精神分裂症患者攻击行为的结构磁共振研究☆

田霖汪帅邱琳琳付相帅刘海生赵幸福周振和

·论 著·

精神分裂症患者攻击行为的结构磁共振研究☆

田霖*汪帅*邱琳琳△付相帅*刘海生*赵幸福*周振和*

目的 运用结构磁共振方法研究伴有攻击行为的精神分裂症（schizophrenia，SZ）患者脑灰质结构特点，并探索其攻击行为与脑灰质结构的关系。 方法 收集伴有攻击行为的精神分裂症患者18例（SZ1组），以及性别、年龄与之相匹配的不伴有攻击行为精神分裂症患者18例（SZ2组）和正常对照18名。采用Buss和Perry攻击问卷（Buss&Perry aggression questionnaire，B&P）中文版评估患者的攻击行为，采用3.0 T磁共振对被试进行脑结构扫描，应用基于体素的形态学测量方法对影像数据进行分析处理。 结果 与对照组相比，精神分裂症患者脑灰质体积改变的区域主要位于双侧的额叶、颞叶和枕叶（P＜0.05，AlphaSim校正）；与SZ2组相比，SZ1组灰质体积增加的脑区主要位于右侧的缘上回、中央后回、双侧的岛叶、眶额回（P＜0.05，AlphaSim校正）。精神分裂症患者的B&P评分与其右侧岛叶、中央后回、缘上回等脑区的灰质体积呈正关联（P＜0.01，AlphaSim校正）。结论 精神分裂症患者的攻击行为与脑灰质体积改变存在关联，中央后回、岛叶和缘上回等脑区可能参与精神分裂症患者攻击行为的神经机制。

精神分裂症 攻击行为 磁共振成像 灰质体积

攻击行为是重性精神疾病的重要特征之一[1]，其定义为意图造成损害或伤害的敌意行为[2]。近年来精神分裂症（schizophrenia，SZ）患者的攻击行为危害社会的消息被多次报道，引起了全社会对此现象的日益关注。精神分裂症的脑影像学研究表明患者存在脑结构异常[3-4]，而且特定脑区结构和功能异常很可能与攻击行为有关[5]，如双侧眶额叶白质体积增加[6]、中央后回灰质体积减小[7]等与攻击行为有关。但精神分裂症患者攻击行为的神经机制尚未明确，既往研究结果也有诸多不一致[5,8]。为此，本研究拟运用结构磁共振的方法研究伴有攻击行为的精神分裂症患者脑灰质结构特点，并探索攻击行为与脑灰质结构的关系，以期为探索精神分裂症患者攻击行为的神经病理机制提供新的线索。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2012年12月至2014年12月在无锡市精神卫生中心就诊的伴有攻击行为精神分裂症患者（SZ1组）和不伴有攻击行为精神分裂症患者（SZ2组）。SZ1组纳入标准：①汉族，右利手，年龄18～60岁；②符合《国际疾病与相关健康问题统计分类》（International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems，ICD-10）精神分裂症的诊断标准；③阳性与阴性症状量表（positive and negative syndrome scale，PANSS）总分＞70分；④就诊前1周内有明确的攻击行为导致人身伤害事件。SZ2组纳入标准：①汉族，右利手，年龄18～60岁，与SZ1组年龄、性别和受教育程度相匹配；②符合ICD-10精神分裂症的诊断标准；③PANSS总分＞70；④既往无明确攻击行为导致人身伤害的情形发生，Buss和Perry攻击问卷（Buss&Perry aggression questionnaire，B&P）中文版总分＜55分。SZ1和SZ2组排除标准：①有癫痫病史或高热惊厥史；②合并其它精神病性障碍；③有脑器质性疾病史、严重视听障碍及智力发育障碍者；④有药物滥用或酗酒史；⑤有磁共振检查禁忌征者；⑥检查不合作，或研究过程中（可能）出现危险行为不可控制者。SZ1组入组18例患者，其中男性11例，女性7例；年龄21～59岁，平均（33.20±10.30）岁；病程4月至11年，平均（3.10± 7.10）年。SZ2组入组18例患者，其中男性11例，女性7例；年龄23～52岁，平均（33.40±9.00）岁；病程2～25年，平均（11.30±7.30）年。

