抑郁癥發病機制的磁共振研究進展

抑郁是精神障礙，主要表現為抑郁、興趣不足、興趣喪失，伴有認知障礙、自殺觀念和異常行為。這是由神經生物、心理和社會等多種因素引起的。近年來,磁共振技術(magneticresonanceimaging,MRI)的飛速發展,特別是磁共振彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)、基于體素的形態測量學(voxel-basedmorphometry,VBM)、血氧水平依賴功能磁共振成像(bloodoxygenleveldependentfunctionalmagneticresonanceimaging,BOLD-fMRI)和磁共振波譜(Magneticresonancespectroscopy,MRS)在臨床的廣泛運用,為抑郁癥的病因、發病機理、療效觀察提供了有力的研究手段,并取得了一定的進展。1抑郁癥理論體系現階段主要認為遺傳、生物化學、環境及個性等因素是導致抑郁癥的主要病因。目前,抑郁癥發病機制尚不明確,主要有神經遞質及神經環路兩大學說。神經遞質學說認為抑郁癥為大腦神經遞質在神經突觸間的濃度相對或絕對不足,導致整體精神活動和心理功能的全面性低下狀態。王永軍等一項研究指出甘丙肽在抑郁癥病理機制中起到重要作用。同時蔣湘玲等研究指出重度抑郁癥患者海馬容積縮小,NAA丟失嚴重,提示神經遞質N-乙酰天門冬氨酸-谷氨酸在抑郁癥發展中起重要作用。馮國平提出神經回路學說指出“皮質-紋狀體-丘腦-皮質回路”出現信息傳導不暢是抑郁癥的病理原因。另有學者指出,皮層-基底神經節環路的改變也是抑郁癥發病機制之一。而且可以通過該環路某些部位功能變化機制來評價抑郁癥的臨床特征及治療反應。同時指出皮層-基底神經節環路與皮層某些區域(前扣帶回、額下回、感覺區)的變化可能與抑郁癥情感調節異常、識別受損、精神運動性癥狀有關。海馬、杏仁核、扣帶回、顳葉是目前抑郁癥腦結構研究中涉及較多的腦區。抑郁癥在腦結構、代謝和功能方面的改變使功能磁共振對它的研究具有絕對的優勢。2振動功能評估對抑郁的影響2.1dsi的應用磁共振彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)是在彌散加權成像(DiffusionWeightedImaging,DWI)基礎上迅速發展而來的MR成像技術,主要用于觀察腦白質結構特性,追蹤纖維走行,并評估其結構完整性與方向性。DTI是目前在活體直視腦白質主要纖維束三維結構的唯一方法,一般使用平均彌散系數(meandiffusion,MD)值及各向異性分數(fractionanisotropy,FA)值來反映水分子的彌散各向異性。Abe等研究顯示:抑郁癥患者海馬、雙側額中回及扣帶前回、左側頂枕葉及右側顳前回灰質異常,雙側海馬、腦橋、小腦、雙側額葉及左側顳葉MD值增加。另有研究發現老年性抑郁癥患者額、顳葉、內囊前肢、右側海馬旁回、左側后扣帶回的FA值降低,而且額下回、內囊前肢的FA值與抑郁癥的嚴重程度負相關。Sexton等研究發現老年抑郁癥主要與廣泛存在神經束的FA值減少有密切關系,尤其是丘腦放射區前方及上方的長纖維束,而青年抑郁癥則主要與雙側海馬體素的減小有重要聯系。DTI有其缺陷,它無法分析腦白質交叉點和錯綜復雜的腦灰質結構中穿梭的纖維束,從而彌散譜成像(diffusionspectrumimage,DSI)被開發用于追蹤復雜分布的纖維方向。DSI是一項超越DTI的結構磁共振成像技術,它能明確復雜纖維走行組成的三維微結構。Wedeen等證明DSI追蹤技術具有顯示神經組織中過境纖維的能力。Chiu等通過DSI技術證實抑郁癥患者前扣帶回及前丘腦輻射區白質異常。2.2青少年文血肉比和年齡對腦灰質密度的影響基于體素的形態測量學(voxel-basedmorphome-try,VBM)是一種基于體素對腦結構磁共振成像全面、自動、客觀的分析技術,可以在活體腦進行精確的形態學研究。VBM通過定量計算分析MRI中每個體素的腦灰白質密度或體積的變化來反映相應解剖結構的差異,是評價腦部灰白質病變的一種新的方法。一項利用VBM技術對抑郁癥患者的研究發現海馬體積的縮小與抑郁癥患者的嚴重程度、個體性等病理生理因素密切相關。針對老年重性抑郁患者的研究認為抑郁癥本身對大腦皮層厚度和灰質密度無明顯影響,患病時間、嚴重程度、發作次數與老年患者神經生物學的異常無顯著相關性,且發現年齡對皮層厚度有非常顯著的影響,而老年抑郁癥患者的自殺與額葉、顳葉等區域灰白質量的下降有關。Peng等學者指出抑郁癥患者右內側及左側眶額葉、右背外側前額葉、雙側顳極及前島葉、右海馬旁回及顳上回、左側小腦灰質密度較正常人群減低。