0 引言

       非自杀性自伤（non-suicidal self-injury, NSSI）是一种在无自杀意图的情况下实施的自我伤害行为，此行为不仅严重威胁着青少年的身心健康，还给家庭与社会带来了沉重负担^{[1, 2]}。重度抑郁症（major depressive disorder, MDD）是青少年最常见的精神障碍之一，MDD患者发生自伤行为的几率更高，且自伤患者也常伴有不同程度的抑郁症状^{[3, 4, 5]}。因此，深入了解合并MDD和未合并MDD的NSSI患者的神经影像学特征有助于加深对该复杂共病机制的理解。近年来，精神影像技术发展迅猛，为深入探究大脑结构提供了强有力的工具。借助高分辨率的MRI技术，能够更为精准地测量大脑灰质的体积、表面积、厚度等参数，从而为揭示精神疾病的病理生理机制提供了更直观、定量的依据。YI等^[6]运用基于体素的形态学方法，发现NSSI患者左侧壳核和枕中回灰质体积减小，且与NSSI严重程度呈负相关。同样，LEE等^[7]通过基于表面的形态学测量方法，发现MDD患者的左侧枕叶上回表面积显著小于健康对照。尽管当前针对NSSI或MDD的灰质结构研究已取得一定成果^{[8, 9, 10]}，但NSSI合并MDD所导致的灰质结构改变仍不明确。因此，本研究通过探究合并MDD的NSSI青少年大脑灰质结构及临床症状的特征，为阐明MDD合并NSSI的复杂共病机制提供新的影像学依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究使用GPower 3.1软件^[11]计算研究所需样本量，效应量设置为0.69，显著性水平α设置为0.05，计算结果表明，为了达到0.95的统计检验力每组需纳入被试12名，共计36名，实际招募101名被试。本研究收集了2022年11月至2023年8月在川北医学院附属医院就诊并诊断为NSSI的青少年61例。所有NSSI患者MRI检查当日行抑郁自评量表测定，其中得分>72分的NSSI患者纳入NSSI合并MDD组（抑郁自伤组），得分≤72分的NSSI患者纳入NSSI未合并MDD组（自伤组）^{[12, 13]}。通过广告方式招募与NSSI患者性别、年龄相匹配的青少年健康对照（对照组）。最终纳入抑郁自伤组46例、自伤组15例、对照组40例。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，已通过川北医学院附属医院医学伦理委员会批准，批准文号：2022ER406-1，并获得每位参与者的书面知情同意。

       NSSI患者纳入标准：（1）符合美国精神疾病诊断与统计手册第5版（DSM-Ⅴ）中NSSI的诊断标准；（2）汉族，右利手，年龄10~19岁；（3）无头部外伤史；（4）没有服用过精神药物；（5）无其他精神疾病。排除标准：（1）存在MRI检查禁忌证或器质性脑病变；（2）患有严重的身体疾病（如肝炎等），或严重药物过敏；（3）典型的运动障碍；（4）酒精或药物依赖。

       健康对照纳入标准：（1）经过DSM-Ⅴ非患者版本的评估和筛查后，没有神经精神疾病病史；（2）汉族，右利手，年龄10~19岁；（3）无头部外伤史；（4）入组前30天未服用任何药物。排除标准：（1）存在MRI检查禁忌证或器质性脑病变；（2）典型的运动障碍；（3）酒精或药物依赖。

1.2 人口学及临床资料采集

       在MRI检查当天收集人口学及临床资料并进行评估。人口学数据包括姓名、性别、年龄等。临床资料包括抑郁自评量表、焦虑自评量表、贝克自杀意念量表和渥太华自我伤害调查表^{[13, 14, 15, 16]}。渥太华自我伤害调查表包含内部情绪调节、社会影响、外部情绪调节、寻求刺激、成瘾特征等五个子量表，用于评估自伤特质。临床量表评分越高，临床症状越严重。

1.3 MRI数据采集

       所有的MRI数据均采用3.0 T磁共振扫描仪（Discovery 750，GE Healthcare，Milwaukee，Wisconsin）获取，该扫描仪配备32通道相控阵头部线圈。要求参与者平卧并佩戴耳塞，头部固定保持不动，在扫描过程中保持放松状态。使用容积三维扰相梯度回波序列进行高分辨率T1加权成像。所使用的具体参数如下：矩阵 256×256，重复时间7.2 ms，回波时间2.7 ms，翻转角9°，视野256 mm×256 mm，体素大小1 mm×1 mm×1 mm，层厚1 mm，层数188层。

1.4 MRI数据处理

       采用Freesurfer 6.0软件包对高分辨3D T1数据进行自动化流程处理，主要流程包括：头动校正，去除非脑组织，标记灰质、白质及软脑膜边界，重建全脑三维表面，并最终经过坐标变换将重建得到的个体全脑表面，映射到fsaverage标准球形坐标系统中^{[17, 18]}。自动化流程结束后，检查重建的图像，对偏移部分进行校正，采用高斯平滑核半高全宽10 mm进行平滑处理。通过Freesurfer软件中的Desikan-Killiany模板，软件包自动将每个大脑半球分割为34个脑区，全脑共68个脑区，并计算颅内总体积和各个脑区的平均表面积、厚度和体积。

