伴自杀意念抑郁症患者脑影像学改变研究进展☆

张璐 单炎炎 陈骏浩 李智男卢倩怡 贾艳滨

抑郁症是一种以持续心境低落为主要特征的情感障碍[1]。世界卫生组织指出，全球约有3.22亿抑郁症患者，预计到2030年抑郁症将成为世界第一大疾病负担源[2]。自杀意念（suicide ideation）是指自己有意识地结束自己生命的意念而无行为[3]。研究显示，40%～70%的抑郁症患者有过自杀意念[4]。但抑郁症自杀意念的发生机制尚不明确，这给自杀行为预防带来了极大困难。近些年脑影像研究发现伴自杀意念抑郁症患者存在明显的脑功能损伤，越来越多研究从大脑结构和功能层面探索抑郁症患者自杀意念的生物表型。本文对伴自杀意念抑郁症患者的大脑结构及功能特征进行总结并展开综述。

1 磁共振成像研究

磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）是利用原子核在强磁场内发生共振产生信号，经图像重建而成像。近年来MRI研究发现，伴自杀意念抑郁症患者脑结构和脑功能存在明显异常的改变。

1.1 结构性MRI研究海马是边缘系统的主要结构之一，在应激反应方面发挥重要作用，而应激是导致抑郁症患者自杀的重要因素之一[5]。COLLE等[6]对伴和不伴自杀意念抑郁症患者的海马体积进行比较发现，前者海马体积显著减小。LEE等[7]检测伴和不伴自杀意念抑郁症患者各区域灰质（gray matter,GM）体积发现，伴自杀意念患者左侧角回和右侧小脑的GM体积显著降低，且左侧角回的GM体积与贝克绝望量表（Beck hopelessness scale,BHS）得分呈负相关，提示左侧角回的GM体积减少可能是抑郁症患者自杀意念的神经生物学标志。PENG等[8]研究发现，与正常对照组相比，伴自杀意念青年抑郁症患者右侧颞中回的灰质体积明显减小，右顶叶中的灰质体积明显增大；与无自杀意念青年抑郁症患者相比，伴自杀意念青年抑郁症患者左侧扣带回的灰质体积明显减小，且灰质体积与其功能失调态度量表（dysfunctional attitudes scale,DAS）评分呈负相关。该结果提示伴自杀意念青年抑郁症患者存在歪曲认知，且可能与颞叶—顶叶边缘网络中灰质体积异常有关。此外，RENTERÍA等[9]发现抑郁症自杀可能与皮质下脑区，如杏仁核、尾状核等，存在潜在的相关性。该研究收集世界各地3097例大样本数据，结果发现，与正常对照组相比，伴自杀意念或行为的抑郁症患者总颅内体积和皮层下灰质体积较小[9]。

上述MRI研究表明伴自杀意念抑郁症患者的确存在脑结构方面异常改变，提示脑区体积异常减小可能是抑郁症患者自杀意念的标志。

1.2 功能性MRI研究

1.2.1 弥散张量成像 弥散张量成像 （diffusion tensor imaging，DTI）是研究大脑白质等生物体组织中水分子随机运动的一种功能性磁共振成像技术。采用DTI技术对自杀意念进行的研究大致分为两类，一类是针对有意识、缓慢的自杀意念，另一类是针对冲动、瞬间的自杀意念，研究结果为区分不同特性的自杀意念提供了参考性指标。关于有意识、缓慢的自杀意念，RIZK等[10]对56例成年抑郁症患者进行DTI研究，发现伴自杀意念抑郁症患者有4处脑区白质（左前放射冠区、右上放射冠区、右侧胼胝体区和左下眶额叶白质区）的各向异性分数（fractional anisotropy,FA）与贝克自杀意念量表（Beck suicidal ideation,BSI）得分呈正相关，提示连接前额叶、基底节和脑干的左前放射冠区域功能连接性增强可能与抑郁症患者自杀意念相关，前额叶—皮质下环路为认知功能的主要传导环路，可以促进思维处理，前额叶—皮质下环路的连接性异常可能是与抑郁症患者产生深思熟虑的自杀计划有关的重要因素。关于冲动、瞬间的自杀意念，MYUNG等[11]通过 DTI研究发现，伴自杀意念抑郁症患者左半球前区皮质回路区域和执行功能区域特征子网络结构连接性降低，且左侧中前额网络结构与 BSI和 Barrett冲动量表 （Barratt impulsiveness scale,BIS）评分分别呈显著正相关。左半球前区皮质回路区域和执行功能区域特征子网络结构连接性降低可能与抑郁症患者产生冲动、难控制的自杀意念有关。此外，近年研究采用DTI技术发现伴自杀意念抑郁症患者的脑环路连接方面出现异常。JIA等[12]发现，自杀未遂患者左侧眶额叶皮质和丘脑环路异常，可能会破坏情感和认知功能，使患者更易产生自杀行为。CYPRIEN等[13]研究发现，伴自杀意念抑郁症患者胼胝体膝部和体部的FA值低于无自杀意念抑郁症患者和正常对照者。有研究显示胼胝体及前额叶—皮质下环路的信息传导异常，可能导致注意和执行功能障碍，增加自杀风险[14]。

