静息态功能MRI观察首发轻-中度抑郁症患者默认网络功能连接

苏日娜，谢生辉，高 阳

(内蒙古医科大学附属医院影像诊断科，内蒙古 呼和浩特 010050)

抑郁症是常见的心境障碍疾病，患者常表现出悲伤情绪，并伴有认知障碍。目前诊断抑郁症主要基于患者主观感受，进行量表评价，依赖临床医师经验判断。既往研究[1]发现抑郁症患者多个脑区功能出现异常，且存在大脑功能网络的异常，其中关于默认网络(default mode network， DMN)的研究最为广泛，抑郁症患者脑区间异常功能连接使网络的高效性及完整性受到影响。目前有关轻-中度抑郁症功能连接的研究较少。本研究采用静息态功能MRI(resting-state functional MRI， rs-fMRI)观察首发轻-中度抑郁症患者DMN功能特点，探讨功能连接异常脑区与疾病表现、发病机制的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 纳入2018年8月—2019年8月24例于内蒙古医科大学附属医院就诊的抑郁症患者(抑郁症组)，男10例，女14例；年龄18～50岁，中位年龄39.5(33.5，46.8)岁；受教育年限10.0(9.0，12.0)年；平均病程(8.1±2.1)个月；17项汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale 17， HAMD-17)总评分为(20.0±2.2)分。诊断标准参照美国《精神疾病诊断与统计手册，第四版》[2]中首发抑郁症诊断标准。纳入标准：①汉族，右利手；②轻-中度抑郁，HAMD-17总评分为18～24分；③影像学检查前6 h未使用任何药物。排除标准：①酒精及药物依赖史；②合并神经系统疾病或其他精神障碍疾病；③存在MR检查禁忌证，或检查中头动平移>3 mm或旋转幅度>3°。同期纳入于本院体检的22名性别及年龄等相匹配的健康志愿者作为对照组，男9名，女13名，年龄18～50岁，中位年龄38.0(33.8，47.0)岁，受教育年限10.5(9.8，14.3)年。检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery MR750 3.0T MR扫描仪，8通道头颈线圈。嘱受试者仰卧，佩戴耳塞，保持清醒、闭眼，平静呼吸，以海绵垫固定其头部。采集颅脑轴位T2WI，参数：TR 8 753 ms， TE 96 ms，FOV 24 cm×24 cm；静息态血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent, BOLD)扫描，参数：TR 2 000 ms，TE 30 ms，层厚4.2 mm，层间隔0，FOV 22.4 cm×22.4 cm，扫描范围为全脑，层数37，共采集240个时间点。

1.3 数据预处理 基于Matlab R2017a平台运行DPARSFA软件(http://rfmri.org/DPARSF)预处理图像，包括去除前10个时间点、时间层校正、头动校正、空间标准化、数据平滑、去线性漂移及滤波。选取内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex， mPFC)及后扣带回皮质(posterior cingulate cortex， PCC)作为种子点[3]，蒙特利尔神经学研究所(Montreal Neurological Institute， MNI)坐标分别为(-1，47，-4)及(-5，-49，40)；选择半径为6 mm球体作为区域种子点。采用Pearson相关分析对种子点平均时间序列与全脑各个体素时间序列进行分析，获得相关系数(r)，即各种子点与全脑其他体素间的功能连接值，经FisherZ转换以增加数据正态性进行统计分析。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布的计量资料，组间行Mann-WhitneyU检验；比较组间年龄差异采用χ2检验。采用SPM8软件进行两样本t检验，提取功能连接存在差异的脑区，体素范围(K值)>54(AlphaSim多重比较校正)。采用Pearson相关性分析评价抑郁症组差异脑区功能连接与HAMD-17总分、病程的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

抑郁症组与对照组患者性别(χ2<0.01，P=0.96)、年龄(U=-0.44，P=0.66)及受教育程度(U=-1.46，P=0.14)差异均无统计学意义。

表1 相比对照组，抑郁症组与mPFC功能连接存在差异的脑区

2.1 功能连接 相比对照组，抑郁症组mPFC与双侧小脑后叶、右侧前扣带回、右侧额下回眶部及左侧楔前叶功能连接减弱(K均>54，P均<0.05)，与右侧额下回岛盖部功能连接增加(K>54，P<0.05)，见表1及图1。相比对照组，抑郁症组PCC与双侧额中回眶部、双侧壳核及左侧额上回背外侧功能连接减弱(K均>54，P均<0.05)，与左侧颞中回、双侧角回及右侧楔前叶功能连接增加(K均>54，P均<0.05)，见表2及图2。