通过广告招募与患者组年龄、性别相匹配的健康志愿者为对照组。入组标准：①汉族，右利手，与两患者组民族、年龄、性别和受教育程度相匹配；②既往无攻击行为导致人身伤害的情形发生，B&P总分＜55分；③无精神疾病史，无精神分裂症家族史。排除标准：①有脑器质性疾病史、严重视听障碍及智力发育障碍者；②有药物滥用或酗酒史；③妊娠或哺乳期妇女；⑤有磁共振检查禁忌征者。对照组入组18名被试，其中男11名，女7名；年龄20～60岁，平均（33.60±10.90）岁。

三组被试的性别构成（χ2＜0.01，P=1.00）、年龄（F=0.01，P=0.99）、受教育年限（F=1.98，P=0.15）差异均无统计学意义。本研究获得无锡市精神卫生中心伦理委员会的审查批准（伦理批号：WXMHCIRB2012LLKY001）。所有被试自愿参与研究并签署知情同意书。

1.2 量表评估 采用PANSS对患者的精神症状进行评估。采用B&P问卷中文版评估被试的攻击行为，此问卷从认知、情绪和行为3个维度评估个体的心理特征，具有较好的信度和效度[9]。

1.3 磁共振扫描 扫描在无锡市人民医院影像科的西门子3.0 T磁共振设备Magnetom Trio Tim完成。使用三维磁化准备快速梯度回波序列（magnetization prepared rapid gradient echo imaging，3DMPRAGE）获得192层矢状位的T1加权高分辨率结构像，参数如下：层厚/间距=1 mm/0.50 mm，重复时间（repetition time，TR）/回波时间（echo time，TE）=2530 ms/3.44 ms，视野（field of view，FOV）=256 mm×256 mm，矩阵=256×256，翻转角（flip angle，FA）=7°，扫描时间=10 min 49 s。扫描结束后由至少1名放射科医生对被试的图像进行审阅，确保入组被试无脑器质疾病。

1.4 基于体素的形态学测量 使用基于体素的形态学测量（voxel-based morphometry，VBM）软件VBM8（http://dbm.neuro.uni-jena.de）对被试的结构影像学数据进行处理。首先进行空间配准，将原始图像配准到蒙特利尔神经病学研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）标准空间，再进行组织分割，然后对图像进行调制得到灰质体积图像，最后采用8 mm的高斯核对灰质体积图像进行平滑处理。VBM8软件自动生成每名被试脑灰质、脑白质和脑脊液的体积值，三者相加得到个体的颅内体积。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0，SZ1、SZ2及对照三组的B&P评分、颅内体积组间比较用单因素方差分析，两两比较采用LSD法，分别采用独立样本t检验和Mann-Whitney U检验对SZ1组和SZ2组的PANSS评分和病程进行组间比较。检验水准α=0.05，双侧检验。

采 用 SPM8（http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ software/spm8/）对SZ1、SZ2及对照三组的灰质体积进行协方差分析[10]，协变量为年龄、颅内体积[11]。在协方差分析提示组间差异有统计学意义的脑区内，对三组被试的脑灰质体积进行两两比较。为探索精神分裂症患者脑灰质体积与攻击行为的关系，在SPM8中进行线性回归分析[10]，将精神分裂症患者的灰质体积作为因变量，B&P评分作为自变量，协变量为年龄、受教育年限、颅内体积和病程。使用REST（http://restfmri.net/）的AlphaSim插件进行多重比较校正[12]。

2 结果

2.1 临床特征 三组间颅内体积的差异无统计学意义（F=0.37，P=0.69）。而B&P评分的差异有统计学意义（F=9.08，P＜0.01），其中SZ1组分别与SZ2组、对照组间差异有统计意义（P＜0.01），SZ2与对照组间差异无统计意义（P=0.59）。SZ1组与SZ2组患者间PANSS阳性症状评分（t=4.04，P＜0.01）、病程（Z=-3.83，P＜0.01）的差异有统计学意义。见表1。

