2017年世界卫生组织报告表明，全世界已有超过3亿抑郁症（major depression disorder, MDD）患者，患病率高达4.4%，预计到2030年，抑郁症将居全球疾病总负担第一位^[1]。更有研究表明^[2]，MDD患者的大部分负担源于抑郁的反复发作，其复发率高达70%，且个体复发率与发作次数呈正相关。精神病专家逐渐认识到，治疗MDD重要挑战是防止复发^[3]。因此，了解RDE神经病理发病机制至关重要。

       近年来，功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）技术逐渐应用到精神及神经疾病领域^{[4, 5, 6]}。静息态fMRI研究发现^[7]，与首发抑郁症（first depressive episode, FDE）比较，复发抑郁症（recurrent depressive episodes, RDE）在部分相同脑区的局部一致性和低频振幅分布范围更广。Liu等^[8]研究发现，与RDE组比较，FDE组默认网络（default mode networks, DMN）、背侧注意网络和躯体运动网络的功能连接（functional connectivity, FC）降低，这表明FDE组可能存在多个脑网络的FC低连接性。任务态fMRI发现^[9]，与FDE组比较，RDE组在额叶和中央前回表现出异常激活。以上研究均提示RDE和FDE在部分脑区存在异常的神经病理机制差异。然而，目前关于RDE和FDE在边缘系统的FC差异尚缺乏研究。

       边缘系统作为人体复杂的神经网络，在情绪的生成表达、记忆的形成、储存和提取中起着至关重要的作用^[10]。杏仁核是边缘系统的重要组成部分，与人体的情绪调控、学习记忆及恐惧攻击等心理行为有着密切关系^[11]。既往研究表明^[12]，MDD患者存在杏仁核的脑结构和功能异常。然而，目前国内外尚缺乏对RDE患者杏仁核FC研究。因此，本研究基于fMRI技术，采用FC方法分析比较RDE、FDE及健康对照者（healthy controls, HCs）全脑自发功能活动差异，并探讨FC改变与临床症状的相关性，以提高临床对RDE的神经病理学机制的理解。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       前瞻性纳入2018年1月至2021年10月于中国中医科学院广安门医院心身医学科、北京市第一中西医结合医院精神科确诊的RDE和FDE患者，HCs来源于广告招募。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，全体受试者在纳入前需签署知情同意书，且本次研究经过中国中医科学院广安门医院伦理委员会批准（伦理批文号：2017-021-SQ）。

1.2 纳入标准

       RDE组：（1）参照美国精神病学会的《精神障碍诊断及统计手册》第五版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-Ⅴ, DSM-Ⅴ）中关于MDD的诊断标准；（2）年龄在18～70岁之间；（3）汉密顿抑郁量表17项版（Hamilton Depression Scale-17, HAMD-17）评分＞17分；（4）右利手；（5）临床查体及实验室检查无明显异常；（6）经抗抑郁药治疗缓解后现复发，且入组前已停药至少４周。

       FDE组：首次发病，未接受过任何抗抑郁药物治疗，且满足上述RDE组纳入标准中除第6条外。

       HC组：（1）HAMD-17＜7分；（2）右利手；（3）实验室检查和临床查体无明显异常，无精神疾病发作史。

1.3 排除标准

       （1）患有严重的神经系统疾病及心、脑、肾等躯体疾病者；（2）有药物毒品或酒精成瘾者；（3）有自杀风险受试者；（4）存在MRI检查禁忌者；（5）孕妇及哺乳期妇女。3组受试者中符合上述一条即予排除。

1.4 临床量表评估

       本研究所有受试者均接受HAMD-17、汉密尔顿焦虑量表（Hamilton Anxiety Scale, HAMA）、中文版冗思量表（Rumination Response Scale, RRS）、焦虑自评量表（Self-rating Anxiety Scale, SAS）、抑郁自评量表（Self-rating Depression Scale, SDS）评定。

1.5 静息态fMRI图像数据采集

       本研究所有受试者接受中国中医科学院广安门医院放射科Magneton Skyra 3.0 T磁共振扫描仪进行数据采集。血氧水平依赖扫描参数：TE 30 ms，TR 2000 ms，层间隔0.6 mm，层厚3.5 mm，32层，视野224 mm×224 mm，FA 90°，矩阵64×64，扫描时间6 min 46 s。高清结构像扫描参数：TE 2.98 ms，TR 2530 ms，层间距1.0 mm，层厚1.0 mm，128层，视野256 mm×256 mm，FA 7°，矩阵64×64，扫描时间6 min 3 s。

