青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦的1H-MRS分析研究＊

河南省鄭州市第九人民醫(yī)院(河南 鄭州 450053)肖 紅 趙玲玲 張 萍

青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦的1H-MRS分析研究＊

河南省鄭州市第九人民醫(yī)院(河南 鄭州 450053)
肖 紅 趙玲玲 張 萍

目的 探討青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦部位的神經(jīng)生化代謝物質(zhì)水平變化。方法 利用質(zhì)子磁共振波譜分析(1H-MRS)技術(shù)分別定量分析28例青少年抑郁癥患者(抑郁組)和28例健康青少年(對照組)的前額葉皮質(zhì)、海馬及丘腦中生化代謝物質(zhì)N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物(Cho)、谷氨酸復(fù)合物(Glx)、肌酸復(fù)合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的水平，并計算NAA/Cr、Cho/Cr、GLx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的值。結(jié)果 抑郁癥組雙側(cè)前額葉皮質(zhì)和海馬組織的NAA/Cr值均明顯低于正常對照組(P＜0.01或P＜0.05)。抑郁癥組雙側(cè)前額葉皮質(zhì)Cho/Cr值均高于正常對照組(P＜0.05或P＜0.01)。右側(cè)額葉和右側(cè)海馬的Glx/Cr值均低于正常對照組(P＜0.05)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。右側(cè)海馬mI/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)。丘腦中各種代謝物的相對含量在抑郁癥組與對照組間的比較，差異不顯著(P＞0.05)。結(jié)論 青少年抑郁癥患者的額葉和海馬是發(fā)病過程中的主要影響部位，其中NAA水平的變化與抑郁癥的發(fā)生最為密切。

青少年；抑郁癥；1H-MRS；生化代謝物質(zhì)；額葉；海馬

磁共振質(zhì)子波譜分析(Proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用檢測活體組織器官的能量代謝、生化改變以及化合物的相對含量的一種非創(chuàng)傷性檢測技術(shù)[1,12]。從生化角度來研究認(rèn)知功能的生理學(xué)基礎(chǔ)已逐漸受到關(guān)注，國內(nèi)外此方面的研究多針對癡呆、癲癇及精神分裂癥[2-4]。對抑郁癥患者腦部代謝物質(zhì)變化情況的研究較少，且現(xiàn)有的報道結(jié)論不一，尤其是對青少年抑郁癥患者的相關(guān)研究幾乎沒有報道。本研究對青少年抑郁癥患者額葉皮質(zhì)、海馬和丘腦等腦區(qū)進(jìn)行多體素1H-MRS掃描，測定這些腦區(qū)的N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(cho)、肌酸(Cr)、谷氨酸復(fù)合物(Glx)、肌酸復(fù)合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的含量，以探討青少年抑郁癥患者發(fā)病的生化基礎(chǔ)。

1 研究對象

1.1 抑郁癥組 選自2010年6月至2013年3月期間在鄭州市第九人民醫(yī)院精神科的青少年首發(fā)抑郁癥患者，符合美國精神障礙與診斷手冊第4版(DSM-IV)抑郁癥診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，24項漢密爾頓抑郁量表[6](Hamilton Depression Scale, HAMD)評分＞20分，無精神活性物質(zhì)濫用史。入組時所有患者均未服用抗抑郁劑。共28例患者，其中女性21例，男性7例；年齡在13～20歲之間。

表1 雙側(cè)前額葉皮質(zhì)1H-MRS檢測的比較

表1 雙側(cè)前額葉皮質(zhì)1H-MRS檢測的比較

注：與對照組比較，*P＜0.05，**P＜0.01

NAA/Cr 2.01±0.27 1.63±0.26 1.12±0.16** 0.97±0.23** Cho/Cr 1.16±0.61 0.88±0.28 1.45±0.42* 1.31±0.76* Glx/Cr 0.35±0.24 0.41±0.27 0.28±0.22 0.28±0.20* mI/Cr 0.07±0.02 0.03±0.05 0.11±0.19 0.09±0.02 Cr2 /Cr 0.54±1.24 0.12±0.14 0.67±0.34 0.15±0.33

表2 雙側(cè)海馬1H-MRS檢測的比較

表2 雙側(cè)海馬1H-MRS檢測的比較

注：與對照組比較，*P＜0.05

NAA/Cr 2.55±1.66 2.14±0.98 1.72±0.63* 1.74±0.59* Cho/Cr 1.34±0.43 0.75±0.21 1.30±1.75 0.88±0.23 Glx/Cr 0.46±0.34 0.36±0.22 0.34±0.34 0.21±0.27* mI/Cr 0.04±0.09 0.02±0.03 0.13±0.37 0.08±0.06* Cr2 /Cr 0.64±0.6 0.43±1.54 0.49±0.57 0.55±0.29

