Differential roles of regional enlarged perivascular spaces in cognition and neuropsychiatric burden in drug naïve Parkinson’s disease

Abstract

Background: Despite growing body of evidence supporting the potential role of enlarged perivascular space (EPVS) in Parkinson’s disease (PD), the relationship among regional EPVS burden, cognition and neuropsychiatric symptoms remains open to debate. Herein, we investigated the regional EPVS burden and their association with cognition and NPS in a relatively large cohort of drug-naïve PD population. Methods: Regional EPVS burden was visually rated on T2-weighted images in 480 drug-naïve PD patients (cognitively unimpaired, n=123; mild cognitive impairment [MCI], n=291; dementia, n=66) who underwent magnetic resonance imaging (MRI), dopamine transporter (DAT) scan, neuropsychological battery, and Neuropsychiatric Inventory Questionnaire (NPI-Q) at initial assessment. T-EPVS and BG-EPVS were defined as “high-degree” when the counts in any hemisphere were >10, while the cutoff for CS-EPVS was >20. Cognitive performance and the burden of neuropsychiatric symptom along with vascular risk factors, small vessel disease (SVD) imaging markers and DAT availability were compared according to regional EPVS burden. Results: The proportion of high-degree T-EPVS (P for trend <0.001) and BG-EPVS (P for trend = 0.001) had an increasing trend throughout the cognitive spectrum in the order of worsening of cognition. High-degree BG-EPVS group were likely to have higher systemic vascular comorbidities (hypertension and cardiac disease), lower cognitive performance (language and visual memory domain), higher SVD burden (white matter hyperintensity, lacune, cerebral microbleeds) compared to low-degree BG-EPVS group. High-degree T-EPVS group had a tendency to show higher neuropsychiatric burden in terms of decreased motivation (P=0.004), affective dysregulation (P<0.001), and impulse dyscontrol (P<0.001) compared to low-degree T-EPVS group. Meanwhile, increased burden of CS-EPVS had older age and comorbid hypertension, without exhibiting any difference in cognition or neuropsychiatric symptoms. Conclusions: BG-EPVS and T-EPVS appears to exert differential effects on cognition and neuropsychiatric symptoms in patients with PD. Investigating the EPVS profile in distinct anatomical regions may serve as useful imaging biomarkers for disentangling the heterogeneity of PD.

배경: 파킨슨병에서 확장성 혈관주변공간(EPVS)의 잠재적인 역할을 밝히는 연구가 늘고 있지만, 위치에 따른 EPVS와 인지 기능 및 신경정신 증상과의 관계는 여전히 논의의 여지가 있습니다. 본 연구에서는 상대적으로 큰 규모의 아직 치료를 받지 않은 파킨슨병 환자 집단에서 위치에 따른 EPVS 및 이와 인지 기능 및 신경정신 증상과의 연관성을 조사하였습니다. 방법: 초기 평가 단계에서 자기 공명 영상 (MRI), 도파민 수송체(DAT) 스캔, 신경심리학적 검사 및 신경정신 증상에 대한 평가를 받은 480명의 파킨슨병 환자(인지적으로 영향을 받지 않은 환자 123명, 경도 인지 장애 291명, 치매 66명)에서 위치에 따른 EPVS를 직접 세어 평가하였습니다. T-EPVS 및 BG-EPVS는 어느 반구에서든 10개를 초과할 때 "높은 정도"로 정의하였으며, CS-EPVS의 경우 20개가 기준이었습니다. 위치에 따른 EPVS 정도에 따라 인지 기능 및 신경정신 증상과 혈관 위험 요인, 소혈관 질환 (SVD) 영상 표지자 및 DAT 가용성을 비교하였습니다. 결과: 높은 정도의 T-EPVS (P <0.001) 및 BG-EPVS (P = 0.001) 비율은 인지 범위 악화 순서로 증가하는 추세를 보였습니다. 높은 정도의 BG-EPVS 그룹은 혈관 동반 질환 (고혈압 및 심장 질환) 비중이 높고, 인지 성능 (언어 및 시각 기억 영역), SVD 부담이 낮았습니다. 높은 정도의 T-EPVS 그룹은 동기부여 감소 (P = 0.004), 감정 조절 이상 (P <0.001) 및 충동 통제 이상 (P <0.001) 측면에서 높은 신경정신 부담 경향을 보였습니다. 한편, CS-EPVS의 부담이 높아지면 더 나이가 들고 고혈압이 동반되었으며, 인지나 신경정신 증상에는 차이가 없었습니다. 결론: BG-EPVS와 T-EPVS는 PD 환자의 인지 및 신경정신 증상에 각기 다른 영향을 미치는 것으로 보입니다. 다양한 위치에서의 EPVS는 파킨슨병의 다변적 임상적 특성을 보여주는 유용한 이미징 바이오마커로 작용할 수 있습니다.