對比單相抑郁與雙相障礙抑郁期患者腦自發性神經元活動

鄒文錦，陳寧寧，李小岳，盧瑋聰，張若曦，徐貴云，林康廣*

(1.廣州醫科大學附屬腦科醫院影像科，2.情感障礙科，廣東 廣州 510370)

單相抑郁(unipolar depression， UD)及雙相障礙(bipolar depressive， BD)抑郁期均表現為情緒低落、思維遲緩及意志活動減少等[1]，導致約69% 初診BD患者被誤診為UD[2]而錯失最佳干預時機；尋找鑒別UD與BD抑郁期的依據具有重要臨床意義。靜息態功能MRI(resting-state functional MRI， rs-fMRI)局部一致性(regional homogeneity， ReHo)可基于功能區內部與鄰近體素腦活動在時間序列上具有相似性的特點評價局部腦區自發性神經元活動(spontaneous neuronal activity， SNA)變化。既往研究[3-4]發現UD及BD患者頂枕葉、小腦、默認網絡(default mode network， DMN)等均存在SNA改變，但對比二者腦功能的研究仍少見。本研究采用rs-fMRI對比觀察UD與BD抑郁期患者大腦ReHo的異同。

1 資料與方法

1.1 研究對象 納入2018年1月—2021年6月于廣州醫科大學附屬腦科醫院就診的40例UD(UD組)及43例BD抑郁期患者(BD組)。UD組男20例、女20例，年齡20～26歲、平均(22.8±2.4)歲，平均受教育年限(14.7±1.5)年，漢密爾頓抑郁量表-24項(Hamilton depression scale-24, HAMD-24)平均評分為(27.6±6.2)分；BD組男21例、女22例，年齡19～29歲、平均(24.2±4.4)歲，平均受教育年限(14.4±1.5)年， HAMD-24平均評分為(30.1±7.4)分。納入標準：①漢族，右利手，18～45歲；②經美國精神障礙診斷與統計手冊第4版(diagnostic and statistical manual of mental disorders， DSM-Ⅳ)軸Ⅰ障礙用臨床定式訪談(structured clinical interview for DSM axis Ⅰ disorders-patient edition， SCID-Ⅰ/P)診斷為UD/BD抑郁期；③病程<24個月；④楊氏躁狂評定量表(Young manic rating scale， YRMS)<5分且HAMD-24評分≥20分。排除標準：①同時罹患DSM-Ⅳ軸Ⅰ或軸Ⅱ標準中其他精神障礙疾病；②腦外傷史；③神經系統器質性疾??；④孕期及哺乳期女性；⑤MR掃描禁忌證或圖像質量不佳。同期納入44名年齡、性別、民族及利手相匹配的健康人作為對照組，男21名、女23名，年齡20～26歲、平均(23.2±3.0)歲，平均受教育年限(14.0±2.1)年，均無精神疾病家族史。本研究經院倫理委員會批準，并獲得受試者或其法定監護人書面知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Philips Achieva 3.0T X-series MR儀，配備8通道相控陣頭部線圈。囑受試者閉目仰臥，佩戴耳塞及隔音耳機；以海綿墊固定其頭部。以快速梯度回波T1W序列采集顱腦矢狀位高分辨三維結構像，參數：TR 8.2 ms，TE 3.7 ms，層厚1 mm，層間距0，體素1 mm×1 mm×1 mm，FOV 256 mm×256 mm，層數188，NEX 1，重建矩陣256×256；采用快速場回波(fast field echo， FFE)平面回波成像(echo planar imaging， EPI)序列，以前后聯合平面為基線采集顱腦rs-fMRI，TR 2 000 ms，TE 30 ms，層厚4 mm，層間距0.6 mm，體素3.44 mm×3.44 mm×4 mm，FOV 220 mm×220 mm，層數33，NEX 1，共240個時間點，重建矩陣64×64。

1.3 數據處理 于Matlab 2013b平臺上以DPABI軟件預處理圖像，包括去除靜息態數據前10個時間點、時間層校正、頭動校正、剔除平移>2 mm及旋轉>2°的數據，逐幀計算框架位移(frame-wise displacement， FD)評估微頭動；對功能像與結構像進行配準，分割結構像中的灰質、白質和腦脊液，并測量灰質體積；根據蒙特利爾神經研究所(Montreal Neurological Institute， MNI)模板進行空間標準化；去線性漂移及回歸協變量；濾波處理，僅保留0.01～0.08 Hz頻率范圍的信號；計算ReHo值后，以27個體素為單位進行平滑。

