双相障碍躁狂发作患者背外侧前额叶皮质氢质子磁共振波谱研究

马海波，李国海，宁厚梅，王冬青，李一云

(1.江苏大学临床医学院，江苏 镇江212001;2.镇江市第四人民医院心理卫生中心，江苏 镇江212001;3.江苏大学附属医院影像科，江苏 镇江212002)

双相障碍躁狂是一种常见的慢性精神疾病，发病 率及病死率高，治疗困难，给患者本人、家庭和社会带来了沉重的负担［1]，其神经生物学机制尚不清楚［2-3]。近来，国外一些研究者利用磁共振波谱分析双相躁狂患者脑组织的生化代谢来探索双相躁狂发病的生化机制。研究发现，前额叶皮质是双相躁狂发病的关键脑区，尤其是背外侧前额叶皮质，与人类的记忆和情感密切相关［4]。目前，关于双相躁狂患者背外侧前额叶皮质磁共振波谱的研究，尚未见国内文献报道。本研究采用氢质子磁共振波谱(1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)技术，对双相躁狂发作患者背外侧前额叶皮质进行扫描，观察其脑区的N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、谷氨酸复合物(Glx)、肌酸(Cr)等代谢物特点，探讨双相躁狂发作的生化机制。

1 对象和方法

1.1 对象

选择2011年12月至2012年6月就诊于镇江市第四人民医院的住院双相躁狂患者20例，作为双相躁狂组，其中男11例，女9例，平均年龄(35.6 ±8.5)岁，平均受教育时间(10.2 ±2.6)年，本次发作平均病程(17.0 ±4.7)d，Bech-Rafaelsen 躁狂量表(BRMS)评分平均为(23.6 ±3.8)分。入选标准:符合中国精神障碍分类与诊断标准第3 版双相障碍躁狂发作诊断标准，BRMS 总分≥18 分，无精神活性物质滥用史，无颅脑外伤史，无严重的躯体疾病和脑器质性疾病史，既往均未接受过电休克治疗，所有患者均未服用药物或停止药物治疗至少1 个月。

选择志愿参加本研究的职工及其家属20例，作为对照组，其中男10例，女10例，平均年龄(34.1 ±7.3)岁，平均受教育时间(14.1 ±2.3)年。入选标准:既往无精神疾病史，无颅脑外伤及脑器质性疾病史，无精神活性物质滥用史，一级亲属无重大精神疾病家族史。

两组性别、年龄和受教育年限差异无统计学意义，具有可比性(P＞0.05)。

本研究受试者均为右利手，对研究内容知情同意，并签订知情同意书。

1.2 1H-MRS 检查

采用西门子公司3.0T 超导磁共振成像系统，首先以SE 序列行MRI 常规扫描排除脑部病变，并为1H-MRS 定位，本研究采用3 轴定位。定位后选定背外侧前额叶皮质为感兴趣区(32×32)，体素大小为5mm×5 mm×15 mm，避开颅骨、脂肪、气腔及脑脊液等结构，并使用饱和带，避免周围组织对检查结果的影响。体素内匀场、水抑制均由扫描程序自动完成。采用多体素3D-CSI 序列进行1H-MRS扫描，重复时间为1700 ms，回复时间为135 ms。扫描完成后使用随机LEONARDO 程序进行基线、相位校正。所有的图像采集及后处理工作均由同一位影像学医师操作完成，确保波谱的稳定性。测定NAA、Glx、Cr 等生化物质水平，计算NAA/Cr、Glx/Cr 比值。

1.3 量表评定

在1H-MRS 扫描之前由同一位有经验的精神科医师对受试者做一般情况调查，并对双相躁狂患者进行BRMS 测定。

1.4 统计学处理

数据使用SPSS 17.0 软件包进行分析。计数资料采用χ2检验;计量资料采用均数±标准差(±s)

表示;两组间均数比较采用t 检验;所有代谢指标与病程及BRMS 评分的相关性采用Pearson 相关分析;以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 背外侧前额叶皮质的1H-MRS 检测结果

两组背外侧前额叶皮质定位及氢质子磁共振波谱图见图1。

双相躁狂组双侧背外侧前额叶皮质NAA/Cr 值明显低于对照组(P 均＜0.05)。双相躁狂组左侧背外侧前额叶皮质Glx/Cr 值明显高于对照组(P＜0.05)，而其右侧背外侧前额叶皮质Glx/Cr 值为与对照组比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

图1 背外侧前额叶皮质定位及氢质子磁共振波谱图Fig 1 1H-MRS analysis ofdorsolateral prefrontal cortex region in healthy controls and patients with bipolar mania

表1 双相躁狂组与对照组背外侧前额叶皮质氢质子磁共振波谱检测结果比较±sTab 1 Comparison of the 1H-MRS test results indorsolateral prefrontal cortex between bipolar mania patients and healthy control subjects

