocniczo-indukcyjne) oraz niewielki procent monocytów, makrofagów i limfocytów B. Podstawowa laboratoryjna diagnostyka zaka eƒ wirusem HIV opiera si na wykryciu przeciwcia anty-hiv metodà enzymo-immunologicznà (ELISA). WÊród komercyjnie dost pnych testów tego typu mo na wyró niç dwie podstawowe grupy: testy, które umo liwiajà wykrycie obecnoêci przeciwcia anty-hiv 5

2 Original Article testy, które umo liwiajà wykrycie obecnoêci przeciwcia anty-hiv lub antygenu HIV. Ujemne wyniki testów przesiewowych nie wymagajà weryfikacji. W przypadku dwukrotnego stwierdzenia reaktywnoêci w przesiewowych testach immunoenzymatycznych przeprowadzonych w dwóch ró nych próbkach krwi pobranych od pacjenta, nale y wykonaç test uzupe niajàcy, który jest niezb dny dla potwierdzenia obecnoêci przeciwcia anty-hiv. Najbardziej popularnym testem uzupe niajàcym (zwanym testem potwierdzenia) jest Western blot, który umo liwia stwierdzenie obecnoêci przeciwcia anty-hiv, jak równie okreêlenie ich rodzaju [2]. W ostrej fazie zaka enia (3 6 tydzieƒ od zaka enia wirusem HIV) pojawiajà si stany podgoràczkowe lub goràczka, nadmierna potliwoêç, pobolewanie mi Êni i stawów. Objawy ogólne, takie jak okresowa lub ciàg a goràczka, ubytek 0% masy cia a, powi kszenie w z ów ch onnych, okresowa lub przewlek a biegunka, nocna potliwoêç, uczucie wyczerpania fizycznego i psychicznego, utrzymujàce si ponad 3 miesiàce, okreêlane sà jako AIDS related complex (ARC). W zaka eniach z objawami ARC w 0 35% w ciàgu 3 lat rozwija si AIDS zespó objawów powstajàcy w zwiàzku ze stopniowym wyczerpywaniem si zasobów odpornoêciowych ustroju. 6 A B C D Figure A-D. A-C) T2-weighted transverse images; brain cortical and subcortical atrophy, focal hyperintense lesion in the centrum semiovale and in the periventricular white matter are dominant (group ). D) T-weighted transverse image. It shows an area of extravasculated blood in stage of methemoglobin after vasculitis in a patient from group. Rycina A-D. A-C) Obrazy T2-zale ne w przekrojach poprzecznych: nasilone korowo-podkorowe zaniki mózgu oraz ogniska o podwy szonym sygnale przykomorowo i w centrum semiovale (grupa ). D) Obraz T-zale ny w przekroju poprzecznym: u pacjentki z grupy stwierdzono ogniska wynaczynionej krwi w stadium methemoglobiny, po przebytym procesie o typie vasculitis. A B C D Figure 2A-D. T2 weighted transverse images: group 2 moderate degree of brain atrophy was notified. Rycina 2A-D. Obrazy T2-zale ne w przekrojach poprzecznych: cechy niewielkiego stopnia zaniku mózgu u pacjentów z grupy 2. Zaj cie OUN dotyczy ok. 70% pacjentów chorych na AIDS. Wirus HIV wnika do mózgu poprzez komórki Êródb onka splotów naczyniowych lub przez przejêcie zaka onych limfocytów i monocytów przez barier krew-p yn mózgowordzeniowy. Zaburzenia w oêrodkowym uk adzie nerwowym w poczàtkach zaka enia majà du à skal rozpi toêci: od bólów g owy oraz fotofobii, poprzez neuropatie objawowe, zapalenia nerwów, pora enie nerwu twarzowego, po ostre zapalenie opon i zespó Guillain-Barre. Depresja, dra liwoêç, zmiany nastroju, a tak e zaburzenia afektu i zdolnoêci poznawczych mogà utrzymywaç si po ustàpieniu innych objawów ostrej choroby retrowirusowej. W zaawansowanym zaka eniu zaj cie oêrodkowego uk adu nerwowego mo e mieç form zespo u ot pienia, które wyst puje jako proces samoistny lub powiàzany z innymi chorobami. Poczàtkowo objawia si subtelnymi zmianami intelektualnymi, potem pojawiajà si zaburzenia pami ci, trudnoêci koncentracji oraz spowolnienie, co jest okreêlane jako AIDS dementia complex (ADC). Celem niniejszej pracy jest przedstawienie zmian w metaboliêmie mózgu przy pomocy spektroskopii protonowej rezonansu magnetycznego ( H MRS) u pacjentów chorych na AIDS, w ró nych stadiach zaawansowania choroby w zestawieniu z obrazami badaƒ MR. Wyró niono grup pacjentów z ADC oraz bez klinicznych zmian w zakresie OUN.

