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目的:抑郁障碍是一种危害性极大的精神疾病,其病理机制不清楚。研究显示抗抑郁药物治疗2周若有效可预测远期临床治愈,那么早期识别抑郁障碍个体对特定治疗应答的生物标志物意义重大。磁共振成像通过非侵入、无损的方式对大脑进行成像,用来研究大脑的结构和功能,有潜力识别反映抑郁障碍病理生理过程的客观神经生物学标记物,可促进基于生物标记物的个性化治疗的发展。我们基于多模态脑影像探索抑郁障碍发病的神经脑影像机制,给与首发抑郁障碍患者5-HT再摄取抑制剂(SSRI)抗抑郁治疗2周后分析对SSRI不同反应的抑郁障碍脑结构及脑功能的差异,探寻SSRI药物疗效的神经影像标记物,为临床制定治疗决策及个体化治疗提供帮助。方法:收集首发未规律用药抑郁障碍患者167例,正常对照80例,所有被试基线时按照自制病例报告表(CRF)采集性别,年龄、教育程度等一般资料,并给与磁共振扫描。给与所有抑郁障碍患者SSRI药物治疗,于基线(0周)、2周末用汉密顿抑郁量表-17项(HAMD-17)进行症状评估。根据HAMD-17评分减分率≤20%及减分率≥50%分为无效组及有效组,本研究步骤如下:1、基于结构磁共振影像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究(1)抑郁障碍患者与正常对照脑灰质体积的比较排除不合格脑结构影像数据,有159例首发未规律用药抑郁障碍患者和53例正常对照,以基于体素的形态学测量(VBM)分析方法,用脑灰质体积作为指标,采用独立样本t检验比较抑郁障碍和正常对照脑灰质体积的差异。利用受试者工作特征曲线(ROC)分析抑郁障碍与正常对照脑灰质体积对抑郁障碍的诊断价值。(2)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组与无效组脑灰质体积的比较以抑郁障碍与正常对照脑灰质体积差异脑区作为mask,采用独立样本t检验比较抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组(38例)和无效组(41例)脑灰质体积差异。(3)灰质体积与临床症状的相关性提取有效组和无效者脑灰质体积差异脑区值,以性别、年龄、学历作为协变量,脑灰质体积差异脑区与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率做偏相关分析。2、基于弥散张量成像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究(1)抑郁障碍患者与正常对照脑白质的比较排除不合格脑影像数据,有105例首发未规律服药抑郁障碍患者和71例正常对照,基于体素(VBA)分析方法,用各项异性(FA)作为指标,采用独立样本t检验比较抑郁障碍和正常对照脑白质的差异。利用受试者工作特征曲线(ROC)分析抑郁障碍与正常对照脑白质对抑郁障碍的诊断价值。(2)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组与无效组脑白质的比较以抑郁障碍与正常对照脑白质差异脑区作为mask,采用独立样本t检验比较有效组(38例)和无效组(36)之间的差异。(3)白质完整性与临床症状的相关性提取有效组和无效组之间的脑白质差异FA值,以性别、年龄、学历作为协变量,脑白质差异脑区与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率做偏相关分析。3、基于静息态磁共振影像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究(1)抑郁障碍与正常对照静息态脑功能的差异排除不合格脑影像数据,有101例首发抑郁障碍患者和53例正常对照,以静息态局部一致性(ReHo)作为指标,采用独立样本t检验比较抑郁障碍和正常对照ReHo差异的脑区。利用受试者工作特征曲线(ROC)分析抑郁障碍与正常对照ReHo对抑郁障碍的诊断价值。以抑郁障碍组与正常对照组ReHo值有差异的脑区为感兴趣区域(ROI),采用独立样本t检验比较与基于ROI的全脑功能连接改变并提取差异脑区。利用受试者工作特征曲线(ROC)分析抑郁障碍与正常对照基于ROI的全脑功能连接对抑郁障碍的诊断价值。(2)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组患者静息态脑功能差异以抑郁障碍与正常对照ReHo差异脑区作为mask,采用独立样本t检验比较有效组(32例)和无效组(31例)ReHo差异脑区。(3)静息态脑影像与临床症状的相关性提取有效组和无效组之间的ReHo差异脑区时间序列,以性别、年龄、学历作为协变量,ReHo差异脑区与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率做偏相关分析。提取有效组和无效组间基于ROI功能连接差异脑区值,以性别、年龄、学历作为协变量,功能连接差异脑区与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率做偏相关分析结果:1、基于结构磁共振影像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究(1)一般人口学资料及临床特征抑郁障碍与正常对照两组间年龄(t=-1.38,p=0.167)、性别(x~2=1.108,p=0.292)学历(t=-1.206,p=0.229)无显著统计学差异。抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组之间两组间年龄(t=-1.63,p=0.106)、性别(x~2=3.65,p=0.056)、学历(t=1.268,p=0.202)无显著统计学差异。(2)抑郁障碍患者与正常对照脑灰质体积的比较抑郁障碍患者右侧颞上回、右侧眶部额中回、右侧眶部额下回灰质体积减小,采用高斯随机场理论校正(the gaussian random field,GRF)的方法,统计水平为P<0.05有统计学意义。ROC曲线分析,灰质体积差异脑区的AUC为0.316(95%CI=0.233–0.399),灵敏度:23.9%,特异度:45.1%,对抑郁症识别能力较差。(3)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组脑灰质体积的比较采用AlphaSim矫正,统计水平单个体素值p<0.01,校正后P<0.05,体素=169有统计学意义。同有效组比较,无效组右侧颞上回体积显著减小。(4)灰质体积与临床症状的相关性控制性别、年龄和学历,灰质体积的改变与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率存在正相关关系(r=0.230,P=0.046)。2、基于弥散张量成像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究(1)一般人口学资料及临床特征抑郁障碍组和正常对照组两组间年龄(t=0.315,p=0.753)、性别(x~2=0.09,p=0.76)、学历(t=0.188,p=0.096)无显著统计学差异。抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组两组间年龄(t=-0.566,p=0.577)、性别(x~2=1.724,p=0.189)、学历(t=1.175,p=0.245)无显著统计学差异。(2)抑郁障碍患者与正常对照脑白质的比较抑郁障碍患者左侧海马、海马旁回,左侧后扣带回、右侧后扣带回脑白质受损,采用高斯随机场理论校正(the gaussian random field,GRF)的方法,统计水平为P<0.05有统计学意义。ROC曲线分析,白质差异脑区的AUC为0.275(95%CI=0.194–0.356),灵敏度:10.3%特异度:52.1%,对抑郁症识别能力较差。(3)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组脑白质的比较采用AlphaSim矫正,统计水平单个体素值p<0.01,校正后P<0.05,体素=82有统计学意义。无效组右后扣带回白质损害更严重。(4)脑白质损害与临床症状的相关性若控制性别、年龄和学历,脑白质的改变与SSRI药物抗抑郁治疗2周前后HAMD-17减分率没有相关性(r=0.205,P=0.076)。3、基于静息态磁共振影像对抑郁障碍发病及SSRI药物疗效的研究((1)一般人口学资料及临床特征抑郁障碍组和正常对照组两组间年龄(t=-0.236,p=0.814)、性别(x~2=0.104,p=0.747)、学历(t=0.980,p=0.329)无显著统计学差异。抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组两组间年龄(t=-0.566,p=0.577)、性别(x~2=1.724,p=0.189)、学历(t=1.175,p=0.245)无显著统计学差异。(2)抑郁障碍患者与正常对照静息态脑功能的比较ReHo值:抑郁障碍患者左侧海马旁回、右侧海马旁回ReHo增高;右侧枕中回ReHo降低,采用高斯随机场理论校正(the gaussian random field,GRF)的方法,统计水平为P<0.05有统计学意义。ROC曲线分析,ReHo的AUC为0.544(95%CI=0.445–0.644)。功能连接:抑郁障碍患者左右侧海马旁回,右侧枕中回与颞中回的功能连接降低,功能连接的AUC为0.822(95%CI=0.734–0.909)。把ReHo平均时间序列与功能连接平均时间序列做逻辑回归汇总做ROC曲线分析,AUC为0.83.2(95%CI=0.752–0.911),灵敏度:93.1%,特异度:75.5%。(3)抑郁障碍中SSRI药物抗抑郁治疗有效组及无效组静息态脑功能的比较ReHo值:采用AlphaSim矫正,统计水平单个体素值p<0.01,校正后P<0.05,体素=17有统计学意义。无效组右海马旁回ReHo升高。功能连接:采用AlphaSim矫正,统计水平单个体素值p<0.01,校正后P<0.05,体素=10有统计学意义。无效组颞中回功能连接更低。(4)静息态脑功能与临床症状的相关性若控制性别、年龄和学历,ReHo值与SSRI药物抗抑郁治疗治疗2周前后HAMD-17减分率存在负相关关系(r=-0.265,P=0.028)。静息态功能连接的改变与HAMD-17减分率没有相关性(r=0.116,P=0.386)。结论:1、抑郁障碍患者脑灰质、白质及静息态功能均存在异常;2、脑静息态功能异常可能成为抑郁障碍诊断的生物学标记物;3、抑郁障碍患者基线静息态局部一致性损害程度有望成为SSRI药物治疗疗效的预测因子。