精神分裂癥患者攻擊行為的結(jié)構(gòu)磁共振研究☆

田霖汪帥邱琳琳付相帥劉海生趙幸福周振和

·論 著·

精神分裂癥患者攻擊行為的結(jié)構(gòu)磁共振研究☆

田霖*汪帥*邱琳琳△付相帥*劉海生*趙幸福*周振和*

目的 運(yùn)用結(jié)構(gòu)磁共振方法研究伴有攻擊行為的精神分裂癥（schizophrenia，SZ）患者腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并探索其攻擊行為與腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 方法 收集伴有攻擊行為的精神分裂癥患者18例（SZ1組），以及性別、年齡與之相匹配的不伴有攻擊行為精神分裂癥患者18例（SZ2組）和正常對(duì)照18名。采用Buss和Perry攻擊問卷（Buss&Perry aggression questionnaire，B&P）中文版評(píng)估患者的攻擊行為，采用3.0 T磁共振對(duì)被試進(jìn)行腦結(jié)構(gòu)掃描，應(yīng)用基于體素的形態(tài)學(xué)測量方法對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。 結(jié)果 與對(duì)照組相比，精神分裂癥患者腦灰質(zhì)體積改變的區(qū)域主要位于雙側(cè)的額葉、顳葉和枕葉（P＜0.05，AlphaSim校正）；與SZ2組相比，SZ1組灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)主要位于右側(cè)的緣上回、中央后回、雙側(cè)的島葉、眶額回（P＜0.05，AlphaSim校正）。精神分裂癥患者的B&P評(píng)分與其右側(cè)島葉、中央后回、緣上回等腦區(qū)的灰質(zhì)體積呈正關(guān)聯(lián)（P＜0.01，AlphaSim校正）。結(jié)論 精神分裂癥患者的攻擊行為與腦灰質(zhì)體積改變存在關(guān)聯(lián)，中央后回、島葉和緣上回等腦區(qū)可能參與精神分裂癥患者攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制。

精神分裂癥 攻擊行為 磁共振成像 灰質(zhì)體積

攻擊行為是重性精神疾病的重要特征之一[1]，其定義為意圖造成損害或傷害的敵意行為[2]。近年來精神分裂癥（schizophrenia，SZ）患者的攻擊行為危害社會(huì)的消息被多次報(bào)道，引起了全社會(huì)對(duì)此現(xiàn)象的日益關(guān)注。精神分裂癥的腦影像學(xué)研究表明患者存在腦結(jié)構(gòu)異常[3-4]，而且特定腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能異常很可能與攻擊行為有關(guān)[5]，如雙側(cè)眶額葉白質(zhì)體積增加[6]、中央后回灰質(zhì)體積減小[7]等與攻擊行為有關(guān)。但精神分裂癥患者攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制尚未明確，既往研究結(jié)果也有諸多不一致[5,8]。為此，本研究擬運(yùn)用結(jié)構(gòu)磁共振的方法研究伴有攻擊行為的精神分裂癥患者腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并探索攻擊行為與腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以期為探索精神分裂癥患者攻擊行為的神經(jīng)病理機(jī)制提供新的線索。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2012年12月至2014年12月在無錫市精神衛(wèi)生中心就診的伴有攻擊行為精神分裂癥患者（SZ1組）和不伴有攻擊行為精神分裂癥患者（SZ2組）。SZ1組納入標(biāo)準(zhǔn)：①漢族，右利手，年齡18～60歲；②符合《國際疾病與相關(guān)健康問題統(tǒng)計(jì)分類》（International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems，ICD-10）精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)；③陽性與陰性癥狀量表（positive and negative syndrome scale，PANSS）總分＞70分；④就診前1周內(nèi)有明確的攻擊行為導(dǎo)致人身傷害事件。SZ2組納入標(biāo)準(zhǔn)：①漢族，右利手，年齡18～60歲，與SZ1組年齡、性別和受教育程度相匹配；②符合ICD-10精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)；③PANSS總分＞70；④既往無明確攻擊行為導(dǎo)致人身傷害的情形發(fā)生，Buss和Perry攻擊問卷（Buss&Perry aggression questionnaire，B&P）中文版總分＜55分。SZ1和SZ2組排除標(biāo)準(zhǔn)：①有癲癇病史或高熱驚厥史；②合并其它精神病性障礙；③有腦器質(zhì)性疾病史、嚴(yán)重視聽障礙及智力發(fā)育障礙者；④有藥物濫用或酗酒史；⑤有磁共振檢查禁忌征者；⑥檢查不合作，或研究過程中（可能）出現(xiàn)危險(xiǎn)行為不可控制者。SZ1組入組18例患者，其中男性11例，女性7例；年齡21～59歲，平均（33.20±10.30）歲；病程4月至11年，平均（3.10± 7.10）年。SZ2組入組18例患者，其中男性11例，女性7例；年齡23～52歲，平均（33.40±9.00）歲；病程2～25年，平均（11.30±7.30）年。

