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功能磁共振专题
抑郁易感性的fMRI研究进展
刘光耀 张静 张兰 刘宏

刘光耀,张静,张兰,等.抑郁易感性的fMRI研究进展.磁共振成像, 2016, 7(6): 417-421. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.06.004.


[摘要] 抑郁易感性是一种在特定条件下可以诱发抑郁症产生的内在素质,它是疾病发生的内在基础,已越来越被研究者重视,其与生物、人格、认知、环境等因素有关,已出现了不少的理论研究成果。近年来随着功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术在神经精神领域的发展,研究者开始将fMRI技术用于探索抑郁易感性的神经生物学基础,期望使用fMRI技术检测抑郁认知易感者脑灰质体积和静息态下脑功能特征,探讨抑郁易感者特异性的神经生物学标记,为其生物学机制提供新线索和依据。本文拟从抑郁易感性的定义及分类、抑郁易感者的脑结构与脑功能改变等方面对抑郁易感性的fMRI研究进展作一综述。
[Abstract] Vulnerability to depression is an inner quality which can cause depression appear under certain conditions, it is the inside foundations of the disease occurrence and the researchers have pay more and more attention to it, as well as it related to biology, personality, cognition, environmental factors, there also has appeared a lot of theoretical research. In recent years with the development of fMRI technology in the neuropsychiatric field, the researchers began to use fMRI to explore the neurobiological foundations of the vulnerability to depression. Using fMRI we examined the features of brain structure and brain function in resting state in subjects with vulnerability to depression, and explored their specificity of the biomarker, in order to provide new clue to neurobiological basis of vulnerability to depression associated with phatophysiological mechanism. In the current paper, we tried to provide a review of fMRI studies focusing on the following aspects: the definition and classification of vulnerability to depression, the brain structure and function changes in depression susceptible.
[关键词] 抑郁症;抑郁易感性;功能磁共振成像
[Keywords] Depression disorder;Vulnerability to depression;Magnetic resonance imaging, functional

刘光耀 兰州大学第二医院核磁共振科,兰州 730030

张静* 兰州大学第二医院核磁共振科,兰州 730030

张兰 兰州大学第二医院心理卫生科,兰州 730030

刘宏 兰州大学第二医院核磁共振科,兰州 730030

通讯作者:张静,E-mail: lztong2001@163.com


基金项目: 甘肃省青年科技基金计划项目 编号:1506RJYA218
收稿日期:2016-01-11
接受日期:2016-03-02
中图分类号:R445.2; R749.41 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2016.06.004
刘光耀,张静,张兰,等.抑郁易感性的fMRI研究进展.磁共振成像, 2016, 7(6): 417-421. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.06.004.

       抑郁症是躁狂抑郁症的一种发作形式,也是一种常见的精神心理疾病,以显著而持久的情感低落、思维迟缓、语言动作减少、悲观等为主要特征,它严重影响个人的认知、情感、思维及行为,严重者常伴有消极自杀的观念或行为,已成为21世纪威胁人类身心健康的主要疾病之一。预测至2020年,抑郁症将成为全世界导致残疾和死亡的第二大因素,世界卫生组织、世界银行和哈佛大学的一项联合研究表明,抑郁症已经成为我国疾病负担的第二大病。抑郁症防治已成为我国人口与健康领域亟待解决的重大问题。探索抑郁症发作、维持机制和抑郁易感性是目前的研究热点。本文就抑郁易感性及抑郁易感者功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究现状作一综述。

1 抑郁易感性

       Ingram等[1]认为抑郁易感性是一种相对稳定的特质,它具有个人内化的特点,潜在而长期存在,与遗传相关,但又不是一成不变的或独立而不受其他因素的影响,可受后天环境因素的影响变化与发展,这种易感性形成后即具备相对稳定的特性,它属于个体内在素质,是疾病发生的内在基础,抑郁易性个体在特定条件下容易诱发产生抑郁症状。已有研究表明,这些抑郁易感因素涉及生物学、遗传、人格特质、认知以及社会环境等多个方面[1,2]

1.1 生物易感因素

       目前研究发现的生物易感因素有性别、遗传(基因)和神经递质水平等。流行病学调查研究显示女性易诱发抑郁,其发病率约为男性的2倍,但其内在机制尚未明确[3]。多数研究发现绝经期前后约45~ 55岁是女性患抑郁症的高峰期,女性在其绝经过渡期后发生抑郁的风险是绝经前期的2.5倍,这可能与其性激素水平变化有关[4]。目前的研究表明,抑郁与遗传具有高度相关性,其一级亲属患病的风险是普通人群的30倍左右,血缘关系越近其患病率越高[5]。神经递质方面目前的研究发现5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺等神经递质与抑郁症的发生具有高度相关性。抑郁症患者大脑中的多巴胺功能亢进,而5-羟色胺和去甲肾上腺素水平较正常对照组降低。基因学的证据表明5-羟色胺转运蛋白启动子区的短(S)等位基因也是抑郁症的易感基因之一,2010年一项来自欧洲人群和东亚人群的meta分析研究也证实了5-羟色胺与抑郁之间的显著关联[6]