1.6 图像数据处理

       采用基于Matlab 2020a平台的DPARSF 5.0工具包，数据预处理如下：（1）将数据从 DICOM转换为NIFTI格式；（2）去除前10个时间点；（3）进行时间层校正及头动校正（去除再任意方向头动大于1.5 mm及运动旋转超过1.5°的患者）；（4）空间标准化，将被试经过非线性转换到蒙特利尔神经学研究所（Montreal Neurological Institute, MNI）空间，重采样为3 mm×3 mm×3 mm的空间分辨率；（5）采用平滑核为6 mm进行空间平滑；（6）去线性漂移；（7）将头动、脑脊液信号、白质信号进行线性回归；（8）滤波，将上述预处理的图像进行0.01～0.08 Hz滤波。

       根据既往文献研究^[13]，将与MDD发病密切相关脑区杏仁核作为种子点。采用WFU_Pick Atlas_v3.0软件的解剖自动标记（anatomical automatic labeling, AAL）模板进行左、右杏仁核种子点提取，计算杏仁核的平均时间序列与全脑其他体素时间序列的相关系数（r），然后利用Fisher Z转换转化为Z值，最终得到FC的强度值。

1.7 统计学方法

       人口统计学资料及临床资料采用SPSS 23.0进行分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，2组间比较采用独立样本t检验，3组间比较采用单因素方差分析，组间进一步两两比较采用最小显著性差异法（least-significantdifference, LSD）t检验，计数资料以例（%）表示，3组间比较采用卡方检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

       图像数据统计采用DPARSF 5.0软件进行分析，3组之间的FC值采用单因素方差分析，将3组被试的性别、年龄、受教育年限及头动参数作为协变量，对3组之间的FC值存在差异的脑区采用GRF校正，簇水平P＜0.05、阈值体素水平P＜0.005被定义为差异具有统计学意义。提取3组间FC有差异脑区的时间序列均值（FC值），对FC值进行事后两两比较，所得结果进行Bonferroni校正，P＜0.016（0.05/3）表示差异具有统计学意义。最后分别对3组间差异有统计学意义的脑区的FC值与临床量表评分进行Pearson相关分析，P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 3组社会人口学资料

       本研究共纳入RDE患者21例、FDE患者21例及HCs 21例，3组性别、年龄及受教育年限相对匹配。RDE组、FDE组及HC组在年龄、性别及受教育年限方面差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

点击查看表格

表1  RDE组、FDE组及HC组的社会人口学资料
Tab. 1  Sociodemographic data of RDE group, FDE group and HC group

2.2 3组临床资料比较

       RDE组及FDE组在HAMD-17、HAMA、SDS、SAS、RRS评分上明显高于HC组，差异均具有统计学意义（P均＜0.05）（表2）。

点击查看表格

表2  RDE组、FDE组及HC组的临床资料比较
Tab. 2  Comparison of clinical data of RDE group, FDE group and HC group

2.3 脑影像学结果

2.3.1 3组间杏仁核功能连接比较

       以年龄、性别、受教育年限及头动参数作为协变量，左侧杏仁核FC的3组间差异脑区为：左、右前扣带回/左侧眶部额上回。右侧杏仁核FC的3组间差异脑区为：右侧中央前回/右侧楔前叶、右侧补充运动区/右侧中扣带回。见表3，图1、2。

点击查看大图

图1  3组方差分析后，左侧杏仁核功能连接的3组间差异脑区：左、右前扣带回/左侧眶部额上回（-6、36、-3），图A1、A2、A3代表冠状位、矢状位、横断位差异脑区的峰值图。右侧色阶代表color bar F值，颜色由红色到黄色表示FC值由低到高（F值，P＜0.005，cluster P＜0.05）。柱状图A表示对RDE、FDE、HC组FC值分别进行事后两两比较。*表示两组间比较差异具有统计学意义，经Bonferroni校正，满足P＜0.016。FC：功能连接；RDE：复发性抑郁症；FDE：首发性抑郁症；HC：健康对照组。
Fig. 1  After three groups of ANOVA, three intergroup differential brain regions for functional connectivity of the left amygdala: left and right anterior cingulate gyrus/left orbital part of the superior frontal gyrus (-6, 36, -3), Figure A1, A2, A3 represent peak maps of coronal, sagittal, and transverse differential brain regions. Right color scale represents the color bar F value, and the color from red to yellow indicates the degree of FC value from low to high (F value, P＜0.005, cluster P＜0.05). Bar graph A indicates the comparison of FC values between two groups after doing things for RDE, FDE and HC groups respectively. * indicates a statistically significant difference between the two groups for comparison, meeting P＜0.016 with Bonferroni correction. FC: functional connectivity; RDE: recurrent depressive episodes; FDE: first depressive episode; HCs: healthy controls.