通過廣告招募與患者組年齡、性別相匹配的健康志愿者為對(duì)照組。入組標(biāo)準(zhǔn)：①漢族，右利手，與兩患者組民族、年齡、性別和受教育程度相匹配；②既往無攻擊行為導(dǎo)致人身傷害的情形發(fā)生，B&P總分＜55分；③無精神疾病史，無精神分裂癥家族史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有腦器質(zhì)性疾病史、嚴(yán)重視聽障礙及智力發(fā)育障礙者；②有藥物濫用或酗酒史；③妊娠或哺乳期婦女；⑤有磁共振檢查禁忌征者。對(duì)照組入組18名被試，其中男11名，女7名；年齡20～60歲，平均（33.60±10.90）歲。

三組被試的性別構(gòu)成（χ2＜0.01，P=1.00）、年齡（F=0.01，P=0.99）、受教育年限（F=1.98，P=0.15）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究獲得無錫市精神衛(wèi)生中心倫理委員會(huì)的審查批準(zhǔn)（倫理批號(hào)：WXMHCIRB2012LLKY001）。所有被試自愿參與研究并簽署知情同意書。

1.2 量表評(píng)估 采用PANSS對(duì)患者的精神癥狀進(jìn)行評(píng)估。采用B&P問卷中文版評(píng)估被試的攻擊行為，此問卷從認(rèn)知、情緒和行為3個(gè)維度評(píng)估個(gè)體的心理特征，具有較好的信度和效度[9]。

1.3 磁共振掃描 掃描在無錫市人民醫(yī)院影像科的西門子3.0 T磁共振設(shè)備Magnetom Trio Tim完成。使用三維磁化準(zhǔn)備快速梯度回波序列（magnetization prepared rapid gradient echo imaging，3DMPRAGE）獲得192層矢狀位的T1加權(quán)高分辨率結(jié)構(gòu)像，參數(shù)如下：層厚/間距=1 mm/0.50 mm，重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）/回波時(shí)間（echo time，TE）=2530 ms/3.44 ms，視野（field of view，F(xiàn)OV）=256 mm×256 mm，矩陣=256×256，翻轉(zhuǎn)角（flip angle，F(xiàn)A）=7°，掃描時(shí)間=10 min 49 s。掃描結(jié)束后由至少1名放射科醫(yī)生對(duì)被試的圖像進(jìn)行審閱，確保入組被試無腦器質(zhì)疾病。

1.4 基于體素的形態(tài)學(xué)測量 使用基于體素的形態(tài)學(xué)測量（voxel-based morphometry，VBM）軟件VBM8（http://dbm.neuro.uni-jena.de）對(duì)被試的結(jié)構(gòu)影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。首先進(jìn)行空間配準(zhǔn)，將原始圖像配準(zhǔn)到蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）標(biāo)準(zhǔn)空間，再進(jìn)行組織分割，然后對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)制得到灰質(zhì)體積圖像，最后采用8 mm的高斯核對(duì)灰質(zhì)體積圖像進(jìn)行平滑處理。VBM8軟件自動(dòng)生成每名被試腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)和腦脊液的體積值，三者相加得到個(gè)體的顱內(nèi)體積。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 18.0，SZ1、SZ2及對(duì)照三組的B&P評(píng)分、顱內(nèi)體積組間比較用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法，分別采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和Mann-Whitney U檢驗(yàn)對(duì)SZ1組和SZ2組的PANSS評(píng)分和病程進(jìn)行組間比較。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