1.5 统计学处理

       人口学及临床资料采用SPSS 27.0进行统计分析，采用Kruskal-Wallis检验和ANOVA分析比较三组间年龄、抑郁自评量表以及焦虑自评量表评分的差异，事后检验采用Bonferroni法进行多重比较校正，检验水准α为0.05。采用独立样本t检验比较两组患者自杀意念量表和渥太华自我伤害调查表的差异，性别的组间差异比较采用卡方检验，检验水准α为0.05。被试计数资料采用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态性检验，符合正态分布的资料以x¯±s表示，不符合正态分布的资料以M（四分位距）表示。皮层表面积和体积以年龄、性别和颅内总体积为协变量进行协方差分析，事后检验采用Bonferroni法进行多重比较校正，P<0.05为差异具有统计学意义。以年龄和性别作为控制变量，对差异具有统计学意义的临床量表评分、皮层表面积和体积进行Pearson偏相关分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 人口学及临床资料

       三组被试在年龄、性别上差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组相比，自伤组及抑郁自伤组抑郁、焦虑评分升高；与自伤组相比，抑郁自伤组自杀意念、焦虑、抑郁等评分亦升高（P<0.05，Bonferroni校正）。自伤组与抑郁自伤组在渥太华自我伤害调查表得分差异无统计学意义（P>0.05，表1）。

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表1  三组间人口学及临床资料比较
Tab. 1  Comparison of demographic and clinical data among three groups

2.2 三组间皮层表面积、厚度和体积的比较

       与对照组相比，自伤组左侧颞横回表面积增大、左侧扣带回峡部体积减小。与对照组相比，抑郁自伤组左侧顶叶上回表面积减小、左侧颞横回表面积增大、左侧枕叶外侧回体积增大、左侧颞横回体积增大。与抑郁自伤组相比，自伤组左侧扣带回峡部体积更小（P<0.05，Bonferroni校正，图1、表2）。三组被试在平均皮层厚度上差异无统计学意义（P>0.05）。

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图1  三组灰质表面积和体积的差异图。
Fig. 1  Differential figure in gray matter surface area and volume among the three groups.

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表2  三组间皮层表面积与体积差异脑区比较
Tab. 2  Comparison of cortical surface area and volume differences among three groups in brain regions

2.3 三组皮层表面积和体积与临床特征的相关性分析

       以年龄和性别为控制变量的偏相关分析结果显示，抑郁自伤组左侧颞横回表面积与焦虑（r=0.320，P=0.034）、自杀意念（r=0.354，P=0.018）及寻求刺激（r=0.367，P=0.014）等症状呈正相关，左侧扣带回峡部体积与寻求刺激呈正相关（r=0.383，P=0.010），左侧颞横回体积与焦虑（r=0.320，P=0.034）和自杀意念（r=0.314，P=0.038）呈正相关（表3）。抑郁自伤组左侧顶叶上回表面积、左侧枕叶外侧回体积与临床特征无显著相关性，自伤组差异脑区与临床特征无显著相关性。

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表3  自伤组与抑郁自伤组差异脑区与临床特征的相关性
Tab. 3  Correlation between differential brain regions and clinical characteristics in the self-injury group and the depression with self-injury group

3 讨论

       本研究通过对合并MDD和未合并MDD的NSSI青少年患者灰质结构和临床特征的探究，发现与对照组相比，自伤组左侧颞横回面积增大、扣带回峡部体积减小；而抑郁自伤组左侧顶叶上回面积减小、左侧颞横回面积、左侧枕叶外侧回体积、左侧颞横回体积均增大，抑郁自伤组异常脑区较自伤组更广泛。与抑郁自伤组相比，自伤组左侧扣带回峡部体积更小。自伤组与抑郁自伤组临床症状评分显著高于对照组，抑郁自伤组临床症状评分亦显著高于自伤组。在相关性分析中，抑郁自伤组左侧颞横回面积与焦虑、自杀意念及寻求刺激等症状呈正相关，左侧扣带回峡部体积与寻求刺激呈正相关，左侧颞横回体积与焦虑和自杀意念呈正相关。这些发现提示自伤组与健康对照在灰质结构和临床特征上存在差异，在合并MDD的NSSI患者中，这种差异进一步加大，这或许表明NSSI合并MDD后可能会对青少年患者产生更严重的影响，且这种影响很可能是相互促进、互为因果的。

