伴自殺意念抑郁癥患者腦影像學(xué)改變研究進(jìn)展☆

張璐 單炎炎 陳駿浩 李智男盧倩怡 賈艷濱

抑郁癥是一種以持續(xù)心境低落為主要特征的情感障礙[1]。世界衛(wèi)生組織指出，全球約有3.22億抑郁癥患者，預(yù)計(jì)到2030年抑郁癥將成為世界第一大疾病負(fù)擔(dān)源[2]。自殺意念（suicide ideation）是指自己有意識(shí)地結(jié)束自己生命的意念而無行為[3]。研究顯示，40%～70%的抑郁癥患者有過自殺意念[4]。但抑郁癥自殺意念的發(fā)生機(jī)制尚不明確，這給自殺行為預(yù)防帶來了極大困難。近些年腦影像研究發(fā)現(xiàn)伴自殺意念抑郁癥患者存在明顯的腦功能損傷，越來越多研究從大腦結(jié)構(gòu)和功能層面探索抑郁癥患者自殺意念的生物表型。本文對(duì)伴自殺意念抑郁癥患者的大腦結(jié)構(gòu)及功能特征進(jìn)行總結(jié)并展開綜述。

1 磁共振成像研究

磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）是利用原子核在強(qiáng)磁場內(nèi)發(fā)生共振產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)圖像重建而成像。近年來MRI研究發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念抑郁癥患者腦結(jié)構(gòu)和腦功能存在明顯異常的改變。

1.1 結(jié)構(gòu)性MRI研究海馬是邊緣系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)之一，在應(yīng)激反應(yīng)方面發(fā)揮重要作用，而應(yīng)激是導(dǎo)致抑郁癥患者自殺的重要因素之一[5]。COLLE等[6]對(duì)伴和不伴自殺意念抑郁癥患者的海馬體積進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，前者海馬體積顯著減小。LEE等[7]檢測伴和不伴自殺意念抑郁癥患者各區(qū)域灰質(zhì)（gray matter,GM）體積發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念患者左側(cè)角回和右側(cè)小腦的GM體積顯著降低，且左側(cè)角回的GM體積與貝克絕望量表（Beck hopelessness scale,BHS）得分呈負(fù)相關(guān)，提示左側(cè)角回的GM體積減少可能是抑郁癥患者自殺意念的神經(jīng)生物學(xué)標(biāo)志。PENG等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，伴自殺意念青年抑郁癥患者右側(cè)顳中回的灰質(zhì)體積明顯減小，右頂葉中的灰質(zhì)體積明顯增大；與無自殺意念青年抑郁癥患者相比，伴自殺意念青年抑郁癥患者左側(cè)扣帶回的灰質(zhì)體積明顯減小，且灰質(zhì)體積與其功能失調(diào)態(tài)度量表（dysfunctional attitudes scale,DAS）評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。該結(jié)果提示伴自殺意念青年抑郁癥患者存在歪曲認(rèn)知，且可能與顳葉—頂葉邊緣網(wǎng)絡(luò)中灰質(zhì)體積異常有關(guān)。此外，RENTERíA等[9]發(fā)現(xiàn)抑郁癥自殺可能與皮質(zhì)下腦區(qū)，如杏仁核、尾狀核等，存在潛在的相關(guān)性。該研究收集世界各地3097例大樣本數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，伴自殺意念或行為的抑郁癥患者總顱內(nèi)體積和皮層下灰質(zhì)體積較小[9]。