采 用 SPM8（http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ software/spm8/）對(duì)SZ1、SZ2及對(duì)照三組的灰質(zhì)體積進(jìn)行協(xié)方差分析[10]，協(xié)變量為年齡、顱內(nèi)體積[11]。在協(xié)方差分析提示組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)內(nèi)，對(duì)三組被試的腦灰質(zhì)體積進(jìn)行兩兩比較。為探索精神分裂癥患者腦灰質(zhì)體積與攻擊行為的關(guān)系，在SPM8中進(jìn)行線性回歸分析[10]，將精神分裂癥患者的灰質(zhì)體積作為因變量，B&P評(píng)分作為自變量，協(xié)變量為年齡、受教育年限、顱內(nèi)體積和病程。使用REST（http://restfmri.net/）的AlphaSim插件進(jìn)行多重比較校正[12]。

2 結(jié)果

2.1 臨床特征 三組間顱內(nèi)體積的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.37，P=0.69）。而B&P評(píng)分的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=9.08，P＜0.01），其中SZ1組分別與SZ2組、對(duì)照組間差異有統(tǒng)計(jì)意義（P＜0.01），SZ2與對(duì)照組間差異無統(tǒng)計(jì)意義（P=0.59）。SZ1組與SZ2組患者間PANSS陽性癥狀評(píng)分（t=4.04，P＜0.01）、病程（Z=-3.83，P＜0.01）的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

2.2 腦灰質(zhì)體積 協(xié)方差分析提示三組間多個(gè)腦區(qū)灰質(zhì)體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，AlphaSim校正），主要位于雙側(cè)的額葉、顳葉和枕葉，見表2和圖1（a）。進(jìn)一步兩兩比較，與SZ2組相比，SZ1組灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)主要位于右側(cè)的緣上回、中央后回，左側(cè)的額中回，雙側(cè)的島葉、眶額回（P＜0.05，AlphaSim校正），見表3和圖1（b）；與對(duì)照組相比，SZ1組灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)位于右側(cè)緣上回（P＜0.05，AlphaSim校正），SZ1組灰質(zhì)體積下降的腦區(qū)主要位于左側(cè)的中央前回，右側(cè)的楔前葉，以及雙側(cè)的眶額回、額上回和中扣帶回（P＜0.05，AlphaSim校正），見表4和圖1（c）；與對(duì)照組比較，SZ2組灰質(zhì)體積下降的腦區(qū)主要位于右側(cè)的顳中回、緣上回，雙側(cè)的額中回、額上回、中央后回以及島葉（P＜0.05，AlphaSim校正），見表5和圖1 （d）。

表1 三組被試顱內(nèi)體積、B&P評(píng)分、病程以及PANSS評(píng)分（±s）

表1 三組被試顱內(nèi)體積、B&P評(píng)分、病程以及PANSS評(píng)分（±s）

1）SZ1組為伴有攻擊行為的精神分裂癥組，SZ2組為不伴有攻擊行為的精神分裂癥組；2）與SZ2組比較，經(jīng)LSD-t檢驗(yàn)，P＜0.01；3）與對(duì)照組比較，經(jīng)LSD-t檢驗(yàn)，P＜0.01；4）與對(duì)照組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.01

組別1)SZ1組SZ2組對(duì)照組n 18 18 18顱內(nèi)體積（mL）1383.50±80.20 1412.30±121.40 1391.50±105.00 B&P評(píng)分60.60±24.302)3)41.00±7.10 43.70±5.30病程3.10±7.104)11.30±7.30 -PANSS總分94.80±13.40 89.30±12.60 -PANSS陽性癥狀分28.00±5.104)21.50±4.50 -PANSS陰性癥狀分20.20±5.20 23.60±6.80 -

表2 三組被試腦灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)

表3 伴有攻擊行為與不伴有攻擊行為的精神分裂癥患者比較灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)

