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目的β-重型地中海贫血(β-TM)患者在抽象推理、注意力、执行功能、结构/视觉空间技能、语言能力及记忆力等多个认知领域均受损,但导致其认知功能受损的具体机制并不清楚。大量研究表明大脑默认网络(DMN)与高级认知功能密切相关。本研究首次对β-TM患者行静息态功能磁共振扫描,对其默认网络的激活及功能连接模式进行分析,探索β-TM患者认知功能受损的神经机制。前文献研究提出β-TM患者认知功能受损可能与长期缺氧及铁过载相关。我们对β-TM患者的血红蛋白(Hb)及血清铁蛋白(SF)水平进行评估,并将其分别与DMN内部功能连接强度做相关分析,寻找与β-TM患者认知功能受损有关的生物学标记。方法20名β-TM患者(5-15岁,平均年龄7.70±3.42岁,男性9名,女性11名)及20名健康志愿者(5-15岁,平均年龄7.55±3.68岁,男性11名,女性9名)加入了本研究。β-TM组入组标准为：经基因诊断为p-TM；坚持规律输血治疗；未行造血干细胞移植；汉族中国人,右利手；排除标准为：神经系统疾病史及近期头部外伤史；合并肝炎或HIV等其他疾病；存在MRI禁忌症,或者头部MRI扫描发现结构异常；有精神病家族史。健康对照组为尽量与β-TM组年龄、性别、受教育程度相匹配的汉族中国人,右利手,无任何系统性疾病及神经系统症状体征,无头部外伤史,无精神病家族史,头部MRI扫描未发现结构异常。所有被试的监护人及本人自愿参加实验并签署知情同意书。两组受试者均完成横断位T2WI扫描、静息状态下功能磁共振(fMRI)扫描及横断位3D-T1WI扫描。使用MATLAB7.1、SPM8、REST_V1.8、DPARSFA软件对数据进行预处理。采用独立成分分析(ICA)方法提取每个被试的独立成分,自定义成分数为10,将牛津大学功能磁共振成像中心的DMN模版用于每个被试的独立成分以提取最适网络成分。两组分别做随机效应分析,采用单样本t检验,并进行联合高度阈值校正(FDR),取阈值为P<0.05,并除去少于10个体素的簇区域；对两组间进行双样本t检验,阈值设为P<0.01,AlaphSim校正,并除去少于10个体素的簇区域。在默认网络激活图上选取6个感兴趣区,并提取这6个感兴趣区的时间序列,进行功能连接分析,采用偏相关分析计算DMN各个脑区之间功能连接的强度,用BrainNet Viewer1.21软件查看连接图。我们将所有被试的6×6的相关矩阵进行Fischer-z转换,然后对两组间所有的两两连接做双样本t检验(双尾)。对β-TM患者MRI扫描前3个月的Hb及1年的SF水平进行评估,然后分别与DMN内部各脑区两两之间功能连接的相关系数做Pearson相关分析。结果1.p-TM组的年龄(岁)为(]mean±SD)7.70±3.42,健康对照组年龄(岁)为(mean±SD)7.55±3.68,两组间年龄无显著差异(独立样本t检验,t=0.134,p=0.894)。β-TM组的受教育程度(年)为(mean±SD)4.65±3.33,健康对照组的受教育程度(年)为(mean±SD)5.35±3.66,两组间受教育程度无显著差异性(独立样本t检验,t=-0.633,p=0.531)。β-TM组20例(Male/Female:9/11),健康对照组20例(Male/Female:11/9),两组的性别构成无显著差异(Pearson x2检验,x2=0.400,p=0.527)。2.牛津大学功能磁共振成像中心的DMN模版包括的脑区有：后扣带回、楔前叶、双侧顶下小叶及腹内侧额叶皮层；健康对照组DMN成分包括：双侧后扣带回、双侧前扣带回和旁扣带回、双侧内侧和旁扣带回、双侧楔前叶、双侧颞中回、双侧内侧额上回、双侧眶内额上回、双侧角回；β-TM组DMN成分包括：双侧后扣带回、双侧内侧和旁扣带回、双侧楔前叶、双侧颞中回、双侧角回；β-TM组较健康对照组DMN激活减弱的区域包括：后扣带回、双侧内侧和旁扣带回、双侧楔前叶、右侧颞中回、右侧内侧额上回、双侧角回；p-重型地中海贫血组较健康对照组无DMN激活增强的区域。3.DMN内部功能连接：与健康对照组相比,β-TM组后扣带回与右侧颞中回之间功能连接强度减弱、左侧角回与左侧颞中回之间的功能连接强度减弱,且有统计学差异。4.β-TM患者血红蛋白含量为94.81±11.97g/L (mean±SD),95%CI为(-45.79～-34.59),与正常值(135g/L)相比差异有统计意义(P=0.000,单样本t检验),以p-TM患者的血红蛋白含量较低；p-TM患者血清铁蛋白含量为3866.37±1455.95ng/mL (mean±SD),95%CI为(3111.46～4474.27),与正常值(73.5ng/mL)相比差异有统计意义(P=0.000,单样本t检验),以β-TM患者血清铁蛋白含量较高。血红蛋白、血清铁蛋白与DMN内部各脑区功能连接强度之间均无明显相关关系。(Pearson相关分析,阈值为P<0.05)结论1.本研究发现β-TM患者大脑默认网络激活减弱,且默认网络内部部分脑区间功能连接强度减弱,这可能是导致p-TM患者认知功能受损的神经机制。2.p-TM患者处于慢性缺氧及铁过载的状态,但Hb、SF水平尚不能作为β-TM患者认知功能受损的生物学标记。