胡蘭況利

·綜 述·

抑郁癥自殺相關(guān)的腦磁共振研究進(jìn)展☆

胡蘭*況利*

自殺想法 自殺未遂 抑郁癥 磁共振 腦網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)2012年世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)，全球每年有超過80萬人死于自殺，自殺成為15～29歲年齡組第二大死因[1]。在我國，艾明等[2]針對(duì)重慶市9808名大學(xué)生的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其自殺未遂報(bào)告率為1.7%。自殺仍舊是當(dāng)前重要的公共衛(wèi)生問題。抑郁癥患者是自殺高危人群，但臨床上有相當(dāng)一部分抑郁癥患者并未出現(xiàn)過自殺行為，甚至未出現(xiàn)過自殺想法，說明自殺者有其獨(dú)有的特質(zhì)。磁共振技術(shù)可從大腦結(jié)構(gòu)和功能的角度探索抑郁癥患者自殺想法與自殺行為的生物表型。本文以抑郁癥患者為探討對(duì)象，總結(jié)磁共振研究中有自殺想法與自殺行為的抑郁癥患者大腦結(jié)構(gòu)及功能特征。

1 大尺度功能腦網(wǎng)絡(luò)的概念

在大腦功能磁共振成像研究中發(fā)現(xiàn)，無論靜息狀態(tài)還是任務(wù)狀態(tài)下，相隔甚遠(yuǎn)的各腦區(qū)功能活動(dòng)呈現(xiàn)出高度的一致性或時(shí)間相關(guān)性，這種擁有高度時(shí)間相關(guān)性的各腦區(qū)構(gòu)成大尺度功能腦網(wǎng)絡(luò)，各網(wǎng)絡(luò)內(nèi)與網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)調(diào)合作是正常認(rèn)知活動(dòng)的神經(jīng)基礎(chǔ)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)與中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)是大腦最核心的神經(jīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，三者的動(dòng)態(tài)交互作用保證了各種認(rèn)知任務(wù)的完成[3]。個(gè)體在清醒靜息狀態(tài)下，位于后扣帶回皮層與內(nèi)側(cè)前額葉皮層的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)主要參與無外界刺激下個(gè)體的冥想與自我考察[3]；任務(wù)狀態(tài)下，突顯網(wǎng)絡(luò)與中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)處于激活狀態(tài)，而默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能下調(diào)。突顯網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)交互作用的中樞，其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位于前扣帶回皮層與前島葉皮層，還包括皮層下的杏仁核與黑質(zhì)/腹側(cè)被蓋區(qū)，主要作用是探測(cè)、整合與過濾各種內(nèi)外信息，在任務(wù)過程中負(fù)責(zé)下調(diào)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)并啟動(dòng)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)[3-4]。中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)位于背外側(cè)前額葉皮層與外側(cè)后頂葉皮層，主要參與工作記憶中的信息維持與處理，以及目標(biāo)導(dǎo)向行為下的問題解決與決策[3]。三大核心網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立且又動(dòng)態(tài)聯(lián)系，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常都可能波及到其他網(wǎng)絡(luò)。

2 抑郁癥患者自殺想法的磁共振研究

臨床上，抑郁癥患者中僅有自殺想法者遠(yuǎn)多于自殺未遂及自殺死亡者，在自殺未遂行為出現(xiàn)之前對(duì)自殺風(fēng)險(xiǎn)高的患者進(jìn)行有效識(shí)別更有意義[5]。然而目前針對(duì)抑郁癥患者自殺想法的磁共振研究甚少。

2.1 結(jié)構(gòu)磁共振研究在清晰的自殺想法出現(xiàn)前，個(gè)體常會(huì)出現(xiàn)生存意愿減弱或被動(dòng)死亡意愿等輕度自殺想法，

TAYLOR等[6]運(yùn)用T1加權(quán)像體素分析與彌散張量成像技術(shù)對(duì)21例當(dāng)前僅有上述輕度自殺想法的復(fù)發(fā)性抑郁癥患者與53例年齡、性別等相匹配的無自殺想法的復(fù)發(fā)性抑郁癥患者及91名健康對(duì)照進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)兩組患者之間大腦灰質(zhì)體積并未見明顯差異，但相比于無自殺想法的抑郁癥組，有自殺想法的抑郁癥組大腦左半球額、頂、顳葉部分皮層厚度較薄，尤其在腦島部位，且大腦丘腦附近中央白質(zhì)區(qū)及胼胝體壓部與放射冠后部的白質(zhì)纖維部分各向異性值降低，提示白質(zhì)纖維層面存在損害。以上結(jié)構(gòu)中，腦島是突顯網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是三大核心網(wǎng)絡(luò)的中心樞紐，其皮層厚度變薄提示突顯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)功能受損的可能；而胼胝體壓部與放射冠后部的白質(zhì)纖維連接著腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)后部節(jié)點(diǎn)，其損傷可能影響了默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的功能?？梢?，伴有輕度自殺想法的抑郁癥患者大腦核心網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)出現(xiàn)異常。