上述MRI研究表明伴自殺意念抑郁癥患者的確存在腦結(jié)構(gòu)方面異常改變，提示腦區(qū)體積異常減小可能是抑郁癥患者自殺意念的標(biāo)志。

1.2 功能性MRI研究

1.2.1 彌散張量成像 彌散張量成像 （diffusion tensor imaging，DTI）是研究大腦白質(zhì)等生物體組織中水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的一種功能性磁共振成像技術(shù)。采用DTI技術(shù)對(duì)自殺意念進(jìn)行的研究大致分為兩類，一類是針對(duì)有意識(shí)、緩慢的自殺意念，另一類是針對(duì)沖動(dòng)、瞬間的自殺意念，研究結(jié)果為區(qū)分不同特性的自殺意念提供了參考性指標(biāo)。關(guān)于有意識(shí)、緩慢的自殺意念，RIZK等[10]對(duì)56例成年抑郁癥患者進(jìn)行DTI研究，發(fā)現(xiàn)伴自殺意念抑郁癥患者有4處腦區(qū)白質(zhì)（左前放射冠區(qū)、右上放射冠區(qū)、右側(cè)胼胝體區(qū)和左下眶額葉白質(zhì)區(qū)）的各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy,FA）與貝克自殺意念量表（Beck suicidal ideation,BSI）得分呈正相關(guān)，提示連接前額葉、基底節(jié)和腦干的左前放射冠區(qū)域功能連接性增強(qiáng)可能與抑郁癥患者自殺意念相關(guān)，前額葉—皮質(zhì)下環(huán)路為認(rèn)知功能的主要傳導(dǎo)環(huán)路，可以促進(jìn)思維處理，前額葉—皮質(zhì)下環(huán)路的連接性異?？赡苁桥c抑郁癥患者產(chǎn)生深思熟慮的自殺計(jì)劃有關(guān)的重要因素。關(guān)于沖動(dòng)、瞬間的自殺意念，MYUNG等[11]通過 DTI研究發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念抑郁癥患者左半球前區(qū)皮質(zhì)回路區(qū)域和執(zhí)行功能區(qū)域特征子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接性降低，且左側(cè)中前額網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與 BSI和 Barrett沖動(dòng)量表 （Barratt impulsiveness scale,BIS）評(píng)分分別呈顯著正相關(guān)。左半球前區(qū)皮質(zhì)回路區(qū)域和執(zhí)行功能區(qū)域特征子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接性降低可能與抑郁癥患者產(chǎn)生沖動(dòng)、難控制的自殺意念有關(guān)。此外，近年研究采用DTI技術(shù)發(fā)現(xiàn)伴自殺意念抑郁癥患者的腦環(huán)路連接方面出現(xiàn)異常。JIA等[12]發(fā)現(xiàn)，自殺未遂患者左側(cè)眶額葉皮質(zhì)和丘腦環(huán)路異常，可能會(huì)破壞情感和認(rèn)知功能，使患者更易產(chǎn)生自殺行為。CYPRIEN等[13]研究發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念抑郁癥患者胼胝體膝部和體部的FA值低于無自殺意念抑郁癥患者和正常對(duì)照者。有研究顯示胼胝體及前額葉—皮質(zhì)下環(huán)路的信息傳導(dǎo)異常，可能導(dǎo)致注意和執(zhí)行功能障礙，增加自殺風(fēng)險(xiǎn)[14]。

總之，近些年DTI研究大多認(rèn)為伴自殺意念抑郁癥患者的額葉皮質(zhì)、丘腦及胼胝體等腦區(qū)存在結(jié)構(gòu)性和功能連接環(huán)路異常，但這些異常與自殺意念之間的確切關(guān)聯(lián)，還有待未來進(jìn)一步探索和驗(yàn)證。

1.2.2 功能磁共振成像研究 功能磁共振成像（functional MRI,fMRI）廣泛用于腦網(wǎng)絡(luò)功能連接檢測，可分為靜息態(tài)fMRI和任務(wù)態(tài) fMRI。默認(rèn)網(wǎng)絡(luò) （default mode network,DMN）、凸顯網(wǎng)絡(luò)（salience network,SN）與中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)（executive control network,ECN）是大腦最核心的神經(jīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，在近十年fMRI研究中備受關(guān)注[15]。

DMN在靜息狀態(tài)時(shí)維持健康代謝活動(dòng)。CAO等[16]運(yùn)用靜息態(tài)fMRI技術(shù)對(duì)伴或不伴自殺行為青少年抑郁癥患者研究發(fā)現(xiàn)，伴自殺行為青少年抑郁癥患者左側(cè)顳上回和左中額葉腦回中的Z分?jǐn)?shù)低頻振幅 （z amplitude of lowfrequency fluctuation,zALFF）顯著降低，且數(shù)值與BIS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。提示DMN中顳葉、額葉的異常神經(jīng)活動(dòng)可能與青少年抑郁癥患者產(chǎn)生自殺傾向有關(guān)。曾金坤等[17]研究發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念抑郁癥患者左側(cè)枕上回/枕中回、右側(cè)枕中回/枕下回比率低頻振幅 （fractional amplitude of low frequency fluctuation，fALFF）值高于不伴自殺意念組和正常對(duì)照組，提示伴自殺意念抑郁癥患者的雙側(cè)枕中回腦功能存在異常。

