冰毒成癮者腦結(jié)構(gòu)改變的磁共振研究

申云霞，婁明武，梁文彬，魯琳，龔明強(qiáng)

近年來，全球?yàn)E用藥物的情況大大增加，特別是以甲基苯丙胺類(又稱冰毒)為代表的新型毒品。眾多學(xué)者以研究藥物依賴者腦功能改變?yōu)橹?，如靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)的腦激活情況。多項研究發(fā)現(xiàn)，冰毒濫用者的大腦活動與正常人或其他毒品成癮者存在差異[1-4]，但有關(guān)冰毒是否導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)改變以及改變的程度如何卻鮮見報道。因此，本研究的目的是利用磁共振技術(shù)初步了解冰毒成癮者與正常人腦結(jié)構(gòu)的差異，為探索冰毒成癮原理及治療方法提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 入組標(biāo)準(zhǔn)

本研究經(jīng)深圳市龍崗中心醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。所有成癮者均在深圳市強(qiáng)制戒毒中心接受住院治療。健康對照從當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)招募。所有受試者在參與研究前均獲得知情同意。

納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～45歲；右利手；能夠簽署知情同意書并遵守研究程序；符合DSM-IV中冰毒依賴診斷標(biāo)準(zhǔn)；吸食冰毒3年以內(nèi)；除冰毒依賴外無明顯其他精神疾病和近期未使用精神類藥物，無嚴(yán)重的心、肝、腎和神經(jīng)系統(tǒng)疾病；符合MRI安全掃描標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 研究對象及數(shù)據(jù)采集

入組對象為25例冰毒成癮者[年齡(33.24±7.32)歲]和37名健康志愿者[年齡(34.59±5.79)歲]。MRI檢查采用西門子Prisma 3.0 T磁共振掃描儀(syngo MR D13D)及64通道頭部線圈。常規(guī)MRI序列掃描排除大腦病變。掃描序列有：(1) T1-3D (TR 2300 ms，TE 2.32 ms，TI 900 ms，翻轉(zhuǎn)角度8°，層厚0.90 mm， FOV 240 mm)，帶寬200 Hz/Px，像素大小0.9 mm×0.9 mm×0.9 mm；(2) T2WI (TR 6000 ms，TE 95 ms，翻轉(zhuǎn)角度150°，層厚5 mm，F(xiàn)OV 220 mm，帶寬223 Hz/Px，像素大小0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm)；(3) T2-dark-fluid imaging (TR 9000 ms，TE 92 ms，TI 2499 ms，翻轉(zhuǎn)角度120°，F(xiàn)OV 220 mm，層厚5 mm， 帶寬289 Hz/Px，像素大小0.7 mm×0.7 mm×5.0 mm)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

圖1 全腦分割操作界面圖Fig. 1 Interface of whole brain segmentation.

圖2 腦區(qū)分割示意圖Fig. 2 Brain segmentation.

數(shù)據(jù)處理采用AccuBrain軟件(深圳博腦醫(yī)療科技有限公司)，實(shí)現(xiàn)全自動大腦結(jié)構(gòu)和組織分割、量化(圖1)。所有圖像基于多圖譜分割方法對單個腦磁共振圖像進(jìn)行自動分割，將個體圖像與圖譜進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)匹配。AccuBrain的特點(diǎn)是利用基于直方圖的統(tǒng)一化步驟對不同機(jī)器獲得的核磁共振成像強(qiáng)度水平進(jìn)行統(tǒng)一化并使用基于GPU的非剛性配準(zhǔn)算法進(jìn)行有效配準(zhǔn)。配準(zhǔn)后將預(yù)定義的圖譜轉(zhuǎn)換成原始圖像空間并融合生成分割標(biāo)記，經(jīng)過分割和量化自動生成包含患者信息、腦容量測量和解剖信息摘要的報告。

表1 正常組和冰毒組一般資料Tab. 1 Demographic and clinical characteristics of research subjects

表2 正常組與冰毒組各腦區(qū)相對體積(±s)Tab. 2 The mean and standard deviation of the relative volumes of each region for normal, and methamphetamine group (±s)

表2 正常組與冰毒組各腦區(qū)相對體積(±s)Tab. 2 The mean and standard deviation of the relative volumes of each region for normal, and methamphetamine group (±s)