2.2 脑灰质体积 协方差分析提示三组间多个脑区灰质体积差异有统计学意义（P＜0.05，AlphaSim校正），主要位于双侧的额叶、颞叶和枕叶，见表2和图1（a）。进一步两两比较，与SZ2组相比，SZ1组灰质体积增加的脑区主要位于右侧的缘上回、中央后回，左侧的额中回，双侧的岛叶、眶额回（P＜0.05，AlphaSim校正），见表3和图1（b）；与对照组相比，SZ1组灰质体积增加的脑区位于右侧缘上回（P＜0.05，AlphaSim校正），SZ1组灰质体积下降的脑区主要位于左侧的中央前回，右侧的楔前叶，以及双侧的眶额回、额上回和中扣带回（P＜0.05，AlphaSim校正），见表4和图1（c）；与对照组比较，SZ2组灰质体积下降的脑区主要位于右侧的颞中回、缘上回，双侧的额中回、额上回、中央后回以及岛叶（P＜0.05，AlphaSim校正），见表5和图1 （d）。

表1 三组被试颅内体积、B&P评分、病程以及PANSS评分（±s）

表1 三组被试颅内体积、B&P评分、病程以及PANSS评分（±s）

1）SZ1组为伴有攻击行为的精神分裂症组，SZ2组为不伴有攻击行为的精神分裂症组；2）与SZ2组比较，经LSD-t检验，P＜0.01；3）与对照组比较，经LSD-t检验，P＜0.01；4）与对照组比较，经独立样本t检验，P＜0.01

组别1)SZ1组SZ2组对照组n 18 18 18颅内体积（mL）1383.50±80.20 1412.30±121.40 1391.50±105.00 B&P评分60.60±24.302)3)41.00±7.10 43.70±5.30病程3.10±7.104)11.30±7.30 -PANSS总分94.80±13.40 89.30±12.60 -PANSS阳性症状分28.00±5.104)21.50±4.50 -PANSS阴性症状分20.20±5.20 23.60±6.80 -

表2 三组被试脑灰质体积存在差异的脑区

表3 伴有攻击行为与不伴有攻击行为的精神分裂症患者比较灰质体积增加的脑区

表4 伴有攻击行为的精神分裂症患者与对照比较灰质体积存在差异的脑区

表5 不伴有攻击行为的精神分裂症患者与对照比较灰质体积下降的脑区

表6 精神分裂症患者的Buss和Perry攻击问卷评分与其灰质体积呈正关联的脑区

2.3 脑灰质体积与攻击行为的关系 精神分裂症患者的B&P评分与多个脑区灰质体积的正关联有统计学意义（P＜0.01，AlphaSim校正），主要位于右侧的岛叶、中央后回、缘上回，左侧的额中回、枕中回，以及双侧的颞中回，见表6和图2。

3 讨论

本研究采用3.0 T磁共振成像和B&P问卷中文版探讨精神分裂症患者脑灰质体积和攻击行为的关系。从影像学角度来探讨精神分裂症患者的攻击行为，有助于寻找与攻击行为存在关联的客观影像特征，增进对攻击行为神经机制的理解[1]。目前B&P问卷在国内精神科的应用尚不多见，本研究对利用B&P问卷研究精神疾病的攻击行为有一定参考价值。

图1 （a）伴有攻击行为的精神分裂症患者（SZ1组）、不伴有攻击行为的精神分裂症患者（SZ2组）和对照三组间脑灰质体积存在差异的脑区（P＜0.05，Al phaSi m校正），色条所示为F值大小；（b）SZ1组与SZ2组灰质体积存在差异的脑区（P＜0.05，AlphaSi m校正），色条所示为t值大小；（c）SZ1组与对照组灰质体积存在差异的脑区（P＜0.05，Al phaSi m校正），色条所示为t值大小；（d）SZ2组与对照组灰质体积存在差异的脑区（P＜0.05，Al phaSi m校正），色条所示为t值大小。L为左侧，R为右侧。

图2 精神分裂症患者的Buss和Perry攻击问卷中文版评分与多个脑区的灰质体积存在正关联（P＜0.01，Al phaSi m校正），色条所示为正关联有统计学意义的统计检验t值大小。L为左侧，R为右侧。