1.4 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。以方差分析比較3組間符合正態分布的計量資料，采用獨立樣本t檢驗進行2組間比較；采用χ2檢驗比較3組間性別差異。以全腦灰質體積及FD值為協變量，采用方差分析判斷3組間ReHo值存在顯著差異的腦區，并以LSD法進行多重比較校正，對事后兩兩比較結果行GRF校正(雙尾，體素水平P<0.001，簇水平P<0.05)。采用Pearson相關性分析組間有顯著差異腦區的ReHo值與患者一般資料及臨床評分的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本資料 3組性別(χ2=0.13，P=0.72)、年齡(F=1.88，P=0.16)及受教育年限(F=1.93，P=0.15)差異均無統計學意義，UD組與BD組HAMD-24評分差異無統計學意義(t=-1.69，P=0.09)。

2.2 腦功能分析 3組雙側楔前葉、左側頂上小葉及前扣帶回、右側小腦前葉、頂上、頂下小葉及角回ReHo值存在明顯差異(P均<0.05)。與對照組比較，BD組右側小腦前葉ReHo值降低(P<0.05)，左側頂上小葉及右側頂上、頂下小葉、角回ReHo值增高(P均<0.05)；UD組雙側楔前葉及右側小腦前葉ReHo值降低(P均<0.05)。相比BD組，UD組右側頂上、頂下小葉ReHo值降低(P均<0.05)，左側前扣帶回ReHo值增高(P<0.05)。見圖1～4及表1。以上組間存在顯著差異腦區的ReHo值與年齡、受教育年限及HAMD-24評分均無明顯相關(P均>0.05)。

表1 UD、BD抑郁期患者與健康人ReHo值存在差異的腦區

圖1 UD組、BD組及對照組ReHo值存在差異的腦區 (右側色帶表示差異程度，F值=0～49.94)

3 討論

小腦通過單突觸投射至腦干核團、海馬、海馬旁回、杏仁體及基底節，并可支配黑質、藍斑刺激釋放多巴胺與去甲腎上腺素；小腦局部SNA降低會使情緒信息整合延緩，導致情緒識別、處理和表達障礙[5]。本研究發現UD與BD抑郁期患者之間SNA改變腦區既有重疊又有差異，重疊腦區如右側小腦前葉ReHo值均降低，與既往研究[6-8]結果相似，可能提示UD與BD患者抑郁狀態時部分病理機制相似，而ReHo值降低范圍僅局限于右側小腦前葉則可能與本組患者病程較短有關。

已有研究[9]認為UD與BD產生抑郁癥狀的病理機制有所不同：UD患者抑郁情緒可能更多與對負性事件的偏倚處理有關，即注意力難以從過度關注的負性信息中轉移出來，并表達為高于刺激程度的負性行為，故情緒癥狀持續存在；而BD更多與情緒識別及調節障礙有關，故在不同時期對同樣刺激表現出不同的情緒反應[10]。既往rs-fMRI及情緒刺激任務態的fMRI研究[11-12]結果均顯示UD患者雙側楔前葉SNA或活性明顯降低，提示楔前葉功能低下可能與患者對負性情緒刺激存在注意力過度偏移和敏感有關。RAI等[13]發現，相比UD患者及正常對照，BD患者的額、頂葉網絡內部連接更高；CHAI等[14]報道，BD組雙側頂葉SNA高于正常對照組，但上述表現未見于UD患者。額、頂葉皮層是中央執行網絡的主要部分，頂葉皮層主要負責處理、整合外界信息，且與邏輯思維、知覺力密切相關；BD異常情緒波動可能與頂葉皮層錯誤處理情緒信息有關[15]。本研究發現UD與BD患者雙側楔前葉、頂葉ReHo變化模式有所不同，反映了二者不同的病理機制。前扣帶回是邊緣系統的主要部分之一，與眶額回、腹內側及背外側前額葉皮層存在緊密聯系，是調節和加工內、外部情緒信息及產生動機的主要腦區[16]。本研究UD組左側前扣帶回ReHo值高于BD組，與GONG等[5]的薈萃分析結果相符，提示邊緣系統在不同情緒疾病中具有不同作用。此外，也有研究[17]認為精神疾病患者前扣帶回功能變化可能是對額葉皮層功能的代償表現之一；以此分析，本研究結果也可能提示UD與BD抑郁期患者靜息態的代償模式存在不同。

圖2 BD組與對照組ReHo值存在差異的腦區 (右側色帶表示差異程度，T值=-4.43～4.77)

圖3 UD組與對照組ReHo值存在差異的腦區 (右側色帶表示差異程度，T值=-4.03～-3.89)

圖4 UD組與BD組ReHo值存在差異的腦區 (右側色帶表示差異程度，T值=-4.18～3.59)

綜上，UD與BD抑郁期患者小腦前葉SNA均降低，UD患者楔前葉SNA降低，BD抑郁期患者頂葉、角回SNA增高。本研究的主要局限性：①樣本量較??；②在部分患者未能排除藥物影響；③未進行隨訪，無法排除部分UD患者后續出現躁狂發作或轉化為BD的可能。