1H-MRS檢測的比較表3 雙側(cè)丘腦

1H-MRS檢測的比較表3 雙側(cè)丘腦

注：與對照組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；“—”為圖像欠佳，剔除相應(yīng)數(shù)據(jù)。

測定項目 對照組 抑郁組左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)NAA/Cr 2.01±0.45 1.85±0.74 1.94±0.56 1.78±0.67 Cho/Cr 1.33±0.31 1.28±0.61 1.44±0.42 1.35±0.48 Glx/Cr 0.13±0.18 0.11±0.10 0.21 ±0.05 0.14±0.10 mI/Cr 0.44±0.39 — 0.51±0.12 —Cr2 /Cr 1.33±0.88 0.87±0.73 0.98±0.32 0.79±0.44

1.2 正常對照組 一共28例，均為13～20歲的健康志愿者， HAMD評分＜8分。鑒于本研究采用配對設(shè)計，正常對照組的選取原則：性別與其配對患者相一致；②年齡與其配對的患者相差不超過2歲；③教育年限與其配對的患者相當(dāng)。

所有被試者均排除頭部外傷史、器質(zhì)性精神障礙、酒精和藥物濫用等。且在性別分布、年齡和受教育年限上無顯著性差異(P＞0.05)。所有研究對象均為右利手，且本人或其家屬均對該研究內(nèi)容知情并簽署知情同意書。

2 方 法

2.1 量表評定 所有被試者在磁共振檢查當(dāng)天由同一位精神科主治醫(yī)師評定HAMD評分，平均分為(23.6±3.9)分。頭部結(jié)構(gòu)的MRI掃描結(jié)果由1名不知被試者情況的影像科醫(yī)師做出評價，沒有發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)方面的異常。H-MRS檢查1H-MRS檢查采用Magnetom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)(SIEMENS, Germany)完成。首先以SE序列行MRI常規(guī)掃描排除腦部病變，并為1H-MRS

2.21定位，采用三軸定位。定位后選定感興趣區(qū)(VOI)(16×16)，體素大小1cm×1cm×1.5cm，避開顱骨、脂肪、氣腔及腦脊液等結(jié)構(gòu)，并使用飽和帶，避免周圍組織對檢查結(jié)果的影響。體素內(nèi)以多體素3D-CSI序列進(jìn)行1H-MRS掃描，重復(fù)時間(repeat time，TR)=1700ms，回波時間(esho time，TE)=135ms，平均次數(shù)(average number, NA)=192次，掃描時間(aquire time, TA)=4min48s，機(jī)器自動勻場、水抑制及調(diào)諧，信號經(jīng)西門子隨機(jī)軟件處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)及波譜反映N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)、肌酸復(fù)合物(Cr、Cr2)、谷氨酸復(fù)合物(GLx)及肌醇(mI)的相對水平，并以Cr為參照物，計算NAA/Cr、Cho/Cr、Glx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的比值。

2.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用MATLAB7.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，所有計量資料均采用表示。先進(jìn)行數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，然后利用獨立樣本t檢驗對患者組與對照組代謝物相對含量差異進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 額葉中代謝物質(zhì)相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組前額葉皮質(zhì)部位的各種代謝物質(zhì)相對含量進(jìn)行比較，結(jié)果顯示抑郁癥組雙側(cè)前額葉皮質(zhì)的NAA/Cr值均明顯低于正常對照組(P＜0.01)，Cho/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)，右側(cè)Glx/Cr值低于正常對照組(P＜0.05)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。mI/Cr值和Cr2/Cr值的變化無顯著性(P＞0.05)，見表1和圖1。

圖1-4 雙側(cè)前額葉皮質(zhì)1H-MRS檢測的波譜圖。（圖1、2為左側(cè)額葉，對照組vs抑郁組；圖3、4為右側(cè)額葉，對照組vs抑郁組）；圖5-8 雙側(cè)海馬1H-MRS檢測的波譜圖。（圖5、6為左側(cè)額葉，對照組vs抑郁組；圖7、8為右側(cè)額葉，對照組vs抑郁組）；圖9-12 雙側(cè)丘腦1H-MRS檢測的波譜圖。（圖9、10為左側(cè)額葉，對照組vs抑郁組；圖11、12為右側(cè)額葉，對照組vs抑郁組）。

3.2 海馬中代謝物質(zhì)相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組海馬部位的各種代謝物質(zhì)相對含量進(jìn)行比較，結(jié)果顯示抑郁癥組海馬組織的NAA/Cr值均低于正常對照組(P＜0.05)，右側(cè)Glx/Cr值低于正常對照組(P＜0.05)，右側(cè)mI/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。Cho/Cr值和Cr2/Cr值的變化無顯著性(P＞0.05)，見表2和圖2。