3.1 自伤组与对照组的组间差异的分析

       本研究发现，与对照组相比，自伤组青少年扣带回峡部体积减小、颞横回表面积增大。与本研究结果相似，既往有研究也发现NSSI患者在扣带回、颞横回等情绪处理相关脑区存在功能异常改变^{[19, 20, 21]}。扣带回属边缘系统，参与整合情感、认知和自主神经功能，其异常会削弱负面情绪调控能力，致使难以处理强烈情绪，增加NSSI行为以缓解情绪的可能性^{[22, 23]}。此外，扣带回与自我意识和认知控制相关，其异常可能使个体对自身的认知和控制出现偏差，进而促使NSSI行为产生^{[24, 25, 26]}。颞横回主要负责听觉信息处理，其功能异常可能导致个体对特定声音或环境刺激反应异常，触发情绪波动，增加NSSI风险，同时还可能影响个体对自身和周围环境的认知及情感处理，错误解读声音信息，引发负面情绪和压力，从而增加NSSI风险^{[27, 28, 29]}。这些发现均显示，NSSI患者在情绪处理相关脑区存在结构异常。

3.2 抑郁自伤组与对照组组间差异的分析

       在本研究中，相较于对照组，抑郁自伤组青少年左侧顶叶上回表面积减小，左侧颞横回表面积与体积增大，左侧枕叶外侧回体积增大。这些异常脑区与MDD和NSSI关系密切^{[30, 31, 32]}。左侧顶叶上回在情绪调节及高级认知功能中发挥关键作用，其表面积减小可能导致情绪感知和调节能力的下降，难以准确识别和处理自身的情绪状态，进而加重负面情绪的积累和爆发的可能性^{[33, 34]}。左侧颞横回参与听觉信息处理，其表面积和体积的增大可能致使对声音刺激过度敏感或产生异常反应，进一步触发情绪波动，增加NSSI和抑郁的风险^[27]。左侧枕叶外侧回与视觉处理和情感调节相关，体积增大或许反映了神经调节的紊乱，从而影响情绪平衡^{[35, 36]}。值得关注的是，自伤组异常的脑区表面积或体积与临床症状无显著相关性，而抑郁自伤组中，左侧颞横回表面积与焦虑、自杀意念及寻求刺激等症状呈正相关，左侧颞横回体积与焦虑和自杀意念呈正相关。当MDD与NSSI合并发生后，青少年NSSI患者不仅异常脑区增多、临床症状加重，且加重的临床症状与异常脑区的表面积和体积间存在显著相关性。这或许表明MDD在一定程度上加剧了NSSI患者的灰质结构异常以及临床症状的恶化。未来研究可进一步深入探究这种相互作用的具体机制，为临床干预和治疗提供更精准依据。

3.3 自伤组与抑郁自伤组组间差异的分析

       本研究发现自伤组与抑郁自伤组在左侧扣带回峡部体积上存在显著差异，自伤组体积显著小于抑郁自伤组。扣带回是边缘系统情绪调节领域中最重要的区域之一，在执行情绪识别、处理等任务时扣带回皮层将变得异常活跃，对情绪信息处理和情感状态产生起重要作用^{[37, 38]}。在抑郁或自伤患者中，扣带回的异常使其情绪调控能力减弱，难以有效调节负面情绪，致使患者长期处于低落、悲伤等消极情绪状态^{[39, 40]}。既往研究表明，MDD患者存在扣带回体积增大的情况，这或许表明MDD可能是引起扣带回体积上升的因素之一^{[41, 42, 43]}。而在本研究中，NSSI组扣带回峡部体积减小，提示NSSI可能是促使青少年扣带回体积下降的因素。在合并MDD的NSSI青少年中，两种疾病对扣带回峡部体积的影响机制不同，最终致使自伤组呈现出扣带回峡部体积更小的结果。未来的研究可专注于扣带回亚区的灰质结构变化，在亚区层面更深入地探究NSSI与MDD共病时扣带回体积变化的具体机制。

3.4 局限性

       本研究存在一定局限性。首先，本研究样本量相对较小，故难以全面涵盖研究对象的多样性。其次，被试中男性较少，这可能会对结果造成一定影响，因此在进行组间分析时我们将性别作为协变量，以此控制了性别对结果的影响。最后，本研究未纳入仅患MDD的患者，这可能对全面解析MDD和NSSI的共病机制带来了一定限制，但本研究旨在研究合并MDD对NSSI青少年的影响，故未纳入仅患MDD的患者虽有一定局限性，但并不影响本研究对合并MDD对NSSI青少年影响这一核心目标的探索与分析。

4 结论

       综上，本研究通过深入剖析合并MDD的NSSI青少年灰质体积、表面积、厚度以及临床症状的特点，发现合并MDD的NSSI青少年在多个关键脑区存在显著的灰质结构异常，且部分异常与临床症状紧密相关。相较于未合并MDD的NSSI患者，合并MDD的NSSI的患者存在更广泛的灰质结构异常和更严重的临床症状，提示MDD或许在一定程度上加剧了NSSI患者的灰质结构异常以及临床症状的恶化。本研究揭示了合并MDD的NSSI青少年在大脑灰质结构和临床症状方面的特点，为深入洞悉MDD合并NSSI这一复杂的精神障碍提供了重要的参考依据，也为早期识别和诊断NSSI以及MDD合并NSSI提供了客观的影像学依据。