1.2 人格易感因素

       在人格因素方面,人格特质与神经质人格维度之间存在重叠与相互作用,高阶人格维度(神经质)是重要的抑郁易感因素,而低阶人格特质(述情人格特质、依赖、自我批评、完美主义等)可以增加神经质对抑郁的预测能力,高神经质的个体相对于低神经质的个体更容易出现慢性抑郁症状[7,8]。Hallkin等研究表明,神经质是成年人群和青少年人群抑郁症发生的重要心理易感因素之一[9]

1.3 认知易感因素

       认知易感因素主要包括功能失调性态度、负性认知方式以及沉思等。功能失调性态度是个体关于世界和自我过分僵化的观念,是极端化、绝对化,对自身及周围世界和未来具有否定和歪曲性质的病理性认知[10],通俗说就是个体对事物的偏见和歪曲形成的消极图式。在一些促发性事件的刺激下容易引起大量负性自动思维,表现出对所有事物普遍消极的态度,继而产生抑郁症状。

       Abramson的无望理论认为一些个体存在负性推断的风格,这些个体在遭遇负性事件后,倾向于对这些事件进行消极地解释和归因,并且更可能产生抑郁症状,这些推论风格被称为负性认知方式,是一个重要的认知易感因素[11]

       沉思是指个体将注意力集中到自身的情绪状态之中,反复地冥想,而不去关注如何避免这种状况的出现。Nolen-Hoeksema将沉思界定为个体反复关注抑郁症状、症状可能产生的原因以及症状的后果行为和想法,而不是进行积极解决。研究表明对抑郁心境做出冥想的个体将会体会到更长时间以及更深层次的抑郁心境,从而导致抑郁的发生[12]

1.4 抑郁认知易感性

       抑郁认知易感性(cognitive vulnerability)是指个体具有的一种与抑郁症发生有关的内在的负性认知特性,具体指个体倾向于对所接受的外部刺激或经历的外部事件进行负性和扭曲的解释,这些因素导致个体在特定条件下更容易出现抑郁症状[13],抑郁认知易感性受到了越来越多的关注。

1.5 社会环境易感因素

       社会环境因素与抑郁症的诱发相关,其对抑郁症影响不可忽视,诱发抑郁症的常见社会因素有:应激事件、家庭环境、婚姻状况、经济环境、社交环境等。Kamiya等[14]的研究结果显示抑郁症状产生与早期性虐待史密切相关。在社会不同经济地位人群中,抑郁症等精神障碍和自杀风险的分布存在明显差异。例如,国内一项关于留守儿童的调查研究显示,低家庭社会经济地位背景下的留守儿童一般会经历更多的留守生活烦恼,这些日常烦恼会使他们对留守相关事件的评价变得更为消极,从而加剧了留守儿童抑郁和反社会行为水平[15]

2 抑郁易感者fMRI研究

       抑郁易感性作为影响个体罹患抑郁症的内在因素越来越受到研究者的关注,尤其是这些易感因素起作用的神经生物学机制。抑郁易感者发病的神经网络机制及抑郁易感人群是否存在与抑郁症患者类似的大脑结构及功能的异常改变目前尚不清楚。随着fMRI技术的发展,研究者逐渐将多模态fMRI技术用于探索与抑郁易感性有关的脑结构或功能异常[16]

2.1 抑郁易感者脑结构的fMRI相关研究

       5-羟色胺转运体连锁多态性区域(serotonin-transporter-linked polymorphic region, 5-HTTLPR)短等位基因被认为是抑郁症的易感基因之一,Pezawas等[17]基于形态学测量的分析结果显示,5- HTTLPR短等位基因携带者中处理负性情绪的边缘系统灰质体积显著小于长等位基因携带者,尤其是位于边缘系统的前扣带回膝部和杏仁核。对这些区域(杏仁核-扣带回情绪调节反馈回路)恐惧刺激的感知处理功能分析显示,紧密结合作为一个反馈回路涉及逐渐灭绝的负性情感。

       Ladouceur等[18]对双相障碍患者及其健康后代的研究发现,与正常对照组相比,双相障碍患者健康后代左侧海马旁回或海马回的灰质体积显著增加,推测健康后代灰质体积的增加可能是罹患双向障碍的潜在生物学标志。此外,与Ladouceur等研究不同的是,Amico等研究发现,有重性抑郁障碍(major depressive disorder, MDD)家族史的健康个体与无精神疾病家族史的健康个体相比,右侧海马和背外侧前额叶的灰质体积减小;且右侧海马区的灰质体积甚至小于MDD患者组[18,19]

