兒童青少年強迫癥相關腦區磁共振成像的研究進展

張 慧 郭素芹

新鄉醫學院第二附屬醫院兒童少年精神科，河南新鄉 453002

強迫癥（obsessive-compulsive disorder，OCD）影響了1%～3%的人群，其中超過一半患者的OCD 癥狀出現在兒童少年時期，這些患者中超過40%的個體在成年后仍有OCD 癥狀[1-2]。目前兒童少年OCD（pediatric OCD，POCD）的臨床癥狀已基本為人所知，但其病理生理機制尚不清楚。影像學研究提示，不同年齡段OCD 患者的腦結構和功能存在異常，這些異常參與了OCD 不同癥狀維度的形成。隨著研究腦結構和功能的神經影像學的發展，與POCD 發生、發展間相關的因素逐漸被發現，這對尋找POCD 的生物學標志具有重要意義。本文就POCD 患者相關腦區在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）研究方面的發現予以綜述，探索POCD 的神經生物學機制。

1 皮質-紋狀體-丘腦-皮質（cortico-striato-thalamo-cortical，CSTC）環路

CSTC 環路主要起始于前額葉，其將收集到的信息經紋狀體反饋，傳遞到丘腦，最后返回原皮質區。若CSTC 環路中任一腦區結構或功能存在缺陷，將可能引起強迫行為和/或思維。CSTC 環路中的結構和功能障礙已被證實與POCD 的神經病理學機制有關。

額葉約占大腦半球皮質的1/3，參與記憶、注意力、言語寫作等，涉及功能較廣泛。額葉功能障礙，尤其是眶額葉的異常，可能與認知缺損有關，可能導致患者出現反復思考和重復行為。多數研究中，大腦結構和功能MRI 結果表明，額葉在POCD 的發病機制中起著至關重要的作用。在涉及大腦結構的MRI 研究中發現，與健康組比較，POCD 患者額葉灰質體積減少[3-4]。其中，額下回參與反應抑制和情緒加工，并通過調節皮層下的活動來影響患者的行為選擇和執行，一些研究者發現其功能異?？赡軐е聫娖刃袨閇5-6]。為了進一步檢測大腦發育和成熟的共同軌跡，通過1616 例OCD 患者和1463 名健康對照者的T1 加權MRI 掃描，進行大腦結構協方差網絡的大規模調查，發現與健康組比較，OCD 患者相關腦區，特別是扣帶區和眶額區，發育和成熟的軌跡存在改變，可以為OCD的病理生理學機制提供線索[7]。目前關于POCD 的白質結構異常的研究較少。在一項小樣本的彌散張量成像研究中，采用空間統計學對數據進行體素分析，結果發現患者胼胝體、雙側額枕下束等多個白質區域的微結構缺陷，表明POCD 可能存在潛在的髓鞘改變[8]。這與Lázaro 等[9]對63 例POCD 患者的彌散張量成像研究結果具有一致性，該研究還發現，與健康組比較，以“傷害”和/或“檢查”為主要癥狀的OCD 患者在胼胝體、左前扣帶回和尾狀核的白質微結構異常，而以“污染”和/或“洗滌”為主要癥狀的患者在左中腦、豆狀核、腦島存在異常，這提示POCD 患者的白質異?？赡軙蚓唧w癥狀不同而不同，顯示了本病的臨床異質性。此外，有功能MRI 發現POCD 患者殼核活動減少，額回和扣帶回的功能連接降低[5]，提示POCD患者不同腦區結構和功能存在缺陷及聯系。在一項全腦網絡數據分析[10]中發現，OCD 患者有10 個處于靜息態的有效連通性網絡被嚴重破壞，主要與額頂皮質、基底節和小腦有關，而異常的靜息態功能連接網絡廣泛分布于大腦，提示其額葉、頂葉皮質與基底節和小腦的信息交流中斷。

紋狀體被認為是CSTC 環路的關鍵組成部分，紋狀體與習慣形成和目標定向行為有關，其功能障礙可能導致強迫性思維、無法學習新的活動模式，繼而產生強迫行為[11-12]。OCD 患者的紋狀體改變，也在結構影像學研究中報道過[13-14]。在一項多模式神經影像學研究[15]中發現，POCD 患者雙側尾狀核和右側殼核的灰質體積增加。此外，在采用低頻振幅MRI 分析POCD靜息態的研究發現，POCD 患者紋狀體殼核區低頻振幅值降低[12]，但也有與這種發現不一致的研究結果[16-17]，可能歸因于病程、用藥史、分析方法、參考標準不一致等。

丘腦是皮層與皮層下核團間的重要中繼結構，參與交互信息的處理。丘腦功能障礙可誘發強迫行為，產生明顯的攻擊性[18]。Jayarajan 等[8]研究發現，POCD患者雙側丘腦前放射、雙側內囊前肢的軸向擴散率顯著增高，先前的一項關于OCD 模型的實驗動物研究[19]也報告了丘腦的結構異常。

綜上所述，可知CSTC 環路中各個腦區在POCD的發病機制中起著關鍵作用。多數研究通過MRI 檢查的結果得出CSTC 環路中腦區存在結構和功能的異常，但關于這些腦區的形態學測量結果和功能方向變化具有差異性，暫不能明確POCD 患者CSTC 環路中腦區具體的變化機制。