表4 伴有攻擊行為的精神分裂癥患者與對(duì)照比較灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)

表5 不伴有攻擊行為的精神分裂癥患者與對(duì)照比較灰質(zhì)體積下降的腦區(qū)

表6 精神分裂癥患者的Buss和Perry攻擊問卷評(píng)分與其灰質(zhì)體積呈正關(guān)聯(lián)的腦區(qū)

2.3 腦灰質(zhì)體積與攻擊行為的關(guān)系 精神分裂癥患者的B&P評(píng)分與多個(gè)腦區(qū)灰質(zhì)體積的正關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01，AlphaSim校正），主要位于右側(cè)的島葉、中央后回、緣上回，左側(cè)的額中回、枕中回，以及雙側(cè)的顳中回，見表6和圖2。

3 討論

本研究采用3.0 T磁共振成像和B&P問卷中文版探討精神分裂癥患者腦灰質(zhì)體積和攻擊行為的關(guān)系。從影像學(xué)角度來探討精神分裂癥患者的攻擊行為，有助于尋找與攻擊行為存在關(guān)聯(lián)的客觀影像特征，增進(jìn)對(duì)攻擊行為神經(jīng)機(jī)制的理解[1]。目前B&P問卷在國內(nèi)精神科的應(yīng)用尚不多見，本研究對(duì)利用B&P問卷研究精神疾病的攻擊行為有一定參考價(jià)值。

圖1 （a）伴有攻擊行為的精神分裂癥患者（SZ1組）、不伴有攻擊行為的精神分裂癥患者（SZ2組）和對(duì)照三組間腦灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)（P＜0.05，Al phaSi m校正），色條所示為F值大??；（b）SZ1組與SZ2組灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)（P＜0.05，AlphaSi m校正），色條所示為t值大?。唬╟）SZ1組與對(duì)照組灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)（P＜0.05，Al phaSi m校正），色條所示為t值大??；（d）SZ2組與對(duì)照組灰質(zhì)體積存在差異的腦區(qū)（P＜0.05，Al phaSi m校正），色條所示為t值大小。L為左側(cè)，R為右側(cè)。

圖2 精神分裂癥患者的Buss和Perry攻擊問卷中文版評(píng)分與多個(gè)腦區(qū)的灰質(zhì)體積存在正關(guān)聯(lián)（P＜0.01，Al phaSi m校正），色條所示為正關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)t值大小。L為左側(cè)，R為右側(cè)。

相比SZ2組而言，本研究觀察到SZ1組雙側(cè)眶額回等多個(gè)腦區(qū)灰質(zhì)體積增加，這一發(fā)現(xiàn)與之前的精神分裂癥研究[6,13]，以及其他人群攻擊行為的研究結(jié)果相一致[14-16]。眶額回位于經(jīng)典的情緒調(diào)節(jié)環(huán)路上[17]，眾多的研究證據(jù)支持眶額回在精神分裂癥攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制中發(fā)揮重要作用[18]。例如，HOPTMAN等[6]通過結(jié)合神經(jīng)心理評(píng)估和磁共振掃描發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)眶額葉白質(zhì)體積和左側(cè)眶額葉灰質(zhì)體積較大的精神分裂癥患者表現(xiàn)出更大的攻擊傾向。本研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)SZ1組多個(gè)灰質(zhì)體積增加的腦區(qū)與B&P評(píng)分存在關(guān)聯(lián)，如右側(cè)的中央后回、緣上回、島葉等區(qū)域。這一結(jié)果提示中央后回的結(jié)構(gòu)變化可能在精神分裂癥攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制中發(fā)揮作用。既往已有諸多研究在暴力罪犯[16]、反社會(huì)行為的個(gè)體[19]和伴有攻擊行為精神分裂癥患者[7]中觀察到中央后回的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，這可能是因?yàn)橹醒牒蠡夭粌H接受表情的投射，而且還是與情緒表達(dá)和社會(huì)合作密切相關(guān)的鏡像神經(jīng)系統(tǒng)的組成部分[20]。研究表明右側(cè)緣上回也可能在情緒的社會(huì)化評(píng)價(jià)和同情的表達(dá)中起重要作用，緣上回功能異?？赡茉黾觽€(gè)體的自我中心化，阻礙對(duì)他人表達(dá)同情的能力[21]。CHEN等[22]報(bào)道暴力罪犯緣上回的局部一致性（regional homogeneity）增高，可作為區(qū)分暴力罪犯和正常對(duì)照的特征性指標(biāo)，提示緣上回可能在攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制中扮演重要角色。本研究還發(fā)現(xiàn)島葉與精神分裂癥患者攻擊行為有關(guān)。島葉參與自我內(nèi)在感受、冒險(xiǎn)決策[23]、社會(huì)化的情感評(píng)價(jià)和處理[24]等諸多功能，并且可能在精神分裂癥的病理生理機(jī)制中發(fā)揮重要作用[25]。雖然中央后回、島葉和緣上回并非經(jīng)典情緒調(diào)節(jié)通路的成員[17]，但近年來的研究表明這三個(gè)腦區(qū)都與情緒調(diào)節(jié)有關(guān)[20-21,26]。因此，本研究結(jié)果表明精神分裂癥患者攻擊行為的神經(jīng)底物可能不局限于經(jīng)典情緒調(diào)節(jié)通路，其他參與情緒調(diào)節(jié)的腦區(qū)也可能在攻擊行為的神經(jīng)機(jī)制中發(fā)揮作用。

