精神分裂症首次发病患者大脑灰质结构的异常改变及其与幻听的相关性

李日鹏，陆小兵，吴逢春，吴华旺，宁玉萍

·论著·

精神分裂症首次发病患者大脑灰质结构的异常改变及其与幻听的相关性

李日鹏，陆小兵，吴逢春，吴华旺，宁玉萍

目的：探讨首发精神分裂症患者的大脑灰质结构改变及与幻听的关系。 方法：采用病例-对照研究方法，通过基于体素形态学分析法(VBM)对29例首发精神分裂症患者(患者组)和31名性别、年龄、受教育程度相匹配的正常对照者(正常对照组)进行头颅磁共振成像扫描，以SPM 8软件包为基础的全自动VBM分析大脑灰质结构；采用阳性与阴性症状量表和Hoffman幻听症状量表对患者进行评估；分析大脑灰质结构改变与患者的精神症状及幻听症状相关性。 结果：与正常对照组相比，患者组左侧额中回(t=-3.89 )、右侧楔叶(t=-4.05 )及右侧梭状回(t=-3.88)灰质体积明显减少(P均<0.001)；其中左侧额中回的灰质体积与幻听的严重程度呈负相关(r=-0.42,P<0.05)。 结论：精神分裂症首次发病患者存在大脑左侧额中回灰质结构异常，可能是幻听形成的神经生物学基础。

精神分裂症； 幻听； 脑灰质结构

精神分裂症发病机制至今仍未阐明,目前的神经影像学研究结果因受试人群、成像技术以及后期数据处理方法的不同存在不一致性等问题[1-2]。其中因精神分裂症本身的异质性，或是部分研究以慢性精神分裂症患者为主，使得影像结果缺乏同质,这对于客观反映精神分裂症患者大脑结构异常有较大影响[3-4]。本研究选择首次发病的精神分裂症患者作为研究对象，采用基于体素的形态学分析方法(VBM)对3.0 T的磁共振结构图像进行分析，探讨精神分裂症患者脑灰质异常区域及其与临床症状的关系。

1 对象和方法

1.1 对象

患者组：为2012年1月至2014年6月在本院住院的18～45岁汉族精神分裂症患者；均由精神科医师采用《美国精神障碍诊断与统计手册》第4版(DSM-IV)临床定式访谈(SCID-I)而确诊；病程≤24个月；均为右利手。排除共病DSM-Ⅳ中轴I或轴Ⅱ精神障碍、有脑外伤及神经系统疾病史、不能配合磁共振成像(MRI)扫描或有MRI扫描禁忌证、入组前半年使用过改良电休克(ECT)治疗者、正在使用抗精神病药以外的其他处方药。共入组29例，男19例，女10例；平均年龄(24.34±6.23)岁；受教育年限9～16年，平均(11.40±2.70)年；病程中位数为13.6个月。

正常对照组：为同期在本院职工中和广告征集的健康志愿者31名；经精神科医师的访谈确认排除精神疾病、神经系统疾病及精神病家族史。均为强右利手，无严重的躯体疾病及药物或酒精依赖史。男20人,女11人；年龄18～45岁,平均(24.60±6.00)岁；受教育年限9～18年,平均(12.60±3.20)年。两组性别、年龄和教育程度比较差异无统计学意义(P>0.05)。

本研究方案经过广州市惠爱医院伦理委员会批准，并获得受试者或其法定监护人书面知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 对患者组的评估 采用阳性与阴性症状量表(PANSS)评估患者的精神症状，包含7项阳性症状量表(P1)、7项阴性症状量表(P2)和16项一般精神病理量表(P3)；P3>4分者采用Hoffman幻听量表评定患者幻听症状的严重程度，共分为7个项目，分别是“频率”、“真实性”、“响度”、“种类”、“长度”、“注意显独性”及“痛苦程度”。

1.2.2 MRI扫描及图像处理 对所有入组者采用Philips AchievaX-series 3.0 T磁共振成像仪，8通道相控阵线圈行高分辨FFE-3D TWI扫描，成像参数：重复时间(TR)8.2 ms，恢复时间(TE)3.7 ms，视野(FOV)256 mm×256 mm，体素1 mm×1 mm×1 mm，重建矩阵256×256，层数188，层厚1 mm，层间距0 mm。图像数据经过以上预处理后，在SPM8软件中采用一般线性模型和高斯随机场理论进行统计分析。以全脑灰质总体积为协变量，以像素为基础，两组之间的比较均使用独立样本t检验，并且选取1 500个以上连续一体的像素集合高亮区才被视为两组间差异有统计学意义的区域(P<0.001，像素>100)。有显著性差异的脑区被配准到SPM 8的空间标准脑上以便检查结果。采用MarsBaR(http：//MarsBaR．sourceforge．net)软件和Easy-volumn软件提取感兴趣区的灰质体积均值。

1.2.3 统计学方法 采用SPSS 15.0软件对所有受试者的临床资料进行统计分析，计数资料采用卡方检验，计量资料则采用独立样本t检验；然后在Matlab 7.8平台上使用SPM8软件对采集的影像学数据进行处理分析，其中使用的统计方法是独立样本t检验；采用Pearson相关分析患者组异常的脑灰质体积与精神症状的关系。

