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重性抑郁障碍脑结构及静息态功能磁共振研究进展

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  • 更新时间2020-08-12
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  摘要:重性抑郁障碍(MDD)是一种常见的精神疾病,具有患病率高,识别率、就诊率及规范治疗率低,疾病负担重的特点。对重性抑郁的磁共振研究主要有结构性及功能性磁共振两种方式,结构性磁共振提示MDD脑结构改变主要集中在与情绪-认知相关的神经环路(边缘-皮层-纹状体-苍白球-丘脑)的相关脑区,主要表现为脑体积的减少。静息态功能磁共振低频振幅(ALFF)的研究发现,MDD患者默认网络ALFF值降低,但以上研究缺乏一致性的研究结果,还需要深入的研究帮助我们更全面地理解MDD的病理生理机制。

  关键词:重性抑郁障碍 脑结构磁共振 静息态功能磁共振


  重性抑郁障碍(MDD)是一种常见的精神疾病,流行病学研究显示该病患病率逐年增高,具有复发率高,致残率高,就诊率底,识别率及规范治疗率低的特点,北京大学第六医院黄悦勤教授主持的“中国精神障碍疾病负担及卫生服务利用的研究”结果表明:中国精神障碍的终身患病率为16.57%,其中心境障碍的患病率为4.06%。抑郁障碍的患病率为3.59%WHO和世界银行在全球范围进行的疾病负担研究显示精神障碍占疾病总负担的7.4%,至2020年,MDD在全球疾病总负担中将仅次于心脑血管疾病位列第2,成为全球的一个公共卫生问题[1]MDD主要的临床症状表现为情绪低落,兴趣及愉快感缺失,伴随着焦虑、认知缺损、躯体不适、睡眠紊乱等症状,目前临床医生对于疾病的诊断主要根据病史、病程和精神检查中的临床症状等,而神经生化检查、实验室检查、神经生理等检查结果主要用于排除诊断,汉密尔顿抑郁量表、Zung等他评及自评量表能反映患者抑郁的程度及症状的维度,只能作为辅助诊断的工具。近年来对于MDD的功能磁共振影像学研究进展特别快,主要包括结构及功能磁共振影像学技术。对脑形态学改变的研究主要依靠结构性磁共振影像学,对于脑功能状态变化的反映采用功能磁共振。随着相关研究的不断增多,研究内容取得了很多的突破,为MDD的发病机制、诊断及疗效评估等提供了客观的生物学参考依据。本文就MDD的脑结构及功能磁共振研究成果进行综述。

  脑结构影像学研究

  脑结构影像学主要的方法为2000年由Ashburner等人提出的基于体素的形象学测量(VBM),并由Good等人进一步提出优化的结构磁共振研究。VBM是一种以体素为单位,对大脑结构图像中每一体素进行逐一组间比较,通过对大脑体素密度变化的计算来定量对脑灰质(GM)、脑白质(WM)及脑脊液(CSF)的密度、体积进行检测,以此反应大脑结构变化及脑组织成分差异的分析方法。

  目前相比于健康对照组,MDD脑结构改变主要集中在边缘-皮层-纹状体-苍白球-丘脑,即与情绪-认知相关的神经环路的相关脑区[2]。作为这一神经环路重要组成部分的尾状核,其研究较多。Kim等证明,MDD患者双侧尾状核体至丘脑前部核团灰质体积容量减少。有研究发现,重性抑郁患者左侧顶上小叶灰质体积与发作次数呈负相关,左侧颞上回、右侧岛叶、右侧缘上回、右侧小脑后叶、右侧颞上回及左侧顶上小叶灰质体积减小;有研究显示,岛叶与情绪、认知、躯体感觉功能及心脏活动有关[3];有相关研究发现,MDD患者皮层厚度减少,岛叶体积减小,并与患者病程和严重程度呈负相关[4]。说明岛叶与重性抑郁的情绪调控及认知功能有密切的关系。海马、杏仁核共同参与了情绪及记忆的过程,有研究发现海马头和海马尾为海马体积改变的主要表现位置[5],杏仁核体积改变和疾病的进展有关,杏仁核体积随着病情进展先增加后减少,女性的这种表现较男性更突出[6]