本研究主要局限性在于樣本量較少，未對(duì)患者的用藥情況、病程進(jìn)行限制，而抗精神病藥物可能對(duì)腦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[27]。病程與攻擊行為的關(guān)系也尚無定論[28]，后續(xù)的研究將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量探討病程、抗精神病藥物藥等因素與精神分裂癥患者攻擊行為的關(guān)系，從而更深入地認(rèn)識(shí)精神分裂癥患者的攻擊行為。

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A structural MRI study on aggressive behavior in patients with schizophrenia.

TIAN Lin, WANG Shuai,QIU Linlin,FU Xiangshuai,LIU Haisheng,ZHAO Xingfu,ZHOU Zhenhe.Wuxi Mental Health Center,Wuxi 214151,China.Tel:0510-83201172.

Objective To explore the gray matter changes in aggressive patients with schizophrenia,and the relationship between the gray matter and aggression in patients.Methods Eighteen aggressive patients with schizophrenia(SZ1),18 age-and gender-matched un-aggressive patients with schizophrenia(SZ2)and 18 normal controls(NC) were enrolled in the study.Then a 3.0 T magnetic resonance imaging (MRI)scan was conducted for each participant. The voxel-based morphometry(VBM)approach and the Chinese version of Buss&Perry aggression questionnaire (B&P)were used to explore imaging data and to assess the aggression,respectively.Results Compared with NC,patients with schizophrenia showed changes in gray matter volume(GMV)in the frontal,temporal and the occipital lobes (P＜0.05,AlphaSim corrected).Compared with SZ2,SZ1 showed increased GMV in the right supramarginal gyrus,right postcentral gyrus,bilateral insula and orbito-frontal gyri(P＜0.05,AlphaSim corrected).The GMV of the right insula, right postcentral gyrus and right supramarginal gyrus were positively associated with B&P scores in patients with schizophrenia(P＜0.01,AlphaSim corrected),respectively.Conclusions These preliminary findings support that the aggression in schizophrenia is associated with GMV changes of brain regions in patients with schizophrenia.The right postcentral gyrus,the right insula and the right supramarginal gyrus may be involved in the neural mechanism of ag-gression in schizophrenia.

Schizophrenia Aggression MRI Gray matter volume

R749.3

A

2016-08-23)

(責(zé)任編輯：肖雅妮)

10.3969/j.issn.1002-0152.2017.02.009

☆ 國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：81301148）；無錫市醫(yī)院管理中心聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目課題（編號(hào)：YGZXL1307）；江蘇省自然科學(xué)基金（編號(hào)：BK2012545）

* 南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫市精神衛(wèi)生中心精神科（無錫 214151）

△安徽醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)心理學(xué)系