点击查看大图

图2  3组方差分析后，右侧杏仁FC的3组间差异脑区：右侧中央前回/右侧楔前叶（12、-42、57），右侧补充运动区/右侧中扣带回（6、-15、51），图B1、B2、B3代表右侧中央前回/右侧楔前叶冠状位、矢状位、横断位的峰值图，图C1、C2、C3代表右侧补充运动区/右侧中扣带回冠状位、矢状位、横断位的峰值图。右侧色阶代表color bar F值，颜色由红色到黄色表示FC值由低到高的程度（F值，P＜0.005，cluster P＜0.05）。柱状图B、C表示对RDE、FDE、HC组FC值分别进行事后两两比较。*表示两组间比较差异具有统计学意义，经Bonferroni校正，满足P＜0.016。FC：功能连接；RDE：复发性抑郁症；FDE：首发性抑郁症；HCs：健康对照者。
Fig. 2  After the three groups of ANOVA, the three intergroup differential brain regions of the right amygdala FC: right precentral gyrus/right precuneus (12, -42, 57), right supplementary motor area/right middle cingulate gyrus (6, -15, 51), Figure B1, B2, B3 represent the peak maps of right precentral gyrus/right precuneus coronal, sagittal, and transverse, Figure C1, C2, C3 represent the peak maps of right supplementary motor area/right middle cingulate gyrus coronal, sagittal, and transverse. Right color scale represents color bar F value, color from red to yellow indicates the degree of FC value from low to high (F value, P＜0.005, cluster P＜0.05). Bar graphs B and C represent two-by-two comparisons of FC values after doing things for RDE, FDE, and HC groups, respectively. * indicates a statistical difference between the two groups for comparison, which was corrected by Bonferroni to meet P＜0.016. FC: functional connectivity; RDE: recurrent depressive episodes; FDE: first depressive episode; HCs: healthy controls.

点击查看表格

表3  RDE组、FDE组及HC组与左、右侧杏仁核FC异常的脑区统计表
Tab. 3  Statistical table of brain areas with abnormal FC of the left and right amygdala in the RDE group, FDE group and HC group

2.3.2 3组杏仁核功能连接值两两组间比较

       分别对RDE组、FDE组及HC组做事后分析，进行组间两两比较3组双侧杏仁核与全脑有差异脑区的FC值。

       相较于FDE组，RDE组左侧杏仁核与左、右前扣带回/左侧眶部额上回的FC增强。RDE组右侧杏仁核与右侧中央前回/右侧楔前叶、右侧补充运动区/右侧中扣带回的FC增强。

       相较于HC组，RDE组左侧杏仁核与左、右前扣带回/左侧眶部额上回的FC增强。见表3，图1、2。

2.3.3 3组间差异脑区低频振幅值与临床量表相关分析

       RDE组左侧杏仁核与左、右前扣带回/左侧眶内额上回的FC值与RRS量表评分呈正相关（P=0.033，r=0.460），见图3。

点击查看大图

图3  RDE组左侧杏仁核和左、右前扣带回/左侧眶内额上回的FC值与RRS量表评分呈正相关。RDE：复发性抑郁症；FC：功能连接；RRS：中文版冗思量表。
Fig. 3  FC values of the left amygdala and left and right anterior cingulate/left orbital part of the superior frontal gyrus in the RDE group were positively correlated with RRS scale scores. RDE: recurrent depressive episodes; FC: functional connectivity; RRS: Rumination Response Scale.

3 讨论

       本研究发现RDE与FDE在杏仁核与边缘神经环路、奖赏环路、体感运动区及DMN的FC存在差异，且RDE患者在这些部分脑区存在更为广泛的FC，我们推测这可能是RDE神经病理机制更为复杂的原因。据我们所知，这是第一项采用基于静息态fMRI的FC方法，以杏仁核为感兴趣区观察RDE和FDE患者的脑功能活动差异的研究。