3.3 丘腦中代謝物質(zhì)相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組丘腦部位的各種代謝物質(zhì)相對含量進(jìn)行比較，結(jié)果顯示所有代謝產(chǎn)物在兩組間的差異均不顯著(P＞0.05)，右側(cè)mI/Cr值因圖片質(zhì)量問題被剔除(見表3和圖3)。

4 討 論

抑郁癥是一種以顯著而持久的心境低落為主要特征的精神性疾病，發(fā)病機(jī)制不清。目前研究顯示，抑郁癥存在下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸異常[7]。1H-MRS能夠用無創(chuàng)性的方法在體內(nèi)獲得足夠的神經(jīng)化學(xué)信息，顯示抑郁癥腦部組織的病理生理變化，這為從本質(zhì)上研究青少年抑郁癥患者腦組織的微觀改變提供了新的研究思路。1937年P(guān)apez提出邊緣結(jié)構(gòu)情緒學(xué)說，認(rèn)為包括丘腦前核、丘腦中線核、扣回帶、海馬等邊緣結(jié)構(gòu)的情感回路，參與情感體驗與情感表達(dá)。1H-MRS技術(shù)能夠在感興趣區(qū)對一系列代謝物質(zhì)種類和數(shù)量改變進(jìn)行活體、無創(chuàng)測定，如NAA、Cho、Glx和Cr等[9,10]。這些指標(biāo)能夠直觀反映神經(jīng)元和軸索內(nèi)，由線粒體合成，其含量多少可以作為檢測神經(jīng)密度計功能狀況的標(biāo)志物。

本研究結(jié)果顯示，在前額葉、海馬及丘腦中NAA的相對含量與正常對照比較均有所下降，但丘腦中的差異不顯著。NAA含量下降可見于神經(jīng)元損傷或數(shù)量減少，線粒體代謝功能受損以及累及神經(jīng)元和軸索的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。Gruber等[11]研究發(fā)現(xiàn)，前額葉NAA/Cr值遠(yuǎn)低于對照，與我們研究結(jié)果相一致。另外，本研究顯示，與正常對照組比較，抑郁癥組海馬中的NAA/Cr、Glx/Cr、mI/Cr均產(chǎn)生了異常，表明海馬組織是抑郁癥發(fā)生中有重要影響的腦部位。海馬與人類神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可塑性、學(xué)習(xí)、記憶及情感等高級認(rèn)知功能密切相關(guān)，海馬神經(jīng)發(fā)生與抑郁癥的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，有研究表明抑郁癥患者的海馬體積能夠選擇性縮小[12]。

總之，利用磁共振質(zhì)子波譜研究生化代謝物質(zhì)的變化，為進(jìn)一步探討青少年抑郁癥患者發(fā)病的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制，為抑郁癥的臨床診斷和治療提供一定的生化基礎(chǔ)和依據(jù)。

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(本文編輯:謝婷婷)

The1H-MRS Analysis of Frontal Lobe, Hhippocampus and Thalamus in Patients with Adolescent Depressed*

XIAO Hong, ZHAO Ling-ling, ZHANG Ping． The Ninth People's Hospital of Zhengzhou city 450053

ObjectiveTo explore the changes of neural biochemical metabolites of fronta lobe, hippocampus and thalamus in patients with adolescent depression．Methods The Biochemical metabolites of frontal lobe, hippocampus and thalamus cortex, such as prefrontal ammonia acid (NAA), choline (Cho), glutamate complex (Glx), creatine compounds (Cr2, Cr) and inositol (mI) of 28 adolescent depression patients (depression group) and 28 healthy adolescents (control group) were quantitative analyzed by the proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) technique respectively． And the value of NAA/Cr, Cho/Cr, GLx/Cr, mI/Cr, Cr2/Cr were counted．Results The NAA/Cr values of bilateral prefrontal cortex and hippocampus of the depression group were significantly lower than those in normal control group (P＜0．01 orP＜0．05)．The Cho/Cr values of bilateral prefrontal cortical of the depression group were higher than those in normal control group (P＜0．01 or P＜0．05)．The right frontal lobe and the right hippocampus Glx/Cr values were lower than the normal control group (P＜0．05), the difference was statistically significant．The right hippocampus mI/Cr value was higher than the normal control group (P＜0．05)． The difference of relative contents of various metabolites in the thalamus between depression group and control group was not significant (P＞0．05)．Conclusion The main effect of the adolescent depression area are frontal lobe and hippocampus, and the changes of NAA level is closely relate to the occurrence of depression．

Adolescent; Depression;1H-MRS; Biochemical Metabolism; Frontal Lobe Hippocampus

R749.4+1

A

(2013年鄭州市科技局普通科技攻關(guān)項目,項目號:2013 0600)

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.07.08

2014-08-27

肖紅