2.2 功能磁共振研究MARCHAND等[7]對(duì)22例復(fù)發(fā)性抑郁癥男性患者進(jìn)行功能磁共振研究，采用手指運(yùn)動(dòng)范式激活被試大腦紋狀體—皮層中線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果顯示當(dāng)前自殺想法越強(qiáng)烈，則任務(wù)所導(dǎo)致的大腦左側(cè)顳上回、右側(cè)額上中回、右側(cè)楔前葉及右側(cè)頂下小葉的血氧水平依賴（blood oxygen level dependent，BOLD）信號(hào)下調(diào)越明顯，這些腦區(qū)涉及初級(jí)感覺皮層以及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；該研究還發(fā)現(xiàn)，大腦左側(cè)殼核與左內(nèi)側(cè)前額葉、左側(cè)殼核與右側(cè)殼核的功能連接與當(dāng)前自殺想法強(qiáng)度呈正相關(guān)，而右側(cè)殼核與右側(cè)前扣帶回的功能連接與當(dāng)前自殺想法強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。前扣帶回是突顯網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其主要功能是對(duì)當(dāng)前內(nèi)外刺激環(huán)境下的沖突進(jìn)行監(jiān)控與認(rèn)知控制，并對(duì)監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而減少隨后操作中的沖突[3]。綜合以上研究結(jié)果，自殺想法強(qiáng)烈的患者大腦似乎處于一種“敏感”或“待命”狀態(tài)，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)很容易由默認(rèn)狀態(tài)進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)。但該過程中似乎存在突顯網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控作用的弱化，決策過程容易繞過前扣帶回的篩檢。這種監(jiān)控功能弱化可能與自殺相關(guān)的某些行為特質(zhì)有關(guān)，如沖動(dòng)與攻擊水平增高、問題解決能力減弱等。

3 抑郁癥患者自殺未遂的磁共振研究

研究表明，自殺未遂者是自殺的高危人群[8]，且自殺未遂與自殺死亡在人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、臨床特征及神經(jīng)生物學(xué)上都存在顯著的相似性[9]。目前大多數(shù)自殺相關(guān)的腦磁共振研究聚焦在自殺未遂行為。

3.1 結(jié)構(gòu)磁共振研究大量研究發(fā)現(xiàn)，相比于無自殺未遂的抑郁癥對(duì)照組，伴有自殺未遂的抑郁癥患者大腦存在多處灰質(zhì)萎縮及白質(zhì)纖維受損，廣泛累及三大核心網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。額葉—前扣帶回—紋狀體環(huán)路是備受研究者關(guān)注的自殺行為相關(guān)神經(jīng)環(huán)路。WAGNER等[10]將有自殺未遂或一級(jí)親屬有自殺未遂的抑郁癥患者定義為自殺高風(fēng)險(xiǎn)者，采用T1加權(quán)像對(duì)15例自殺高風(fēng)險(xiǎn)抑郁癥患者與15例無自殺高風(fēng)險(xiǎn)的抑郁癥患者及30名健康對(duì)照進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，相比于對(duì)照組，兩組抑郁癥患者大腦額葉—紋狀體—邊緣系統(tǒng)環(huán)路灰質(zhì)密度顯著降低，而相比于無自殺高風(fēng)險(xiǎn)的抑郁癥組，自殺高風(fēng)險(xiǎn)抑郁癥組大腦前扣帶回喙部灰質(zhì)密度明顯降低。PENG等[11]進(jìn)一步證實(shí)大腦前扣帶回體積降低可能是抑郁癥患者自殺行為的神經(jīng)生物標(biāo)志。隨后WAGNER等[12]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，存在自殺高風(fēng)險(xiǎn)的抑郁癥患者大腦左半球背外側(cè)及腹外側(cè)前額葉皮層明顯變薄，這提示有自殺高風(fēng)險(xiǎn)的抑郁癥患者大腦中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)受損。從白質(zhì)纖維層面看，相比于無自殺未遂的抑郁癥患者，伴自殺未遂的抑郁癥患者大腦經(jīng)內(nèi)囊前肢往返于左內(nèi)側(cè)額葉皮層、眶額葉與丘腦的白質(zhì)纖維明顯減少，說明連接前額葉的白質(zhì)纖維出現(xiàn)異常[13-14]。紋狀體是大腦參與獎(jiǎng)賞功能的重要結(jié)構(gòu)，早在2001年就有研究者發(fā)現(xiàn)有自殺未遂史的抑郁癥患者大腦基底節(jié)區(qū)在T2加權(quán)像存在明顯的高信號(hào)[15]，隨后相繼有不同研究發(fā)現(xiàn)伴自殺未遂的抑郁癥患者大腦紋狀體結(jié)構(gòu)受損[10,16]。