腦區(qū) 正常組 冰毒組白質(zhì) 34.243±1.454 34.076±1.112灰質(zhì) 45.203±1.397 45.216±1.103中腦 0.391±0.022 0.388±0.024腦橋 0.930±0.070 0.913±0.074小腦 9.488±0.590 9.095±0.568左側(cè)海馬 0.227±0.014 0.217±0.015右側(cè)海馬 0.238±0.019 0.230±0.019左側(cè)杏仁核 0.120±0.007 0.119±0.008右側(cè)杏仁核 0.143±0.008 0.143±0.012左側(cè)腦室 0.483±0.191 0.540±0.263右側(cè)腦室 0.452±0.334 0.501±0.224左側(cè)丘腦 0.509±0.031 0.498±0.026右側(cè)丘腦 0.480±0.028 0.471±0.027左側(cè)尾狀核 0.203±0.023 0.203±0.023右側(cè)尾狀核 0.226±0.025 0.229±0.024左側(cè)殼核 0.357±0.038 0.347±0.034右側(cè)殼核 0.348±0.036 0.339±0.032左側(cè)蒼白球 0.107±0.009 0.105±0.007右側(cè)蒼白球 0.104±0.009 0.101±0.009左側(cè)伏隔核 0.030±0.003 0.028±0.003右側(cè)伏隔核 0.032±0.004 0.030±0.003左側(cè)額葉 36.627±4.350 36.884±4.473右側(cè)額葉 36.859±4.280 37.296±5.125左側(cè)枕葉 8.089±2.312 7.951±1.827右側(cè)枕葉 5.417±1.569 5.310±1.580左側(cè)顳葉 22.468±2.649 22.028±2.763右側(cè)顳葉 17.116±2.372 17.064±2.563左側(cè)頂葉 30.430±5.348 31.592±6.143右側(cè)頂葉 25.362±4.529 25.812±4.976左側(cè)島葉 13.159±4.156 13.133±3.141右側(cè)島葉 8.411±2.665 9.142±2.452

表3 兩組各腦區(qū)相關(guān)體積陽性對比結(jié)果Tab. 3 Comparison of relative volumes of interested brain regions between two groups

根據(jù)T1-3D數(shù)據(jù)自動分割若干腦結(jié)構(gòu)(如海馬、側(cè)腦室、杏仁核等，見圖2)并計算出皮層下結(jié)構(gòu)的絕對體積和相對體積。絕對體積為區(qū)域?qū)嶋H體積，對腦葉部分為該部分腦葉的腦脊液體積；相對體積為各區(qū)域絕對體積相對于顱內(nèi)總體積的相對比例，對腦葉部分則為該部分腦葉的腦脊液體積相對于腦葉內(nèi)腦實(shí)質(zhì)的體積的相對比例。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。所有數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)及方差齊性檢驗(yàn)，組間比較采用兩組獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計結(jié)果以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 人口學(xué)資料

正常組與冰毒組之間的一般人口學(xué)資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

2.2 正常組與冰毒組腦結(jié)構(gòu)比較

計算兩組各腦區(qū)相對體積的均值和標(biāo)準(zhǔn)差(表2)。正常組與冰毒組在小腦、左側(cè)海馬、左側(cè)腦室、雙側(cè)伏隔核區(qū)相對體積上差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，其中冰毒組小腦、左側(cè)海馬、雙側(cè)伏隔核區(qū)較正常組縮小，左側(cè)腦室較正常組增大(表3)。

3 討論

3.1 冰毒對機(jī)體的影響

冰毒是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮劑，具有強(qiáng)烈的中樞神經(jīng)興奮和欣快感，主要產(chǎn)生精神依賴，其危害遠(yuǎn)甚于海洛因。近幾年全球冰毒使用逐年遞增，在我國形勢也日趨嚴(yán)峻。根據(jù)《2017年中國禁毒報告》[5]顯示，我國全年查處吸毒行為人員100.6萬名，依法強(qiáng)制隔離戒毒35.7萬人次，登記在冊的濫用新型毒品人數(shù)已超過海洛因人數(shù)，并每年遞增。

冰毒毒性的典型特征是神經(jīng)元的突觸完整性破壞和單胺產(chǎn)生減少，伴隨終末變性和神經(jīng)元死亡[6]。蔣富貴等[7]從神經(jīng)內(nèi)分泌角度研究發(fā)現(xiàn)，長期吸食冰毒者下丘腦-垂體-性腺軸、下丘腦-垂體-腎上腺軸、下丘腦-垂體-甲狀腺軸均受到不同程度影響。但冰毒導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷的研究多來自動物實(shí)驗(yàn)或是尸檢，缺少冰毒成癮者腦結(jié)構(gòu)改變的研究。