SN是情感網(wǎng)絡(luò)的一環(huán)，負(fù)責(zé)整合各種感覺信息。楔葉和枕葉是涉及面部處理的視覺皮層區(qū)域，有研究提示這些區(qū)域過度活躍與抑郁癥等情感障礙相關(guān)[18]。QUEVEDO等[19]發(fā)現(xiàn)高自殺意念青少年抑郁癥患者在進(jìn)行自我面孔識(shí)別任務(wù)時(shí)與正常對(duì)照者相比，楔葉和枕葉活性以及額葉和視皮層的神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，中線皮層結(jié)構(gòu) （midline cortical structures,MCS）活性減弱，而低自殺意念抑郁癥青少年患者與正常對(duì)照者相比MCS活動(dòng)性增強(qiáng)，且在快樂自我面孔識(shí)別上，低自殺意念青少年抑郁癥患者與正常對(duì)照者相比，中頂葉、邊緣系統(tǒng)和前額葉的活性減弱，伴有高自殺意念青少年抑郁癥患者的活性減弱更明顯。

ECN是認(rèn)知功能的核心網(wǎng)絡(luò)。KIM等[20]發(fā)現(xiàn)伴有自殺意念抑郁癥患者特征子網(wǎng)絡(luò) （包括左半球的額葉丘腦環(huán)路）的功能連接性較不伴自殺意念患者降低，提示伴自殺意念抑郁癥患者ECN決策和信息整合相關(guān)腦區(qū)存在異常。有研究對(duì)青少年抑郁癥患者進(jìn)行自殺意念嚴(yán)重程度評(píng)估和靜息態(tài)fMRI檢查發(fā)現(xiàn)，ECN異?？深A(yù)測自殺意念[21]。VANYUKOV等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在跨期選擇時(shí)，伴沖動(dòng)型自殺意念抑郁癥患者楔前葉/后扣帶回皮質(zhì)（precuneus/posterior cingulate cortex,PCC）活性較伴計(jì)劃型自殺意念抑郁癥患者及正常對(duì)照者增強(qiáng)，伴計(jì)劃型自殺意念抑郁癥患者外側(cè)前額葉皮層（lateral prefrontal cortex,LPFC）活性較其他兩組減弱，PCC異常會(huì)影響認(rèn)知決策及情感決策，而LPFC與沖動(dòng)相關(guān)的決策過程有關(guān)，是ECN的重要部分，它們出現(xiàn)異常提示沖動(dòng)型和計(jì)劃型自殺意念者的決策過程受損，且這種受損會(huì)影響其對(duì)自殺的態(tài)度及方式。

綜合以上研究結(jié)果，伴自殺意念抑郁癥患者的SN監(jiān)控作用弱化，而決策過程又易繞過ECN后扣帶皮層的篩查，DMN功能也出現(xiàn)一定程度損傷，且在特定任務(wù)下三大神經(jīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)損傷更為嚴(yán)重。但三大網(wǎng)絡(luò)間具體的交互特征與連接方式，仍有待未來研究再探索。