总之，近些年DTI研究大多认为伴自杀意念抑郁症患者的额叶皮质、丘脑及胼胝体等脑区存在结构性和功能连接环路异常，但这些异常与自杀意念之间的确切关联，还有待未来进一步探索和验证。

1.2.2 功能磁共振成像研究 功能磁共振成像（functional MRI,fMRI）广泛用于脑网络功能连接检测，可分为静息态fMRI和任务态 fMRI。默认网络 （default mode network,DMN）、凸显网络（salience network,SN）与中央执行网络（executive control network,ECN）是大脑最核心的神经认知网络，在近十年fMRI研究中备受关注[15]。

DMN在静息状态时维持健康代谢活动。CAO等[16]运用静息态fMRI技术对伴或不伴自杀行为青少年抑郁症患者研究发现，伴自杀行为青少年抑郁症患者左侧颞上回和左中额叶脑回中的Z分数低频振幅 （z amplitude of lowfrequency fluctuation,zALFF）显著降低，且数值与BIS评分呈负相关。提示DMN中颞叶、额叶的异常神经活动可能与青少年抑郁症患者产生自杀倾向有关。曾金坤等[17]研究发现，伴自杀意念抑郁症患者左侧枕上回/枕中回、右侧枕中回/枕下回比率低频振幅 （fractional amplitude of low frequency fluctuation，fALFF）值高于不伴自杀意念组和正常对照组，提示伴自杀意念抑郁症患者的双侧枕中回脑功能存在异常。

SN是情感网络的一环，负责整合各种感觉信息。楔叶和枕叶是涉及面部处理的视觉皮层区域，有研究提示这些区域过度活跃与抑郁症等情感障碍相关[18]。QUEVEDO等[19]发现高自杀意念青少年抑郁症患者在进行自我面孔识别任务时与正常对照者相比，楔叶和枕叶活性以及额叶和视皮层的神经活动增强，中线皮层结构 （midline cortical structures,MCS）活性减弱，而低自杀意念抑郁症青少年患者与正常对照者相比MCS活动性增强，且在快乐自我面孔识别上，低自杀意念青少年抑郁症患者与正常对照者相比，中顶叶、边缘系统和前额叶的活性减弱，伴有高自杀意念青少年抑郁症患者的活性减弱更明显。

ECN是认知功能的核心网络。KIM等[20]发现伴有自杀意念抑郁症患者特征子网络 （包括左半球的额叶丘脑环路）的功能连接性较不伴自杀意念患者降低，提示伴自杀意念抑郁症患者ECN决策和信息整合相关脑区存在异常。有研究对青少年抑郁症患者进行自杀意念严重程度评估和静息态fMRI检查发现，ECN异常可预测自杀意念[21]。VANYUKOV等[22]研究发现，在跨期选择时，伴冲动型自杀意念抑郁症患者楔前叶/后扣带回皮质（precuneus/posterior cingulate cortex,PCC）活性较伴计划型自杀意念抑郁症患者及正常对照者增强，伴计划型自杀意念抑郁症患者外侧前额叶皮层（lateral prefrontal cortex,LPFC）活性较其他两组减弱，PCC异常会影响认知决策及情感决策，而LPFC与冲动相关的决策过程有关，是ECN的重要部分，它们出现异常提示冲动型和计划型自杀意念者的决策过程受损，且这种受损会影响其对自杀的态度及方式。