相比SZ2组而言，本研究观察到SZ1组双侧眶额回等多个脑区灰质体积增加，这一发现与之前的精神分裂症研究[6,13]，以及其他人群攻击行为的研究结果相一致[14-16]。眶额回位于经典的情绪调节环路上[17]，众多的研究证据支持眶额回在精神分裂症攻击行为的神经机制中发挥重要作用[18]。例如，HOPTMAN等[6]通过结合神经心理评估和磁共振扫描发现，双侧眶额叶白质体积和左侧眶额叶灰质体积较大的精神分裂症患者表现出更大的攻击倾向。本研究还进一步发现SZ1组多个灰质体积增加的脑区与B&P评分存在关联，如右侧的中央后回、缘上回、岛叶等区域。这一结果提示中央后回的结构变化可能在精神分裂症攻击行为的神经机制中发挥作用。既往已有诸多研究在暴力罪犯[16]、反社会行为的个体[19]和伴有攻击行为精神分裂症患者[7]中观察到中央后回的灰质结构异常，这可能是因为中央后回不仅接受表情的投射，而且还是与情绪表达和社会合作密切相关的镜像神经系统的组成部分[20]。研究表明右侧缘上回也可能在情绪的社会化评价和同情的表达中起重要作用，缘上回功能异常可能增加个体的自我中心化，阻碍对他人表达同情的能力[21]。CHEN等[22]报道暴力罪犯缘上回的局部一致性（regional homogeneity）增高，可作为区分暴力罪犯和正常对照的特征性指标，提示缘上回可能在攻击行为的神经机制中扮演重要角色。本研究还发现岛叶与精神分裂症患者攻击行为有关。岛叶参与自我内在感受、冒险决策[23]、社会化的情感评价和处理[24]等诸多功能，并且可能在精神分裂症的病理生理机制中发挥重要作用[25]。虽然中央后回、岛叶和缘上回并非经典情绪调节通路的成员[17]，但近年来的研究表明这三个脑区都与情绪调节有关[20-21,26]。因此，本研究结果表明精神分裂症患者攻击行为的神经底物可能不局限于经典情绪调节通路，其他参与情绪调节的脑区也可能在攻击行为的神经机制中发挥作用。

本研究主要局限性在于样本量较少，未对患者的用药情况、病程进行限制，而抗精神病药物可能对脑结构产生影响[27]。病程与攻击行为的关系也尚无定论[28]，后续的研究将进一步扩大样本量探讨病程、抗精神病药物药等因素与精神分裂症患者攻击行为的关系，从而更深入地认识精神分裂症患者的攻击行为。

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A structural MRI study on aggressive behavior in patients with schizophrenia.

TIAN Lin, WANG Shuai,QIU Linlin,FU Xiangshuai,LIU Haisheng,ZHAO Xingfu,ZHOU Zhenhe.Wuxi Mental Health Center,Wuxi 214151,China.Tel:0510-83201172.

Objective To explore the gray matter changes in aggressive patients with schizophrenia,and the relationship between the gray matter and aggression in patients.Methods Eighteen aggressive patients with schizophrenia(SZ1),18 age-and gender-matched un-aggressive patients with schizophrenia(SZ2)and 18 normal controls(NC) were enrolled in the study.Then a 3.0 T magnetic resonance imaging (MRI)scan was conducted for each participant. The voxel-based morphometry(VBM)approach and the Chinese version of Buss&Perry aggression questionnaire (B&P)were used to explore imaging data and to assess the aggression,respectively.Results Compared with NC,patients with schizophrenia showed changes in gray matter volume(GMV)in the frontal,temporal and the occipital lobes (P＜0.05,AlphaSim corrected).Compared with SZ2,SZ1 showed increased GMV in the right supramarginal gyrus,right postcentral gyrus,bilateral insula and orbito-frontal gyri(P＜0.05,AlphaSim corrected).The GMV of the right insula, right postcentral gyrus and right supramarginal gyrus were positively associated with B&P scores in patients with schizophrenia(P＜0.01,AlphaSim corrected),respectively.Conclusions These preliminary findings support that the aggression in schizophrenia is associated with GMV changes of brain regions in patients with schizophrenia.The right postcentral gyrus,the right insula and the right supramarginal gyrus may be involved in the neural mechanism of ag-gression in schizophrenia.

Schizophrenia Aggression MRI Gray matter volume

R749.3

A

2016-08-23)

(责任编辑：肖雅妮)

10.3969/j.issn.1002-0152.2017.02.009

☆ 国家自然科学基金（编号：81301148）；无锡市医院管理中心联合攻关项目课题（编号：YGZXL1307）；江苏省自然科学基金（编号：BK2012545）

* 南京医科大学附属无锡市精神卫生中心精神科（无锡 214151）

△安徽医科大学医学心理学系