表1 双相躁狂组与对照组背外侧前额叶皮质氢质子磁共振波谱检测结果比较±sTab 1 Comparison of the 1H-MRS test results indorsolateral prefrontal cortex between bipolar mania patients and healthy control subjects

NAA/Cr:N-乙酰天门冬氨酸/肌酸;Glx/Cr:谷氨酸复合物/肌酸;

组别n 左侧背外侧额叶皮质 右侧背外侧额叶皮质NAA/Cr Glx/Cr NAA/Cr Glx/Cr对照组20 1.51 ±0.28 0.11 ±0.03 1.53 ±0.24 0.12 ±0.09双相躁狂组 20 1.24 ±0.26 0.16 ±0.08 1.34 ±0.25 0.12 ±0.10 t 值 3.091 2.332 2.395 0.017 P 值0.004 0.025 0.022 0.986

2.2 双相躁狂组背外侧前额叶皮质NAA/Cr、Glx/Cr 值与病程及BRMS 评分的相关性

Pearson 相关性分析结果显示，双相躁狂组双侧背外侧前额叶皮质NAA/Cr、Glx/Cr 值与病程及BRMS 评分均无明显相关性(P 均＞0.05)。见表2。

表2 双相躁狂组背外侧前额叶皮质NAA/Cr 值、Glx/Cr 值与病程及BRMS 评分的相关性Tab 2 Relationship between metabolite levels，course ofdisease and BRMS score in bipolar mania patients

3 讨论

目前，国外关于双相躁狂患者磁共振波谱的研究报道很少，波谱成像的方法以及技术参数也不一致;国内关于双相躁狂患者背外侧前额叶皮质磁共振波谱的研究，尚未见报道。本研究受试者均未服用药物，复发患者停止药物治疗至少1 个月，较大程度地减少了药物治疗可能产生的影响。

NAA 主要存在于神经元和突触中，可作为神经元密度的标志［5]，能较敏感地反映神经元功能变化。Kalayci 等［6]研究发现，双相躁狂患者背外侧前额叶NAA 水平低于正常对照组;本研究发现，双相躁狂组双侧背外侧前额叶皮质NAA/Cr 值均低于正常对照组，提示双相障碍患者背外侧前额叶可能存在生化物质的改变。Scherk 等［7]研究发现，双相障碍Ⅰ型患者背外侧皮质NAA 含量与正常对照组相比，差异无统计学意义;Michael 等［8]研究发现，双相躁狂患者背外侧前额叶皮质NAA 值较正常对照组高。上述研究结果不一致的原因可能是磁共振设备的场强、采用的技术参数以及样本选择的大小不一。NAA 是神经元和神经胶质信号交流的关键成分，通过NAA，神经元从支持细胞得到代谢配合，绝缘隔绝和结构的支撑［9]。NAA 含量降低，神经元和神经胶质信号交流发生障碍，进而可能导致双相躁狂症状的出现。本研究结果表明，双相障碍躁狂发作患者可能存在背外侧前额叶神经生化异常，NAA 含量降低可能是背外侧前额叶皮质记忆和情感加工障碍的生化基础。

谷氨酸广泛分布于大脑皮质，由神经末梢释放，被邻近的神经胶质细胞摄取并转化为谷氨酰胺。人体中的谷氨酸盐水平反映了谷氨酸能神经递质的活性［10]。谷氨酸主要在神经胶质细胞内合成，可能与心境障碍的发病有关［11]。Michael 等［12]研究发现，急性躁狂发作患者左侧背外侧前额叶皮质Glx 含量高于正常对照组，提示背外侧前额叶皮质谷氨酸能神经系统可能与躁狂发生的生化机制有关。此外，Yüksel 等［13]研究也发现，双相躁狂患者背外侧前额叶皮质Glx 含量高于正常对照组，提示双相躁狂患者的谷氨酸能系统神经递质代谢功能亢进。本研究结果显示，双相躁狂组左侧背外侧前额叶皮质Glx/Cr 值高于正常对照组;上述结果表明，Glx 含量在急性躁狂发作患者和双相躁狂发作患者背外侧前额叶皮质中均增加，提示Glx 含量增加可能是躁狂发作的一个特征性生化改变。Glx 含量增加说明谷氨酸能神经递质的活性增强，提示可能是背外侧前额叶皮质谷氨酸能神经系统参与了双相躁狂的发生。

本研究未发现双相躁狂患者双侧背外侧前额叶皮质NAA/Cr 值、Glx/Cr 值与其病程及BRMS 评分存在相关性，提示双相躁狂患者背外侧前额叶皮质NAA/Cr、Glx/Cr 的变化相对比较稳定，不随病程及病情严重程度的变化而变化。

本研究未将双相Ⅰ型和双相2 型进行区分，仅选择背外侧前额叶皮质作为感兴趣区，未能进行多个脑区之间的比较研究，尚存在一定的局限性，而且样本量小，因此，有待在以后的研究中进一步完善。

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