以上研究結(jié)果證實(shí)，抑郁癥患者的自殺未遂行為與大腦額葉—前扣帶回—紋狀體神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)異常有關(guān)。動(dòng)物腦損傷模型的研究證實(shí)，該神經(jīng)環(huán)路受損將引起一系列執(zhí)行功能異常，包括行為失抑制、問題解決能力受損、強(qiáng)迫癥狀等，以及其他認(rèn)知缺陷，如注意廣度變窄、記憶力減退、計(jì)劃能力減弱[17-18]。抑郁癥伴自殺行為的患者執(zhí)行功能受損，其中抑制控制能力損害尤其明顯，沖動(dòng)性與攻擊性水平明顯增高[19]，這可能與以上結(jié)構(gòu)受損有關(guān)。

其他與抑郁癥自殺未遂相關(guān)的腦區(qū)還涉及到海馬與杏仁核，它們是邊緣系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)。有研究認(rèn)為，海馬體積可作為急性自殺的預(yù)測(cè)因子，用海馬體積小于5.00 cm3來預(yù)測(cè)急性自殺未遂可達(dá)到98.2%的陰性預(yù)測(cè)值[20]。相對(duì)于無自殺未遂的抑郁癥患者，伴有自殺未遂的抑郁癥患者大腦右側(cè)杏仁核傾向于增大[21]，類似的結(jié)果出現(xiàn)在伴有自殺行為的精神分裂癥患者中[22]。杏仁核長(zhǎng)久以來被認(rèn)為是大腦的情緒中樞，是大腦突顯網(wǎng)絡(luò)重要的皮層下節(jié)點(diǎn)，其與前額葉（主要是眶額葉與內(nèi)側(cè)前額葉）皮層之間存在豐富的神經(jīng)纖維往返，這有利于實(shí)現(xiàn)與大腦皮層網(wǎng)絡(luò)信息整合[23]。但杏仁核體積增大與自殺未遂之間的相關(guān)機(jī)制目前尚不清楚。

3.2 功能磁共振研究FAN等[24]采用靜息態(tài)功能磁共振低頻振蕩振幅（amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF）方法進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，相比于無自殺未遂的抑郁癥組及健康對(duì)照組，伴自殺未遂的抑郁癥患者大腦右側(cè)初級(jí)聽覺皮層顳上回的低頻（0.01～0.08 Hz）活動(dòng)增強(qiáng)。CAO等[25]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，相比于無自殺未遂的抑郁癥患者，有自殺未遂的抑郁癥患者在靜息狀態(tài)下大腦左半球額上回與額中回的低頻活動(dòng)明顯降低，且以上腦區(qū)低頻活動(dòng)強(qiáng)度與臨床Barratt沖動(dòng)量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。目前，針對(duì)抑郁癥伴自殺未遂的靜息態(tài)大尺度功能腦網(wǎng)絡(luò)特性研究尚未見報(bào)道。

