Topography of cortical thinning in subcortical vascular mild cognitive impairment and subcortical vascular dementia

Abstract

[한글]배경: 기억성 경도인지장애는 알쯔하이머병의 전단계로 알려져 왔다. 이와 마찬가지로 소혈관과 관련된 경도인지장애(피질하혈관성 경도인지장애)는 피질하혈관성 치매의 전단계일 가능성이 있다. 피질하혈관성 경도인지장애 또는 피질하혈관성 치매 환자의 임상적 특성에 영향을 줄 수 있는 인자인 백색질 허혈성 변화뿐만 아니라 또 다른 중요한 요인인 피질 감소를 이들 질환에서 조사한 연구는 거의 없었다. 목적: 피질하혈관성 치매와 알쯔하이머병에서의 피질 감소 부위의 차이를 확인하고자 하였다. 또한, 피질하혈관성 경도인지장애와 피질하혈관성 치매를 피질 감소의 분포에서 어떤 차이가 있는지를 파악해 피질하혈관성 경도인지장애와 피질하혈관성 치매의 계층차이와 피질하혈관성 경도인지장애가 피질하혈관성 치매로 진행하는데 어떤 변화를 거치는지를 파악하고자 하였다. 방법: 20명의 피질하혈관성 치매, 34명의 피질하혈관성 경도인지장애, 115명의 알쯔하이머병, 96명의 건강한 피험자를 대상으로 피질의 두께를 측정하기 위해 뇌자기공명영상을 촬영하였다. 피질하혈관성 치매와 피질하혈관성 경도인지장애 피질감소 분포의 차이는 공분산분석을 이용해 분석하였다. 결과: 정상인에 비해 알쯔하이머병 환자는 내측 측두엽을 포함한 측두두정엽 부위의 피질의 감소를 보였고, 피질하혈관성치매는 주로 전두엽 부위의 피질의 감소를 보였다. 피질하혈관성 경도인지장애는 아래이마엽, 안와이마엽, 앞띠이랑, 위측두이랑, 섬엽, 곁해마 이랑, 쐐기엽, 혀이랑에서 피질의 감소가 관찰되었으며, 이러한 부위는 피질하혈관성 치매가 보인 피질 감소의 부위에 포함되었다. 결론: 본 결과는 피질하혈관성치매의 피질 감소의 부위가 알쯔하이머병의 피질 감소 부위와 차이가 있음을 제시했는데, 이러한 결과는 이들 두 질환의 기전이 다름을 시사해주는 결과이다. 또한 피질하혈관성 경도인지장애와 피질하혈관성 치매간에 계층 차이가 있으며, 본 연구에서 설정한 피질하혈관성 경도인지장애가 정상인과 피질하혈관성 치매의 중간단계임을 시사해주는 결과였다.

[영문]Background: Amnestic mild cognitive impairment (MCI) is known to be a preclinical stage of Alzheimer’s disease (AD). Likewise, an MCI associated with small vessel disease (subcortical vascular mild cognitive impairment, svMCI), might be a forme froste of subcortical vascular dementia (SVaD). There have been few studies that investigated cortical thinning in SVaD or svMCI that may be another important variable, in addition to white matter ischemia, contributing to clinical manifestations of these two disorders.

Objectives: The purpose of this was 1) to compare cortical thinning between SVaD and AD, and 2) to determine if svMCI differs from SVaD in the distribution of cortical atrophy, which may help understand the hierarchy between svMCI and SVaD and how svMCI evolves into SVaD.

Methods: Participants were 20 patients with SVaD, 34 patients with svMCI, 115 patients with AD, and 96 healthy subjects (NC) who were imaged with MRI including three-dimensional volumetric images for cortical thickness analysis across the entire brain. Differences in the pattern of cortical thinning between AD versus SVaD and svMCI versus SVaD were analyzed by applying analysis of covariance on a vertex-by-vertex basis.

Results: Relative to NC, AD groups showed cortical thinning distributed in temporoparietal association cortices including the medial temporal lobe. In contrast, SVaD groups showed cortical thinning primarily distributed in all frontal areas, with this being most pronounced in prefrontal cortices followed by premotor and motor cortices. Comparison between the AD and SVaD groups revealed that SVaD groups showed cortical thinning mainly in the frontal region while AD groups showed cortical thinning predominantly in the temporoparietal regions. Compared to NC, svMCI groups showed cortical thinning in inferior frontal and orbitofrontal gyri, anterior cingulate, insula, superior temporal gyrus, parahippocampal gyrus, cuneus, and lingual gyrus, while cortical thinning in SVaD groups involved all these areas plus middle and superior frontal gyri, medial frontal gyrus, anterior portion of lateral temporal gyrus, and fusiform gyrus.

Conclusions: This study showed that the topography of cortical thinning of SVaD is distinct from that of AD, suggesting that the underlying mechanisms underlying these two disorders may be quite different. This study also demonstrated that there is a hierarchy between svMCI and SVaD, suggesting that svMCI defined with this criteria may be a transitional state between normal cognition and SVaD.