综合以上研究结果，伴自杀意念抑郁症患者的SN监控作用弱化，而决策过程又易绕过ECN后扣带皮层的筛查，DMN功能也出现一定程度损伤，且在特定任务下三大神经认知网络损伤更为严重。但三大网络间具体的交互特征与连接方式，仍有待未来研究再探索。

1.2.3 其他功能性MRI研究 除上述功能性MRI研究方法以外，还有脑磁共振波谱分析 （magnetic resonance spectroscopy,MRS）、近红外光谱技术（nearinfrared spectroscopy,NIRS）等磁共振技术。其中MRS是利用核磁共振现象和化学位移作用进行系列特定原子核及其他化合物定量分析的方法。JOLLANT等[23]运用MRS技术发现，伴自杀意念抑郁症患者右侧背侧前额叶N-乙酰天冬氨酸 （N-acetyl aspartate,NAA）水平较正常对照组降低，谷氨酰胺水平升高，提示伴自杀意念抑郁症患者右侧背侧前额叶皮层神经元和胶质细胞功能受损。NIRS技术可以实现对脑部血流动力学和氧代谢的无创监测，对大脑局部血流动力及氧代谢异常进行精确测量。TSUJI等[24]运用NIRS也发现，与不伴自杀意念患者和正常对照相比，伴自杀意念抑郁症患者在语言流畅任务中左侧中央前回、右侧额中回的血液动力学反应降低。这提示NIRS数据可作为评估自杀风险的临床有用生物标志物。

2 其他脑影像技术

随着技术不断更新，近几年新的影像技术开始运用于抑郁症及其自杀意念的研究当中，包括单光子发射计算机断层成像术 （single-photon emission computed tomography,SPECT）、脑磁图（magnetoencephalography,MEG）、磁源性影像（magnetic source imaging,MSI）等。

SPECT能反映脑的形态和脑血流量改变，WILLEUMIER等[25]对抑郁症自杀者生前SPECT成像数据进行分析发现，其大脑膝下皮层、双侧上前额叶、右楔前叶、中央沟盖、中央后回、左尾状叶和岛叶皮层的脑血流量显著下降，提示膝下皮层以及前额叶等脑区血流灌注不足可能是抑郁症患者自杀的危险因素。WANG等[26]运用SPECT结合MRS技术检测自杀未遂者和正常对照者纹状体多巴胺转运蛋白 （dopamine transporter,DAT）摄取率，及 NAA、胆碱（choline,Cho）、肌醇（myo-inositol,mI）和灰质中肌酸（creatine,Cr）等比值，发现自杀未遂者双侧纹状体DAT摄取率、NAA/Cr比值降低，Cho/Cr比值升高，提示自杀意念的产生是多巴胺系统、神经元细胞信息转导及功能异常多种途径共同作用的结果。

MEG则能精确地反映脑神经活动的动态变化[27]，可与MRI结合形成兼具高时间空间分辨率的MSI。近些年研究运用MEG及MSI发现抑郁症患者的脑功能连接节点、认知功能以及情绪加工过程等均存在异常[28]。但是目前抑郁症自杀相关的MEG及MSI研究极少，仅有AIREY等[29]对30例抑郁症患者采用MEG进行研究，发现额叶和中部脑区的β波与自杀相关，可能是导致抑郁患者自杀风险的生物标志物。

3 展望

自杀意念的脑影像机制尚不明确，目前的研究发现伴自杀意念抑郁症患者存在明显脑功能损伤，以三大核心脑网络损伤为主。MRI研究亦支持多脑区共同作用导致抑郁症自杀意念的假说。但目前纵向研究较少，缺乏对抑郁症患者自杀意念的动态跟踪，因此未来需扩大样本量进行纵向随访研究，比较有自杀意念与无自杀意念患者缓解期时的脑结构及功能变化差异，追踪大脑功能改变的特征，为预防抑郁自杀提供支持依据。未来神经影像学的研究可以将多种脑影像技术结合，共同探索抑郁症自杀意念产生的线索及标记物。并且，未来研究如能采用任务态下的脑影像技术，对全脑功能连接进行分析，找出抑郁症患者自杀意念产生对应的特异性网络异常，将对抑郁症患者自杀意念的病理机制研究起极大推动作用。