2.3青少年抑郁癥患者的功能特點血氧水平依賴功能磁共振成像(bloodoxygenleveldependentfunctionalmagneticresonanceimaging,BOLD-fMRI)是研究人體腦功能的磁共振成像方法,通過研究腦血氧水平變化分析腦功能的產生方式、位置及作用效果。反映人腦在執行某項任務或受到某種刺激時大腦皮層功能區的激活情況。因此廣泛用于對腦的生理、病理及人的心理活動研究領域。其優點是:不涉及放射性元素;較好的空間及時間分辨率;可發現健康人群和患病人群的神經功能聯系。有研究顯示抑郁癥與腦記憶相關功能的修改有關,尤其是海馬回、前額葉區域在聯合性學習時所顯示的功能改變。這些結構以及他們之間的聯系在幫助了解抑郁癥的病理機制中起著重要作用。另外Jin指出抑郁癥患者存在扣帶回前部、額葉背側段和下段、島葉、杏仁核及顳葉的調節異常,并且杏仁核的功能改變與抑郁癥的持續性有直接關聯。這些有關功能方面的發現與評估有利于現階段對青年性抑郁癥病理機制的了解。Abler等對12名抑郁癥患者進行情感刺激后發現在經歷預期的消極情感刺激時腹側杏仁核的活動度與抑郁癥嚴重程度之間呈正相關。而在調節情緒的方式中,重新評估與腹側杏仁核的活動度呈輕度負相關。背側前扣帶皮層與預期的消極情感刺激之間相關,胼胝體膝部下方前扣帶皮層區(anteriorcingulatecortex,ACC)的激活與預期的積極情感刺激相關。Wang等證明了前額葉皮層、前扣帶回、島葉在抑郁癥的療效評估及預測方面有重要意義。近年來多項研究采用局部一致性(regionalhomogeneity,ReHo)技術來分析抑郁癥患者的靜息態fMRI數據,該方法通過計算某個給定的體素與其周圍相鄰的若干體素之間的kendall’s系數,得出該體素的局部一致性系數,即ReHo值。有研究顯示抑郁患者小腦后葉、右側梭狀回、左側海馬回、右側中央后回、右側島葉的ReHo值減小。而右側顳下回的ReHo值則比健康組高。Guo等研究表明小腦區ReHo值的大小對區分難治性與治療敏感性抑郁癥具有特異性及敏感性。2.4抑郁癥患者mi的含量與抑郁癥患者發生關系磁共振波譜(Magneticresonancespectroscopy,MRS)已成為目前唯一可以無創的測得活體組織代謝物的化學成分和含量的檢查方法。它利用MRI化學位移的微小變化采集信息,并通過放大增益,經傅立葉變換將其轉換為MR波譜,測定人體能量代謝和體內化學物,并用數值和圖譜的形式表示。抑郁癥與生物化學及神經遞質的改變有密切聯系,因此MRS被廣泛用于抑郁癥的研究與評估。國內一項關于抑郁癥患者丘腦磁共振波譜研究發現抑郁癥患者右丘腦的N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)含量明顯低于對照組,提示腦部Cho含量的改變與抑郁癥患者情感癥狀相關,抑郁癥患者右側丘腦神經元受損較明顯并且右丘腦肌醇(MI)含量與HAMD評分呈正相關,說明MI在抑郁癥發病中有重要作用,尤其是右丘腦MI水平與抑郁癥發病關系密切,且對抑郁癥診斷及嚴重程度的判斷具有一定指導意義。宋哲等指出首發未用藥重性抑郁癥患者的枕葉r-氨基丁酸(GABA)含量降低,可能導致其視覺功能下降。多項利用MRS技術對抑郁癥海馬代謝的研究顯示抑郁癥患者海馬區NAA/CHO減低、CHO/CRE升高,右側海馬NAA的含量則與學習、記憶功能改變有關,說明抑郁癥患者海馬形態有退行性變化,也從某方面證明NAA可能是評價海馬認知功能更敏感的指標。也有學者指出早期抑郁癥患者海馬的代謝物沒有明顯改變,抗抑郁治療后海馬區的NAA水平受影響。但是該研究并不支持皮質醇介導的海馬神經毒性為抑郁癥的主要病因這一學說。抑郁癥患者ACC區代謝物改變亦較明顯,NAA、Cr、Glu、Glx值明顯減低。抑郁癥患者左額葉背側段白質區域NAA/Cr和Cho/Cr比值減低,而右側額葉背側段白質區域僅NAA/Cr比值減低。雙側扣帶回前部灰質區域的代謝物比值與正常人群沒有明顯差異。研究提示額葉白質區代謝物的異常發生在抑郁癥早期,并與其神經病理學有關。中風后抑郁癥患者額葉的谷氨酸水平有明顯變化。Henigsberg等研究發現抗抑郁治療前后,NAA/Cr比值變化不明顯而CHO/Cr有增加趨勢。也就說明細胞膜的變化是抗抑郁治療早期的一種反應機制。Menke等利用MRS技術將遺傳基因學與生物代謝標記物結合起來從而為臨床研究遺傳性抑郁癥提供一定的指導。3方法的科學性和有效性以往的研究表明額葉、扣帶、海馬、杏仁核等多個部位的腦組織結構和功能的變化與抑郁癥的發生、發展和轉歸有關。但是既往的研究采用的病例數較少,病重不一致,采用的分析方法不一致和腦功能所采用的