3 A Materia i Metoda Badania MRI oraz H MRS wykonano u 9 pacjentów chorych na AIDS (4K, 5M) w wieku od 23 do 49 lat, którzy w zale noêci od stadium zaawansowania choroby, w ró nym stopniu demonstrowali jednostki chorobowe wywo ane stopniowym spadkiem odpornoêci (mi dzy innymi nawracajàce zapalenia p uc o etiologii gruêliczej oraz nieswoistej, grzybic b on Êluzowych, owrzodzenia podudzi). U 4 osób klinicznie stwierdzono AIDS dementia complex (grupa ), u pozosta ych nie stwierdzono zmian klinicznych z zakresu OUN (grupa 2). U wszystkich pacjentów z grupy wyst powa o pora enie koƒczyn w postaci hemi lub tetraparezy oraz spowolnienie psychoruchowe. Pacjentka z tetraparezà przeby a toxoplazmozowe zapalenie mózgu i opon mózgowordzeniowych. U jednego pacjenta z hemiparezà stwierdzono ponadto niedow ad nerwu VII prawego oraz afazj ruchowà. Badania przeprowadzono przy pomocy systemu MR,5 T Signa Horizon (GEMS). Otrzymano obrazy T-zale ne w przekrojach poprzecznych i strza kowych (TR 500, TE 2/Ef) oraz T2-zale ne w przekrojach poprzecznych (TR 5000, TE 00/Ef). Badania H MRS wykonano metodà spektroskopii pojedynczego voksela (Single Voxel Spectroscopy SVS), okreêlanà tak e jako spektroskopia zlokalizowana, w której otrzymuje si widmo z pojedynczego, zlokalizowanego voksela okreêlanego jako VOI (Volume of Interest). Zastosowano technik lokalizacji PRESS (Point-Resolved Spectroscopy). Oceniano obrazy MR mózgu a tak e widma uzyskane z okolic przykomorowych, czo owych i ciemieniowo-potylicznych. Do oceny widm zastosowano firmowy program SAGE (GEMS). W H MRS oceniano jakoêciowo obraz widm, ale przede wszystkim wzgl dne stosunki st eƒ w odniesieniu Podsiad o L et al H MRS application in the evaluation of CNS Figure 3A-B. H MRS: group - a significant decrease in NAA/Cr, an increase in Cho/Cr, and an insignificant increase mi/cr and Lac/Cr ratios were observed. Rycina 3A-B. H MRS: w grupie wykazano wyraêny spadek NAA/Cr, wzrost Cho /Cr oraz nieznaczny wzrost mi/cr i Lac/Cr. B do kreatyny Cr, której st enie przyjmowano jako tzw. wewn trzny standard [9]. Wyniki W przeprowadzonych badaniach obrazowych MR u pacjentów z grupy dominujàcym objawem by y nasilone korowopodkorowe zaniki mózgu oraz ogniska o podwy szonym sygnale w obrazach T2-zale nych (Rycina A-C) oraz obni onym w SE T przykomorowo oraz w centrum semiovale, co odpowiada gliozie oraz zwyrodnieniu istoty bia ej. W jednym przypadku stwierdzono równie ogniska wynaczynionej krwi w stadium methemoglobiny, po przebytym procesie o typie vasculitis (Rycina D). U pacjentów z grupy 2 w 0 przypadkach nie stwierdzono zmian w OUN, w 5 pozosta ych cechy niewielkiego stopnia zaniku mózgu (Rycina 2A-D). Wykonane badania H MRS u pacjentów z grupy wykaza- y wyraêny spadek NAA/Cr, wzrost Cho /Cr oraz nieznaczny wzrost mi/cr i Lac/Cr (Rycina 3A-B). W grupie 2 wykazano w zmiennym nasileniu zaznaczony spadek NAA/Cr, mierny wzrost Cho/Cr i wyraêny wzrost mi/cr (Rycina 4A-B). Omówienie Zmiany w OUN wyst pujàce u chorych na AIDS mo emy podzieliç na ogniskowe, rozlane i zwiàzane z zanikiem mózgowia [3]. WÊród zmian ogniskowych najcz Êciej wyst pujà zmiany w przebiegu zapalenia wywo anego przez Toxoplasma gondi, w przebiegu ch oniaka pierwotnego oraz wieloogniskowej leukoencefalopatii. Obraz zmian ogniskowych nie jest specyficzny. W obrazach TK widoczne sà jako ogniska hypodensyjne ulegajàce wzmocnieniu kontrastowemu. W badaniu MR zmiany ogniskowe w OUN charakteryzujà si najcz Êciej ob- 7