1.2.3 其他功能性MRI研究 除上述功能性MRI研究方法以外，還有腦磁共振波譜分析 （magnetic resonance spectroscopy,MRS）、近紅外光譜技術(shù)（nearinfrared spectroscopy,NIRS）等磁共振技術(shù)。其中MRS是利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用進(jìn)行系列特定原子核及其他化合物定量分析的方法。JOLLANT等[23]運(yùn)用MRS技術(shù)發(fā)現(xiàn)，伴自殺意念抑郁癥患者右側(cè)背側(cè)前額葉N-乙酰天冬氨酸 （N-acetyl aspartate,NAA）水平較正常對(duì)照組降低，谷氨酰胺水平升高，提示伴自殺意念抑郁癥患者右側(cè)背側(cè)前額葉皮層神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞功能受損。NIRS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腦部血流動(dòng)力學(xué)和氧代謝的無創(chuàng)監(jiān)測，對(duì)大腦局部血流動(dòng)力及氧代謝異常進(jìn)行精確測量。TSUJI等[24]運(yùn)用NIRS也發(fā)現(xiàn)，與不伴自殺意念患者和正常對(duì)照相比，伴自殺意念抑郁癥患者在語言流暢任務(wù)中左側(cè)中央前回、右側(cè)額中回的血液動(dòng)力學(xué)反應(yīng)降低。這提示NIRS數(shù)據(jù)可作為評(píng)估自殺風(fēng)險(xiǎn)的臨床有用生物標(biāo)志物。

2 其他腦影像技術(shù)

隨著技術(shù)不斷更新，近幾年新的影像技術(shù)開始運(yùn)用于抑郁癥及其自殺意念的研究當(dāng)中，包括單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù) （single-photon emission computed tomography,SPECT）、腦磁圖（magnetoencephalography,MEG）、磁源性影像（magnetic source imaging,MSI）等。

SPECT能反映腦的形態(tài)和腦血流量改變，WILLEUMIER等[25]對(duì)抑郁癥自殺者生前SPECT成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其大腦膝下皮層、雙側(cè)上前額葉、右楔前葉、中央溝蓋、中央后回、左尾狀葉和島葉皮層的腦血流量顯著下降，提示膝下皮層以及前額葉等腦區(qū)血流灌注不足可能是抑郁癥患者自殺的危險(xiǎn)因素。WANG等[26]運(yùn)用SPECT結(jié)合MRS技術(shù)檢測自殺未遂者和正常對(duì)照者紋狀體多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 （dopamine transporter,DAT）攝取率，及 NAA、膽堿（choline,Cho）、肌醇（myo-inositol,mI）和灰質(zhì)中肌酸（creatine,Cr）等比值，發(fā)現(xiàn)自殺未遂者雙側(cè)紋狀體DAT攝取率、NAA/Cr比值降低，Cho/Cr比值升高，提示自殺意念的產(chǎn)生是多巴胺系統(tǒng)、神經(jīng)元細(xì)胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)及功能異常多種途徑共同作用的結(jié)果。

MEG則能精確地反映腦神經(jīng)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化[27]，可與MRI結(jié)合形成兼具高時(shí)間空間分辨率的MSI。近些年研究運(yùn)用MEG及MSI發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者的腦功能連接節(jié)點(diǎn)、認(rèn)知功能以及情緒加工過程等均存在異常[28]。但是目前抑郁癥自殺相關(guān)的MEG及MSI研究極少，僅有AIREY等[29]對(duì)30例抑郁癥患者采用MEG進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)額葉和中部腦區(qū)的β波與自殺相關(guān)，可能是導(dǎo)致抑郁患者自殺風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物。

3 展望

自殺意念的腦影像機(jī)制尚不明確，目前的研究發(fā)現(xiàn)伴自殺意念抑郁癥患者存在明顯腦功能損傷，以三大核心腦網(wǎng)絡(luò)損傷為主。MRI研究亦支持多腦區(qū)共同作用導(dǎo)致抑郁癥自殺意念的假說。但目前縱向研究較少，缺乏對(duì)抑郁癥患者自殺意念的動(dòng)態(tài)跟蹤，因此未來需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行縱向隨訪研究，比較有自殺意念與無自殺意念患者緩解期時(shí)的腦結(jié)構(gòu)及功能變化差異，追蹤大腦功能改變的特征，為預(yù)防抑郁自殺提供支持依據(jù)。未來神經(jīng)影像學(xué)的研究可以將多種腦影像技術(shù)結(jié)合，共同探索抑郁癥自殺意念產(chǎn)生的線索及標(biāo)記物。并且，未來研究如能采用任務(wù)態(tài)下的腦影像技術(shù)，對(duì)全腦功能連接進(jìn)行分析，找出抑郁癥患者自殺意念產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的特異性網(wǎng)絡(luò)異常，將對(duì)抑郁癥患者自殺意念的病理機(jī)制研究起極大推動(dòng)作用。