图1 相比对照组，抑郁症组与mPFC功能连接存在差异的脑区 (右侧色带及数值表示功能连接程度)

表2 相比对照组，抑郁症组与PCC功能连接存在差异的脑区

2.2 相关性分析 抑郁症组mPFC与左侧楔前叶功能连接减弱(r=-0.46，P=0.02)、PCC与左侧额中回眶部功能连接减弱(r=-0.42，P=0.04)与病程呈负相关，mPFC与右侧前扣带回功能连接减弱与病程呈正相关(r=0.49，P=0.01)；抑郁症组功能连接异常脑区均与HAMD-17评分无显著相关性(P均>0.05)。

3 讨论

本研究中，抑郁症组右侧额下回眶部与mPFC功能连接减弱、右侧额下回岛盖部与mPFC功能连接增强，PCC与双侧额中回眶部功能连接减弱。眶额皮质几乎接收所有感官信息并对其进行评估[4]，同时向扣带回、杏仁核等脑区发出传出神经，参与情绪加工、奖惩机制等过程[5]；眶额皮层与mPFC、PCC功能连接减弱可能导致首发轻-中度抑郁症患者奖惩过程及情绪调节异常，右侧额下回岛盖部功能连接的增强可能与抑郁症患者未能降低mPFC区域的活动导致抑制内在情绪能力受损有关[3]。额叶、颞叶和边缘系统存在广泛功能连接，mPFC与前扣带回皮层功能连接减弱导致前额叶对边缘区域脑区的调节作用降低[6]。本研究结果显示mPFC与右侧前扣带回功能连接减弱与抑郁症病程正相关，可进一步解释抑郁症患者情绪异常及过度反刍症状；左侧颞中回功能连接增强，可能与额叶功能异常的早期补偿机制相关[7]。

图2 相比对照组，抑郁症组与PCC功能连接存在差异的脑区 (右侧色带及数值表示功能连接程度)

本研究发现抑郁症组PCC与双侧壳核功能连接减弱。前额叶-边缘-纹状体系统是重要的情感调节环路[8]，环路内脑区异常功能连接可使情感调节过程受损。陈枫等[9]发现抑郁症患者右侧背侧壳核头与左侧楔前叶功能连接减弱，提示抑郁症可能存在壳核功能异常及纹状体-皮质环路功能损害。小脑与额叶和边缘系统存在紧密连接，双侧小脑半球功能连接减弱可能导致人格改变、情绪控制异常。既往研究[10]发现重度抑郁症患者双侧小脑半球功能连接减弱。本组首发轻-中度抑郁症患者小脑功能连接存在异常，或可解释部分临床症状。

顶下小叶与语言、数学运算等相关，角回为其组成部分；角回功能异常可表现为感觉、语言障碍及过度自我关注。本研究发现首发轻-中度抑郁症患者PCC与双侧角回功能连接增强，与SHEN等[11]的结果相似；而CHEN等[12]发现PCC与角回功能连接减弱可能导致执行失败，出现记忆检索和自动认知控制失败的指示。抑郁症患者角回异常功能连接可能反映情绪刺激处理过程中注意力的导向异常。作为DMN内重要枢纽节点，楔前叶参与认知控制整合功能。本研究中抑郁症患者PCC与右侧楔前叶功能连接增强、mPFC与左侧楔前叶功能连接减弱。既往研究[13]发现重度抑郁症患者楔前叶与背内侧前额叶皮层功能连接显著增强。LI等[14]报道，首发重度抑郁症患者双侧楔前叶比率低频振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation， fALFF)降低，且fALFF与HAMD-17评分呈负相关，提示楔前叶fALFF下降与患者出现更为严重的抑郁症状相关。首发抑郁症患者出现楔前叶功能异常可能是疾病进展的潜在生物标志物，但仍需进一步探索楔前叶功能异常是否在轻-中度及重度抑郁症患者脑功能异常中持续存在。

此外，本研究中抑郁症患者PCC与左侧额上回背外侧功能连接减弱。前额叶背外侧在情绪处理及抑制边缘系统的过度激活过程中具有重要作用[12]。GANDELMAN等[15]观察老年抑郁症患者，发现PCC与前额叶背外侧功能连接减弱可能参与控制异常情绪，二者间功能连接异常可能与患者出现过度反刍症状有关[16]。

本研究的不足：为横断面研究，缺乏对疾病变化的纵向观察；样本量小，缺少疾病不同亚型间的对比。

综上，首发轻-中度抑郁症患者存在DMN内、外脑区功能连接异常，部分脑区功能连接异常与病程相关，可为研究疾病发展及变化过程提供依据。