4 Original Article ni eniem sygna u w obrazach T-zale nych oraz podwy szeniem sygna u w obrazach PD i T2-zale nych [3,4]. W post pujacej wieloogniskowej leukoencefalopatii (PML) w TK wyst pujà najcz Êciej liczne, zlewajàce si hypodensyjne ogniska w istocie bia ej obu pó kul mózgu, g ównie w centrum semiovale, z rzadko zaznaczonym wzmocnieniem kontrastowym. W badaniu MR PML widoczna jest w obrazach T-zale nych jako ogniska hypointensywne oraz hyperintensywne w obrazach PD i T2-zale nych. Cz stoêç wyst powania zaników mózgowia u chorych na AIDS manifestujàcych objawy neurologiczne wynosi ok. 36% [3]. Niektórzy autorzy uwa ajà, e poszerzenie przestrzeni p ynowych, zw aszcza obwodowych mo e mieç t o naczyniopochodne, gdy we wczesnej fazie zaka enia mo e dochodziç do uszkodzenia naczyƒ krwionoênych poprzez wirus HIV i zmniejszenie perfuzji krwi w OUN [3]. Jak wynika z piêmiennictwa, przy pomocy MR mo na wykazaç zmiany u pacjentów z AIDS, u których stwierdza si ADC, g ównie w postaci zmian w zakresie istoty bia ej mózgu [5]. Jedynie u 25% pacjentów, bez objawów zaj cia OUN obserwowano zmiany w obrazach MR. Jednak e dyskretne zmiany wykryte w MRI nie wskazujà jednoznacznie na zwiàzek przyczynowy z infekcjà HIV, co Êwiadczy o zbyt ma ej specyficznoêci MRI zarówno w diagnostyce wczesnych zmian jak i w ocenie progresji ADC [5]. W sytuacji braku objawów klinicznych zwiàzanych z zaburzeniami OUN wielu autorów przeprowadzi o badania H MRS, które wykaza y odchylenia w przebiegu linii widma H MRS mózgu. Âwiadczy to o wi kszej czu oêci H MRS w porównaniu z MRI [5 8]. W wi kszoêci prac stwierdzono ró nice w st eniu poszczególnych metabolitów w zale no- Êci od stadium zaawansowania AIDS, jak równie w porównaniu z grupà kontrolnà pacjentów. Pacjenci bez ADC wykazujà znaczny wzrost mi/cr, nieznaczny spadek NAA/Cr, 8 A Figure 4A-B. H MRS: group 2 an insignificant decrease of NAA/Cr, a moderate increase in Cho/Cr and significant increase mi/cr ratios were observed. Rycina 4A-B. H MRS: w grupie 2 wykazano w zmiennym nasileniu zaznaczony spadek NAA/Cr, mierny wzrost Cho /Cr i wyraêny wzrost mi/cr. B mierny wzrost Cho/Cr. Z kolei chorzy z ADC wykazujà prawid owy lub nieznaczny wzrost mi/cr, wyraêny spadek NAA/Cr i wzrost Cho/Cr [3,5 8]. Uzyskane w niniejszej pracy wyniki pokrywajà si z przedstawionymi powy ej doniesieniami. Zmiany w widmach u chorych z AIDS mo na interpretowaç w nast pujàcy sposób. NAA (N-acetyloasparaginian) uwa- any jest za wskaênik funkcji neuronów, a spadek jego poziomu Êwiadczy o uszkodzeniu neuronów. W grupie pacjentów z ADC stwierdzono wi kszy spadek poziomu NAA ni w grupie bez objawów neurologicznych, co potwierdza wi kszy stopieƒ uszkodzenia neuronów w tej pierwszej grupie. Mioinozytol (mi) znajduje si wy àcznie w astrocytach i odpowiedzialny