パーキンソン病における歩行変換の凍りつきの局所的均質性と機能的結合性

Regional homogeneity and functional connectivity of freezing of gait conversion in Parkinson's disease.

抄録

背景:

歩行の凍りつき（FOG）はパーキンソン病（PD）の後期によくみられ、障害を引き起こし、生活の質に影響を与える。したがって、早期発見が治療介入に極めて重要である。我々は、FOG転換者における異常領域均質性（ReHo）と機能的結合性（FC）を探索し、それらの診断価値を評価することを目的とした。

BACKGROUND: Freezing of gait (FOG) is common in the late stage of Parkinson's disease (PD), which can lead to disability and impacts the quality of life. Therefore, early recognition is crucial for therapeutic intervention. We aimed to explore the abnormal regional homogeneity (ReHo) and functional connectivity (FC) in FOG converters and evaluate their diagnostic values.

方法:

Parkinson's Disease Progression Markers Project（PPMI）コホートからダウンロードしたデータを、3年間の追跡期間中にFOGが出現したかどうかに基づいて、PD-FOG転換者（＝16人）と非転換者（＝17人）に細分化した。ReHo分析とFC分析を用いて、ベースラインデータの3群間における自発活動の変動と有意領域間の相互作用を探索した。FOGコンバーター群では、臨床変数と変化したReHo値との相関が評価された。最後に、ロジスティック回帰と受信者動作特性曲線（ROC）を用いて診断価値を予測した。

METHODS: The data downloaded from the Parkinson's Disease Progression Markers Project (PPMI) cohort was subdivided into PD-FOG converters ( = 16) and non-converters ( = 17) based on whether FOG appeared during the 3-year follow-up; 16 healthy controls were well-matched. ReHo and FC analyses were used to explore the variations in spontaneous activity and interactions between significant regions among three groups of baseline data. Correlations between clinical variables and the altered ReHo values were assessed in FOG converter group. Last, logistic regression and receiver operating characteristic curve (ROC) were used to predict diagnostic value.

結果:

非変換群に比べ、FOG変換群では両側内側上前頭回（SFGmed）のReHoが減少し、姿勢不安定・歩行困難（PIGD）スコアと負の相関を示した。左扁桃体/嗅覚野/プタメン（AMYG/OLF/PUT）内のReHoは減少し、不安や自律神経機能障害と相関した。また、左補足運動野/傍中心小葉におけるReHoの増加は、急速眼球運動睡眠行動障害スクリーニング質問票と正の相関を示した。FOG転換者は非転換者に比べ、大脳基底核、大脳辺縁系、認知制御皮質のFCが低下していた。大脳基底核と大脳辺縁領域のReHoとPIGDスコアを組み合わせた予測モデルがFOG転換の最良の予測因子であった。

RESULTS: Compared with the non-converters, FOG converters had reduced ReHo in the bilateral medial superior frontal gyrus (SFGmed), which was negatively correlated with the postural instability and gait difficulty (PIGD) score. ReHo within left amygdala/olfactory cortex/putamen (AMYG/OLF/PUT) was decreased, which was correlated with anxiety and autonomic dysfunction. Also, increased ReHo in the left supplementary motor area/paracentral lobule was positively correlated with the rapid eye movement sleep behavior disorder screening questionnaire. FOG converters exhibited diminished FC in the basal ganglia, limbic area, and cognitive control cortex, as compared with non-converters. The prediction model combined ReHo of basal ganglia and limbic area, with PIGD score was the best predictor of FOG conversion.

結論:

今回の結果から、大脳基底核、大脳辺縁系、認知制御皮質におけるReHoとFCの異常がFOGの初期に生じる可能性が示唆された。大脳基底核と大脳辺縁系領域の機能障害は、PIGDスコアが高いことと相まって、FOG転換の早期発見に有用である。

CONCLUSION: The current results suggested that abnormal ReHo and FC in the basal ganglia, limbic area, and cognitive control cortex may occur in the early stage of FOG. Basal ganglia and limbic area dysfunction combined with higher PIGD score are useful for the early recognition of FOG conversion.