任務(wù)狀態(tài)下的研究顯示，伴與不伴自殺未遂的抑郁癥患者對(duì)各種情緒刺激反應(yīng)不同。PAN等[26]采用不同表情（高興、中性、憤怒）刺激對(duì)伴與不伴自殺未遂的抑郁癥患者進(jìn)行功能磁共振研究，結(jié)果顯示，相比于無自殺未遂的抑郁癥患者，伴有自殺未遂的抑郁癥患者對(duì)正性表情刺激的反應(yīng)相對(duì)不足，而負(fù)性表情刺激則更容易進(jìn)入此類患者的初級(jí)感覺皮層，并引起大腦前扣帶回—背外側(cè)前額葉注意控制環(huán)路的過度激活，且在此過程中，大腦突顯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)異常，前扣帶回與島葉的功能連接明顯降低；另外，有自殺未遂者對(duì)外界不同性質(zhì)表情刺激切換的反應(yīng)相對(duì)不足，當(dāng)憤怒表情切換為中性表情時(shí)梭狀回激活不足，當(dāng)高興表情切換為中性表情時(shí)，前扣帶回與左內(nèi)側(cè)額回的激活不足，這可能與患者某些認(rèn)知僵硬特質(zhì)有關(guān)。抑制控制功能一直是自殺行為研究中的熱點(diǎn)，Go/No-Go任務(wù)是研究該功能的經(jīng)典范式，但兩項(xiàng)采用Go/No-Go范式針對(duì)不同年齡段抑郁癥患者的功能磁共振研究卻未能發(fā)現(xiàn)與自殺未遂相關(guān)的腦異常激活區(qū)[27-28]。

4 展望

總結(jié)當(dāng)前抑郁癥伴自殺想法或自殺行為的磁共振研究可以發(fā)現(xiàn)，僅有輕度自殺想法的患者大腦結(jié)構(gòu)損傷不明顯，功能磁共振可早期識(shí)別自殺想法強(qiáng)的患者；伴自殺未遂的抑郁癥患者存在明顯的大腦結(jié)構(gòu)損傷，廣泛涉及三大核心網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，在面對(duì)社會(huì)表情刺激時(shí)表現(xiàn)出比無自殺未遂的抑郁癥患者更顯著的“正弱負(fù)強(qiáng)”特點(diǎn)。然而，由于缺乏前瞻性縱向研究，尚不明確以上關(guān)于自殺想法與自殺未遂行為的大腦特征是屬于各自本身的素質(zhì)特征，還是屬于自殺進(jìn)程發(fā)展中的連續(xù)累積變化。

未來的磁共振研究在以下方面擁有巨大前景，需要重點(diǎn)拓展。第一，腦功能連接研究，尤其是三大核心網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)交互作用。目前發(fā)現(xiàn)多種精神疾病存在不同的腦功能連接紊亂，這為解釋各種疾病的神經(jīng)生物機(jī)制提供了重要視角。然而，當(dāng)前針對(duì)自殺行為的腦功能連接研究較少，針對(duì)三大核心腦網(wǎng)絡(luò)以及大腦小世界屬性的研究則尚未見報(bào)道。第二，影像遺傳學(xué)研究。自殺者存在大腦結(jié)構(gòu)與功能的改變，而影像遺傳學(xué)則可深入探討遺傳負(fù)荷與環(huán)境因素在自殺行為中的作用。第三，青少年人群自殺行為研究。最近一項(xiàng)針對(duì)無精神疾病青少年自殺行為的功能磁共振研究顯示，青少年自殺行為可能具有潛在的特異神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，包括額葉—頂葉—小腦環(huán)路、額—頂網(wǎng)絡(luò)、額葉—邊緣系統(tǒng)環(huán)路以及腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)[29]。青少年時(shí)期大腦尚未發(fā)育成熟，容易受環(huán)境因素的影響，且大腦邊緣系統(tǒng)與前額葉發(fā)育不平衡，故青少年更容易出現(xiàn)沖動(dòng)冒險(xiǎn)行為[30]；然而，該時(shí)期大腦可塑性強(qiáng)，這為自殺干預(yù)提供了契機(jī)。最后，應(yīng)加強(qiáng)倫理學(xué)允許范圍內(nèi)的縱向研究，追蹤整個(gè)自殺進(jìn)程中大腦結(jié)構(gòu)與功能的動(dòng)態(tài)改變，尋找自殺的素質(zhì)與狀態(tài)表型。

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R749.4(

2016-05-12）

A（責(zé)任編輯:肖雅妮）

10.3969/j.issn.1002-0152.2016.11.011

☆ 重慶市科委重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：CSTC;2015shmszx120077）；重慶市衛(wèi)生局項(xiàng)目（編號(hào)：2015XMSB000442）；西部精神醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)課題（編號(hào)：Wcpafund-201504）

* 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院精神科（重慶 400016）

（E-mail：kuangli0308@163.com）