3.1 RDE杏仁核-边缘系统、奖赏环路FC异常

       本研究发现，与FDE组比较，RDE组左侧杏仁核与左、右前扣带回及左侧眶部额上回的FC增强，且右侧杏仁核与右侧中扣带回的FC也增强。扣带回位于胼胝体与大脑半球内侧扣带沟之间，是边缘神经环路重要组成部分。扣带回主要包括前扣带回、中扣带回以及后扣带回^[14]。前扣带回参与调节人体情绪、运动、感觉和认知行为，与MDD发病密切相关^[15]。研究表明^[16]，前扣带回与杏仁核具有高度连通性，形成杏仁核-扣带回环路。Workman等^[17]发现，前扣带回与杏仁核的FC异常改变能够有效区别MDD和HCs。另一项研究表明^[18]，RDE患者杏仁核与内侧前额叶及膝下扣带回的FC较HC组增强，这支持了本研究结果。因此，本研究结果提示RDE患者在杏仁核和前扣带回的FC存在代偿性激活，这可能是RDE发病的重要的神经病理机制。

       左侧眶部额上回位于内侧额叶眶区，该区域与快感缺失和奖赏动机有关，是奖赏网络的重要组成部分^{[19, 20]}。既往研究发现^{[21, 22]}，MDD组较HC组在杏仁核与内侧眶额皮质的FC增强，这提示MDD组存在杏仁核和奖赏环路的代偿性激活。另一项研究发现^[23]，与HC组比较，缓解性MDD组存在杏仁核与奖赏网络的FC增强，这可能与缓解性MDD组负性情绪和奖赏功能障碍相互作用有关。冗思症状是个体反复关注自身消极情绪的思维方式，是MDD核心症状之一^[24]。冗思水平越高，提示陷入抑郁情绪时间越长。本研究相关性分析显示，RDE组左侧杏仁核与左、右前扣带回/左侧眶部额上回的FC值和RRS量表评分呈正相关，而在FDE患者中未发现此现象，则提示RDE患者的发病与情感、认知及奖赏环路的代偿性激活有关。

3.2 RDE杏仁核-体感运动区FC异常

       本研究中，与FDE组比较，RDE组右侧杏仁核与右侧中央前回及右侧补充运动区的FC增强。中央前回及补充运动区均属于大脑皮质运动区，参与人体的位置感觉和运动的神经冲动，是额顶网络的重要组成部分，与执行控制和情绪管理功能密切相关^{[25, 26]}。既往研究发现^[9]，与FDE组比较，RDE患者在中央前回存在异常的功能激活。也有研究发现^[27]，与HC组比较，有自杀意念的MDD患者杏仁核与体感运动区的FC降低。根据本研究结果，我们推测这可能与RDE患者病程较长和前期服用抗抑郁药物有关。

3.3 RDE杏仁核-默认网络FC异常

       本研究还发现RDE组右侧杏仁核与右侧楔前叶的FC较FDE组增强。楔前叶参与着人体情感加工、视觉意象、情景记忆等功能，是后DMN重要的中心节点^[28]。Sun等^[7]研究发现，与FDE组比较，RDE组的后DMN的低频振幅增高。既往研究表明^[29]，抑郁程度越严重，楔前叶与颞顶叶交界处的FC越弱，与背内侧前额叶皮质的FC越强。Zhang等^[30]研究发现，与HC组相比，FDE患者在右侧杏仁核与楔前叶的FC减低，这提示FDE患者存在杏仁核与DMN之间的FC损伤。Albert等^[31]研究发现，有MDD病史的抑郁患者在杏仁核和DMN表现出更高的FC。因此，本研究结果提示，RDE患者右侧杏仁核与右侧楔前叶的FC较FDE患者更为异常，这表明杏仁核与楔前叶的FC异常是FDE和RDE重要的神经病理机制差异。

3.4 本研究的不足

       本研究还存在一定不足之处：（1）本研究样本量偏少，年龄跨度大，未来将进一步进行扩大样本量、按年龄层次划分进行研究，从而为挖掘RDE和FDE的早期鉴别诊断或可能临床用药提供依据；（2）RDE患者纳入虽有一段时间药物脱洗期，但也可能存在前期抗抑郁药物的潜在影响，且不同患者的发作次数和病程也是潜在的混淆因素；（3）本研究阈值体素水平设置P＜0.005，统计效力较弱，阈值体素水平设置P＜0.001更为合理。

       综上所述，本研究采用FC分析方法，以双侧杏仁核为种子点进行研究，结果发现RDE患者较FDE患者存在更为广泛的FC，主要在边缘神经环路、奖赏环路、体感运动区及默认网络等部分脑区存在差异，这可能是RDE神经病理机制更为复杂的原因。这项研究有利于为RDE患者临床诊断提供一定依据。在未来的研究中我们将进一步扩大样本量，采用更为严格的统计效力以提高本研究的科学价值。