正子斷層造影揭示超級盃背後的創傷

       熱愛美國文化的朋友一定對超級盃（Super Bowl）不陌生，超級盃是國家美式足球聯盟（National Football League，NFL）的年度冠軍賽，勝出者就是「世界冠軍」。美式足球為職業球員帶來榮耀，但同時也為他們帶來無窮的痛苦。

       在一次屍體檢驗中，病理學家兼腦神經學醫師 Dr. Bennet Omalu 在一位 50 歲的退役美式足球球員的大腦裏觀察到大量不正常的 tau 蛋白。tau 蛋白一般分佈在中樞神經系統，負責穩定微管 (Microtubules)，但異常的 tau 蛋白堆積和糾結會影響神經傳遞並導致神經細胞死亡。除此之外，該球員生前還患有持續性抑鬱症、嚴重的記憶力衰退、認知障礙以及帕金森氏症的病症 [1]。Dr. Omalu 相信這些神經退化性的症狀與球員長期受到不同程度的創傷性腦損傷有關。

       這項發現開展了一連串有關美式足球球員慢性創傷性腦病變（Chronic traumatic encephalopathy，CTE）的研究。波士頓大學的研究團隊在 2017 年發表大規模針對美式足球員大腦病變的研究，他們對 202 位已經去世的美式足球員進行腦神經病理評估，亦透過回顧性的電話評估了解球員的病史和生前的臨床表現 [2]。他們診斷出當中  87% 的球員患有 CTE，而曾經效力於 NFL 球隊的球員中，患有 CTE 的比例更高達99% [2]，該研究進一步顯示參與美式足球可能導致 CTE。

       CTE 的臨床表現和其他神經退化疾病，如阿茲海默病（Alzheimer’s disease）相當類似。理論上 CTE 可透過偵測 tau 蛋白在神經元、星狀細胞和皮質深處小血管周圍的不規則聚合而被診斷。此外，與其他神經退化疾病不同，CTE 患者的腦部一般不會出現澱粉樣蛋白-β（Amyloid-β，Aβ）堆積。Tau 蛋白聚合體最初會出現在額葉、顳葉和頂葉皮質 [3]，隨後，tau 蛋白聚合體會延伸到大腦皮層、內側顳葉、間腦和腦幹 [2, 4]。由於尚未有足夠的研究讓我們可有效偵測活人大腦中的 tau 蛋白和澱粉樣蛋白的沉積，以進一步診斷 CTE，所以 CTE 只能通過死後的神經病理學檢查才被發現。

       而今年四月在新英格蘭醫學雜誌發表的一項研究，有望為 CTE 的診斷開闢一條出路  [5]。這項研究招募了 26 名前 NFL 球員和 31 名沒有腦外傷病史的對照組，研究人員利用正子斷層造影（Positron-emission tomography，PET）和放射性示蹤劑 Flortaucipir 測量 tau 蛋白的沉積，並比較兩組受試者大腦不同區域 tau 的標準化攝取數值比  （standardized uptake value ratio，SUVR），即大腦不同區域的放射性水平與小腦放射性水平之間的比例。結果顯示前 NFL 球員雙側上額葉、雙側內側顳葉和左頂葉區域的 tau SUVR 皆明顯地比對照組高，這與以往 CTE 病例去世後病理診斷結果一致。故此，PET 可用於協助診斷 CTE。

       研究人員進一步對前 NFL 球員進行了一系列的測試，包括路徑描繪測驗 （Trail Making Test）、類別語意流暢度測驗（Category Fluency Test）、 Neuropsychological Assessment Battery List Learning Test 、貝氏憂鬱量表和貝氏絕望感量表（Beck Depression Inventory II and Beck Hopelessness Scale）及貝氏衝動性量表（Barratt Impulsiveness Scale）以評估他們在管控功能、情節記憶、情緒和行為控制上所受到的影響。值得注意的是，這些前球員的 tau SUVR 與他們的測試表現沒有顯著的關聯，故以 Flortaucipir PET 並未能反映患者認知功能的受損情況。此外，由於本研究樣本數量較少，未來需要去確認 CTE 相關的 tau 蛋白水平升高是否可以在其他個體中被檢測到，同時，也要了解長期腦創傷與 tau 蛋白之間作用的機制。

參考文獻：

1. Kelly, D. F. (2006). Chronic Traumatic Encephalopathy in a National Football League Player. Neurosurgery. doi: 10.1097/00006123-200605000-00037.
2. Mez, J., Daneshvar, D. H., Kiernan, P. T., Abdolmohammadi, B., Alvarez, V. E., Huber, B. R., . . . Mckee, A. C. (2017). Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football. Jama, 318(4), 360. doi: 10.1001/jama.2017.8334.
3. Mckee, A. C., Cairns, N. J., Dickson, D. W., Folkerth, R. D., Keene, C. D., Litvan, I., . . . Gordon, W. A. (2015). The first NINDS/NIBIB consensus meeting to define neuropathological criteria for the diagnosis of chronic traumatic encephalopathy. Acta Neuropathologica, 131(1), 75-86. doi: 10.1007/s00401-015-1515-z.
4. Mckee, A. C., Stein, T. D., Nowinski, C. J., Stern, R. A., Daneshvar, D. H., Alvarez, V. E., . . . Cantu, R. C. (2012). The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy. Brain,136(1), 43-64. doi: 10.1093/brain/aws307.
5. Stern, R. A., Adler, C. H., Chen, K., Navitsky, M., Luo, J., Dodick, D. W., . . . Reiman, E. M. (2019). Tau Positron-Emission Tomography in Former National Football League Players. New England Journal of Medicine,380(18), 1716-1725. doi: 10.1056/nejmoa1900757.

撰文｜鄭藹華
審稿｜黃子瑄