jest za utrzymanie prawid owej obj toêci komórkowej. Jego znaczàcy wzrost w grupie chorych bez ADC Êwiadczy o czynnych procesach naprawczych w obr bie tkanki glejowej. W grupie pacjentów z ADC niewielki wzrost st enia mi wskazuje na brak czynnych procesów naprawczych [9]. Wzrost st enia choliny (Cho) u wszystkich pacjentów Êwiadczy o trwajàcym rozpadzie mieliny. W grupie pacjentów z ADC w naszej pracy dodatkowo zaobserwowano obecnoêç piku mleczanów (Lac), b dàcych markerem ogniskowego niedokrwienia. Opisywane w H MRS zmiany i ich odnoêniki patomorfologiczne zosta y potwierdzone w badaniach autopsyjnych u chorych na AIDS. Wykazano u nich zmiany w substancji bia ej i strukturach podkorowych, a ponadto znaczàcy spadek neuronów w korze czo owej, spadek g stoêci synaps, spadek iloêci oraz zniszczenie dendrytów [5]. Nale y zwróciç uwag, e opisane zmiany metaboliczne wyst pujà tak e w innych jednostkach chorobowych obejmujàcych OUN, stàd wynika niska specyficznoêç H MRS oraz koniecznoêç interpretacji wyników w Êcis ej korelacji z obrazem klinicznym pacjenta.

5 Wnioski. H MRS pozwala uwidoczniç zmiany metaboliczne przy braku zmian morfologicznych oraz oceniç stadium zaawansowania procesu w przypadku chorych z AIDS. 2. H MRS jest metodà rozszerzajàcà mo liwoêci diagnostyki obrazowej oêrodkowego uk adu nerwowego u pacjentów z AIDS. PiÊmiennictwo:. Simone IL, Federico F, Tortorella C et al: Localised H-MR spectroscopy for metabolic characterisation of diffuse and focal brain lesions in patients infected with HIV. J Neurol Neurosurg & Psychiatr, 998; 64(4): Szamotulska K: Epidemiologia zaka eƒ HIV/AIDS u kobiet. In: Kliniczne i psychospo eczne aspekty zaka enia HIV u kobiet pod redakcjà T. Niemca Warszawa, 200; 3-8 Podsiad o L et al H MRS application in the evaluation of CNS 3. Walecki J, Ceran A: Zastosowanie techniki tomografii komputerowej i rezonasu magnetycznego w diagnostyce kobiet zaka onych HIV. In: Kliniczne i psychospo eczne aspekty zaka enia HIV u kobiet pod redakcjà T. Niemca Warszawa, 200; Skiest JD: Focal Neurological Disease in Patients with Acquired Immunodeficiency Syndrom. Clin Infect Dis, 2002; 34: Lopez-Villegas D, Lenkinski R, Ian Frank: Biochemical changes in the frontal lobe of HIV-infected individuals detected by MRS. Med Sci, 997; 94(8): Iranzo A, Moreno A, Pujol J et al: Proton magnetic resonance spectroscopy pattern of progressive multifocal leukoencephalopathy in AIDS. [Clinical Trial. Controlled Clinical Trial. Journal Article]. J Neurol, Neurosurg & Psychiatr, 999; 66(4): Vion-Dury J, Salvan AM, Confort-Gouny S et al: Brain proton magnetic resonance spectroscopy. Indications for diagnosis and follow-up of HIV-related encephalopathy in the adult. Presse Medicale, 998; 27(27): Marcus CD, Taylor-Robinson SD, Sargentoni J et al: H MR spectroscopy of the brain in HIV--seropositive subjects: evidence for diffuse metabolic abnormalities. [Journal Article] Metabolic Brain Disease, 998; 3(2): Urbanik A, Sobiecka B, Kozub J: Widmo badania RM mózgowia w technice spektroskopii protonowej metodà pojedynczego zlokalizowanego voxela. Pol Przegl Rad, 200; : 7-9