2 頂葉

頂葉是感覺中樞的重要區域，負責處理消極情緒和數學邏輯，參與社會認知及工作記憶。頂葉功能障礙，尤其是角回異常，可引起明顯的認知功能障礙，影響視覺空間記憶、非言語記憶和注意/轉換功能[20]。目前關于OCD 患者頂葉異常的研究很少。采用基于體素的形態計量學對15 例POCD 患者進行研究發現，其耶魯布朗強迫量表總分與雙側眶額回和左側頂上葉灰質體積呈顯著負相關，提示頂上葉可能是參與POCD 發病機制的一個重要結構[21]。Beucke 等[22]和Gon?alves 等[23]均通過MRI 技術發現POCD 患者可能出現覆蓋額葉-頂葉-邊緣-皮質和紋狀體的大規模腦網絡損傷，進一步支持了POCD 患者大腦頂葉結構和功能異常的假說。因此，頂葉異常也可能是POCD 的發病機制之一。

3 顳葉

顳葉主要包括顳上回、顳中回、顳下回、海馬回等，參與聯想、記憶、情緒活動和復雜的認知過程[24]。少數研究觀察到OCD 患者顳中回體積減少[25]?；虮硇蜑閮壬有褪潜静∨R床表型和病因學因果鏈上可量化的特征，可用于發現OCD。有研究觀察了OCD及POCD 患者與其未患病的兄弟姐妹所共有的神經解剖學變化，并與健康對照組進行比較，結果顯示，OCD 及POCD 患者在尾狀核、丘腦和右側眶額皮層的相互連接區域較健康對照組有顯著的表面擴張，其未患病的兄弟姐妹也表現出類似的擴張，最明顯的是在雙側腹內側尾狀核、右側丘腦枕核和右側眶額皮質。此外，OCD 及POCD 患者與其未患病的兄弟姐妹的右側楔前葉厚度都有相似的增加，因此，眼窩前額紋狀體和腦后回路的解剖學改變有望作為OCD 臨床上的一種內表型，用于早期發現OCD 或POCD[26]。

4 小腦

多數研究結果還表明，POCD 患者存在小腦結構和功能的異常。小腦參與對運動功能的控制，其中小腦小葉Ⅵ、ⅦB 和Ⅷ及小腦齒狀核與運動皮質區之間存在許多閉合回路，參與動作規劃和執行。此外，小腦也支持各種語言功能，研究表明，右小腦病變可能損害兒童的語言發育[27]。Cabrera 等[28]對患有鏈球菌感染的14 例早發性POCD 患者與健康組進行比較發現，患有鏈球菌感染的早發性POCD 患者存在小腦灰質體積減少。Jayarajan 等[8]也發現，POCD 患者小腦中腳的軸向擴散率顯著增高；右上小腦腳、右下小腦腳等部位的橈側擴散系數明顯增高，提示小腦可能存在白質微結構的改變，參與POCD 的形成。早期的一項關于POCD 的研究中MRI 檢查結果表明[29]，任務轉換和干擾抑制與額葉、顳頂葉和小腦區域的激活減弱有關，并且在多數認知形式的抑制過程中也表現出小腦注意網絡功能障礙。與此類似的是2017 年的一項研究[30]，該研究中POCD 患者主要表現為額葉-紋狀體、島葉、小腦區域共同的激活缺陷，進一步表明了小腦在POCD 發病機制中的重要作用。

5 結論與展望

目前已發表的文獻研究表明，POCD 患者大腦存在多處腦區結構和功能的異常。本文從這些基于神經影像學的檢查結果研究中獲取了一定量的信息，但POCD 還有很多問題有待探究。

雖然結構缺陷與POCD 發病機制密切相關，但與POCD 患者結構異常相關的精確形態計量學改變仍不清楚。一些研究的結果存在爭議性，可能與樣本量大小、臨床癥狀不同、統計學方法不一致等有關。兒童少年發育的特殊性，人群對POCD 認識的不足，以及本病不同癥狀程度存在差異，這些對研究結果均有影響。同時，隨訪存在困難，無法連續監測患者由兒童到成年期間大腦連續的影像學變化，難以探究各腦區的結構變化在POCD 發病機制中的具體作用，較難發現不同腦區異常與POCD 發生、發展之間的關系，這些均需要進一步完善研究設計并進行深入探索。

今后臨床中可基于更具體的研究加強對POCD病理生理學機制的理解。如可減小樣本選取的異質性，擴大樣本量；采用縱向研究方法，分析POCD 患者神經發育過程中或治療前后腦區結構及功能的動態變化；或采用不同影像學分析方法對異常腦區進行分析，如應用基于種子點的分析方法，將特定腦區作為感興趣區域，檢測腦區結構與功能改變之間的相關性，探索特定腦區的網絡連接；或將特定腦區各亞區作為感興趣區域，檢測不同亞區結構與功能相關性；從而進一步探討POCD 的病理生理機制，將有助于尋找本病從早期癥狀到全面發展的轉變過程，為明確診斷提供相關的影像學指標。此外，將POCD 與其他精神障礙患者進行腦區結構和功能的比較，或聯合生化學檢驗，有助于為尋找本病的發病機制、精準治療、預后判斷提供可靠證據。