  近年来有不少研究比较单、双相抑郁的脑结构改变,研究表明双相抑郁患者海马结构和杏仁核灰质体积比单相抑郁患者明显减少,双相抑郁患者小脑和海马白质体积减少比较明显,单相抑郁患者显示前扣带的灰质体积较双相抑郁患者有所减少。一项单双相抑郁与健康对照之间灰质体积的研究表明,双相抑郁患者背外侧右前扣带灰质体积增加明显,而双侧背外侧前额叶灰质减少在单相抑郁患者中更显着[7]。也有研究比较伴有或不伴有焦虑的重性抑郁患者脑结构的改变,多项研究发现,两组疾病部分脑区存在差异,包括颞叶、前额叶、脑岛、尾状核等。有研究发现,伴有焦虑症状的重性抑郁(AMDD)和不伴有焦虑症状的重性抑郁(nAMDD)的患者双层额中回,左侧额内回和额极皮质萎缩,说明两组疾病有着同样的皮质改变,并位于额叶区域[8]

  静息态功能磁共振(rs-fMRI)

  rs-fMRI是指患者处于安静、闭目、完全放松、尽量不思考问题的状态下进行fMRI的扫描,反映大脑处于静息状态下的神经活动。是根据神经元活动对脑血流和局部耗氧量的影响程度不同,使局部脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白的相对含量发生变化,继而可引起磁共振信号的变化来对神经活动进行间接的反应。目前功能连接性分析,局部一致性(ReHo),低频振幅(ALFF)是分析rs-fMRI数据的主要方法。本文只对低频振幅的研究结果进行综述。

  ALFF能够从代谢活动强度的角度直接反映神经元的自发活动。有研究表明,MDD患者的后扣带回脑区ALFF值降低,这可能是抑郁状态的一种标识[9],目前有大量的研究显示,后扣带回主要与认知控制及信息整合功能相关,是与皮层及皮层下网络紧密联系的功能节点,与注意平衡,工作记忆相关,目前已有大量影像学研究已经证明,在MDD患者中存在后扣带回与其他脑区功能连接异常,如与楔前叶、尾状核的连接减弱,这与MDD患者的负性认知及注意、记忆障碍有关。有研究发现,MDD患者舌回ALFF值降低及灰质密度的降低[10],且舌回腹内侧枕颞叶网络在单相抑郁障碍患者中的存在功能连接减弱。有研究发现,MDD患者楔前叶功能连接的减弱,推测楔前叶作为默认网络的关键节点,其f ALFF值的降低可能是MDD患者的一个特征性标识,并且单相抑郁障碍患者的认知功能异常与自发神经活动的异常有关[11]Raichle等人提出,当大脑处于无任务的清醒状态下,仍存在1个活动的脑网络(默认网络),包括楔前叶、腹侧前扣带回、内侧前额叶皮质、颞叶、顶下小叶、后扣带回及海马等脑区,其与情绪的加工、自我内省、内外环境的检测、情景记忆的提取及维持意识的知觉等功能密切相关。有研究显示,MDD患者fALFF的异常集中于默认网络的相关脑区,包括左侧后扣带回、楔前叶及左侧颞中回,提示单相抑郁障碍默认网络相关脑区的自发神经活动异常可能是其病理生理机制之一。

  总之,对重性抑郁患者在脑结构及静息态功能磁共振的研究非常多,但缺乏一致性的研究结果,结构磁共振采用VBM的方法,发现MDD患者存在顶叶、边缘脑区及颞叶灰质体积的变化。而采用fALFF分析静息态功能磁共振数据,发现自发神经活动差异的脑区集中分布在默认网络,因此对默认网络的深入研究可能会帮助我们更全面地理解MDD的病理生理机制。

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  参考文献

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