       张小崔等[20]对基于最弱连接理论标准纳入的抑郁认知易感者的杏仁核体积进行测量分析发现,其杏仁核体积显著小于首发重性抑郁症患者杏仁核体积,但与健康对照组无显著差异。同样Zhang等[21]在后来的研究中发现,认知易感者普遍存在大脑灰质体积异常。此外,抑郁认知易感者和重性抑郁症患者都存在脑灰质体积的异常,异常的脑区主要分布在左侧中央前回,这可能与其存在的负性认知方式有关。以上研究表明异常的结构改变可能是易感者负性认知方式的发生机制之一,而整个情绪调节环路上各个脑区的结构异常可能是个体将来发生抑郁症的结构病理性基础。

       总结上述抑郁易感性的结构fMRI研究,灰质体积异常广泛存在于具有抑郁生物易感性的人群中,且这种脑结构异常出现在抑郁症发病之前,某些脑区表现出来的这种结构异常可能对抑郁症的发病起着重要作用,这些关键的脑结构改变可以作为抑郁症危险因素的生物学标志。

2.2 抑郁易感者脑功能的fMRI相关研究

       目前,fMRI技术应用于抑郁症神经病理学研究已取得了一定的成果,抑郁易感者的fMRI研究尚处于起步阶段[22,23,24]

       Rao等[25]采用灌注功能磁共振成像(perfusion weighted imaging, PWI)技术对携带短等位基因人群与长等位基因人群在静息状态下的脑功能研究发现,短等位基因组与长等位基因组相比,杏仁核的静息态脑血流量(cerebral blood flow, CBF)显著增加,而静息状态下腹内侧前额叶皮层区域的CBF显著减低。杏仁核和腹内侧前额叶皮层均是与情绪有关的脑区,这些脑区的静息态脑功能改变可能是5-HTTLPR短等位基因抑郁易感性的神经病理学基础。

       Liu等[26]采用静息态fMRI技术对抑郁遗传易感性人群的相关研究发现,抑郁症组、一级亲属组分别与正常对照组相比,右侧岛叶、左侧小脑前叶及左侧海马旁回局部一致性(regional homogeneity, ReHo)值显著减低;抑郁症组、一级亲属组分别与对照组比较发现,左侧中央前回(额叶)、左侧中央后回(顶叶)(amplitude of low frequency fluctuation, ALFF)值显著减低。巧合的是既往有研究显示抑郁症患者小脑体积减小,而国内fMRI的相关研究显示在首发抑郁症患者及其未患病的一级亲属中也存在小脑ReHo值的显著减低[26,27]。从上面的研究中发现,抑郁症患者及其一级亲属间存在相似脑功能改变,这些脑功能异常可能与抑郁症内在的发病机制有关。

       高阶人格维度(神经质)是重要的抑郁易感因素,Wei等[28]采用ReHo方法分析了神经质与脑自发血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent, BOLD)信号的局部同步性,结果发现左侧额中回的ReHo值与神经质呈负相关,内侧前额叶皮层的ReHo值与外倾呈负相关。该研究提供了抑郁症相关的神经质人格易感性神经机制方面的证据。

       张小崔[24]釆用ALFF、ReHo方法分析抑郁认知易感者、重性抑郁症患者及健康对照不同人群静息态下脑同步神经元自发活动特征发现,抑郁症及抑郁认知易感者较正常对照比较均存在双侧眶额皮层ALFF值减小及左侧脑岛ALFF值增加、右侧眶额皮层ReHo值减小及右侧后扣带回及右侧脑岛ReHo值增加;同时发现抑郁认知易感者的ReHo值在右侧小脑显著小于正常组及抑郁组。此研究结果揭示了抑郁认知易感者脑同步神经元自发活动存在异常,这些异常可能帮助揭示抑郁认知易感性的神经生物学机制。

       综上所述,国内外对于抑郁易感性的研究已经取得了较为成熟的研究成果,而对于抑郁易感性内在的神经生物学机理尚处于探索阶段,fMRI的出现为利用无创手段观测其内在神经生物学机制成为了可能,并在短时间内极大地推动了抑郁症的研究。研究发现,无论在大脑结构改变方面还是功能异常方面,抑郁易感者均存在与抑郁症患者相似的改变,而这些改变可能是抑郁易感者一个重要的神经生物学标记,这为进一步研究抑郁症提供了早期检测目标。但是从上述的研究中可以发现,目前笔者的研究尚属于横向研究,未对被试者进行详细分层及长期纵向追踪研究,亦未与被试者基因情况进行对照、关联分析。下一步需要进行更深入地纵向研究,对既往研究中发现的相关结构如杏仁核、扣带回、腹内侧前额叶皮层等进行详细分析,使功能影像与遗传学结果结合来探讨抑郁易感性及在此基础上抑郁症发生的基因、脑结构及功能影像变化。总之,对抑郁易感性及抑郁易感者fMRI的深入研究可以对抑郁症的发病机理研究及临床早期诊断提供帮助。

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