2 结果

2.1 患者组PANSS及Hoffman幻听量表评分

患者组PANSS总分为(86.41±19.89)分，Hoffman幻听分数为(26.45±5.70)分。

2.2 两组MRI扫描及图像VBM结果比较

患者组左侧额中回、右侧梭状回、右侧楔叶脑灰质体积较正常对照组明显减少，差异有统计学意义(P均<0.001)。见图1，见表1。异常脑区的透视图见图2。

2.3 患者组脑区灰质体积异常与精神症状相关性

患者组异常脑区的脑灰质体积绝对值与精神症状(幻听量表、PANSS总分及各分量表分)相关性分析显示,左侧额中回灰质体积与幻听分数呈显著负相关(P<0.05)；未发现其他脑区灰质体积与疾病症状的相关性。见表2。

表1 两组比较脑灰质体积减少的脑区

图1 与正常对照组比较，患者组左侧额中回、右侧梭状回、右侧楔叶灰质体积显著下降

图2 与正常对照组比较,患者组左侧额中回、右侧梭状回、右侧楔叶灰质体积显著下降

表2 患者组异常脑区灰质体积与精神症状相关分析

3 讨论

精神分裂症可能是由于脑灰质结构异常而导致的一种功能障碍性疾病。MRI研究[5-6]表明精神分裂症患者存在脑灰质结构改变。然而很多研究[7-10]所得到的灰质结构发生异常改变的脑区并不一致。本研究着重于首发精神分裂症患者全脑灰质体积的变化，所有受试者均为强右利手汉族，性别、年龄、受教育年限匹配，样本的一致性相对较高，以探讨精神分裂症患者的神经病理结构基础。

本研究应用VBM技术分析发现，与正常对照组比较，患者组左侧额中回、右侧梭状回、右侧楔叶的灰质体积显著降低，且左侧额中回灰质体积与幻听分数呈显著的负相关。

人类大脑额叶约占脑体积的1/3，是完成高级认知任务的重要脑区，与情绪调节、认知功能等密切联系。自MRI技术应用于精神分裂症的研究以来，尽管研究方法或对象不同或研究设备参差不齐等，但都较一致地认为精神分裂症中存在额叶结构的异常，额叶区域存在的结构异常几乎成为精神分裂症的影像学特征之一[11-12]。国内外均有关于精神分裂症患者额叶灰质结构异常的报道，Hirayasu等[13]报道首发精神分裂症患者前额叶灰质体积相对减少，尤以左侧为主；Salokangas等[14]报道首发精神分裂症患者左侧额叶灰质体积明显降低；上述结果均提示了在首发精神分裂症患者中可能普遍存在额叶结构异常。本研究发现精神分裂症患者左侧额中回灰质体积减小，由于患者组平均病程为13.6个月，随着病程的进程可能会观察到更多异常的脑区。

本研究Pearson相关性分析发现，患者左侧额中回灰质体积与Hoffman幻听量表评分呈负相关；提示幻听症状与左侧额中回灰质体积有一定的关系。有研究[15]提出，以幻听为特征的精神分裂症患者存在额叶灰质结构的异常，其与额叶联系紧密的皮质下神经网络功能紊乱相关，如额叶与颞叶的联系活化失常；如果这种联系出现破坏，可能导致感知觉整合的失败，患者则无法辨认大脑内部语言与外部的声音，从而导致幻听的出现[16-17]。

本研究结果在某种程度上也支持幻听产生的内源性刺激假说[18]；正常状态下额叶对颞叶内源性激活有抑制作用，当该抑制作用紊乱时即导致精神分裂症患者将内生刺激误感受为外来声音而产生幻听，故有幻听症状的精神分裂症患者存在额叶活动的减弱；提示额叶功能减弱可能是精神分裂症患者产生幻听的神经影像基础。这些研究结果提示另一种诊断的可能途径，即采用MRI、DTI测量精神分裂症患者的脑部异常结构，如大脑皮质厚度或海马大小或白质纤维走向，然后设立一个指标，同时结合认知心理测试、神经成像技术评估其病情阶段。这种多方位的分析方法可能成为精神分裂症早期较敏感的鉴别方法，这对于延迟精神症状的出现、并减缓大脑认知功能的损伤将是非常有效的手段[19]。

本研究为小样本横断面研究，没有对无幻听症状的精神分裂症患者进行对照，因此研究结果参考价值较局限。

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Gray matter alterations in first episode schizophrenic patients and its correlation with auditory hallucinations

LIRi-peng,LUXiao-bing,WUFeng-chun,WUHua-wang,NINGYu-ping.

GuangzhouHuiaiHospital,Guangzhou510370,China

Objective：To explore the changes of gray matter structure in the first episode schizophrenic patients,and the relationship with auditory hallucinations. Method：A total of 29 first-episode schizophrenia patients and 31 well-matched healthy controls were recruited.All participants underwent a structural magnetic resonance imaging scan;and the patients were assessed using the positive and negative symptom scale and the Hoffman scale.We used voxel based morphometry (VBM) technique in the SPM 8 software package to analyze the structure of gray matter;and we also analyzed the changes in the patients'gray matter and the association with psychiatric symptoms and auditory hallucinations. Results：Compared with the healthy controls,the patients'gray matter volume in the left middle frontal gyrus(t=-3.89),the right fusiform gyrus(t=-4.05) and the right cuneus(t=-3.88) were significantly decreased(allP<0.001).And the gray matter volume in the left middle frontal gyrus was negatively correlated with the severity of auditory hallucination(r=-0.42，P<0.05). Conclusion：Our study found that there had been some structural abnormalities in gray matter in the early stages of schizophrenia,which may be the formation of the neurobiological basis of auditory hallucinations.

schizophrenia; auditory hallucination; gray matter

广州市科技计划项目(2014Y2-00105)

510370 广东省广州市惠爱医院成人精神科

宁玉萍，E-Mail:ningjeny@126.com

R749.3

A

1005-3220(2017)03-0178-04

2016-07-22

2017-01-16)