3.2 冰毒對腦結(jié)構(gòu)的影響

Moeller等[8]報道過1例有4年冰毒史的患者，MRI表現(xiàn)為突發(fā)性腦炎等一系列癥狀以及彌漫性白質(zhì)損傷?；颊叩陌Y狀和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在治療期間和隨訪中持續(xù)了很長時間。這表明冰毒可引起持續(xù)性腦損傷，比海洛因?qū)е碌膿p傷更嚴(yán)重。Thompson等[9]研究發(fā)現(xiàn)冰毒組與正常人腦容量和腦灰質(zhì)總量無明顯差異，但冰毒成癮者的扣帶回、邊緣葉皮層灰質(zhì)信號強(qiáng)度較正常人低11.3%，海馬體積比正常人縮小7.8%。這與本研究結(jié)果較一致，但本研究僅發(fā)現(xiàn)冰毒組左側(cè)海馬縮小，這可能與人種及毒品成癮時長的不同有關(guān)。海馬主要參與學(xué)習(xí)、藥物線索和消極情緒刺激，其體積的縮小將影響到學(xué)習(xí)能力、情緒控制力以及復(fù)吸率。另外，他們的結(jié)果顯示冰毒組白質(zhì)體積較正常組增大約7.0%，尤其以顳葉和枕葉白質(zhì)顯著；但本研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)白質(zhì)改變，僅發(fā)現(xiàn)成癮者左側(cè)側(cè)腦室較正常組增大，其原因可能與冰毒成癮者日吸食量以及成癮時長不同有關(guān)。

本研究結(jié)果提示成癮者整個小腦體積及伏隔核較正常人縮小。神經(jīng)心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)小腦損傷者的執(zhí)行功能、學(xué)習(xí)和記憶、注意以及人格障礙等認(rèn)知功能均有損害。小腦的萎縮將嚴(yán)重影響到以上各種功能。Ruan等[10]將戒毒6個月的冰毒成癮者與正常人比較，成癮者的中央前回、尾狀核、梭狀回以及小腦的灰質(zhì)體積明顯降低，且冰毒使用時長與右側(cè)額葉、右側(cè)顳葉、右側(cè)尾狀核的灰質(zhì)體積呈負(fù)相關(guān)。他們認(rèn)為大量使用毒品的成癮者灰質(zhì)體積在不同的戒斷時間可以顯示不同大腦區(qū)域的動態(tài)變化。戒斷6個月的冰毒成癮者右側(cè)中央前回、尾狀核、左側(cè)梭狀回和右側(cè)小腦灰質(zhì)體積較正常人顯著降低，這與本研究結(jié)果略有差異，其原因可能與成癮者戒斷時間長短有關(guān)。

3.3 腦結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致功能受損

Roos等[11]研究產(chǎn)前接觸冰毒的兒童發(fā)現(xiàn)其左側(cè)殼核體積較正常兒童增加，但其左側(cè)頂葉、楔前葉皮質(zhì)厚度較正常兒童明顯減少。同時他們發(fā)現(xiàn)女性冰毒成癮者的中央溝及楔葉皮層厚度較正常女性增厚。這些研究結(jié)果與本研究結(jié)果的共同點(diǎn)是腦結(jié)構(gòu)中受影響比較明顯的是腦邊緣系統(tǒng)，這些區(qū)域與專注力、意識、知覺、運(yùn)動功能、記憶和語言功能的領(lǐng)域是相互關(guān)聯(lián)的。損傷邊緣系統(tǒng)的任何一部分，并不能導(dǎo)致機(jī)體某種功能的喪失，但會表現(xiàn)為對某些刺激的反應(yīng)調(diào)節(jié)失靈。陳小瑩等[12]的研究結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)，其研究基于Baddeley的工作記憶多成分模型，采用5個任務(wù)對究冰毒成癮者進(jìn)行測試，結(jié)果顯示冰毒組工作記憶容量、刷新和轉(zhuǎn)換能力與健康組無差異，但反應(yīng)抑制量顯著大于正常人，表明冰毒成癮者的抑制功能受損，且受損程度與成癮時長無相關(guān)性。

綜上，吸食冰毒會造成腦結(jié)構(gòu)異常，這些腦結(jié)構(gòu)改變可為藥物濫用和成癮的研究提供信息和指導(dǎo)，同時也讓戒毒醫(yī)生意識到冰毒造成的各腦區(qū)變化，從而能針對性地調(diào)整治療方式。

利益沖突：無。