帥亦斌，沈仲夏，朱建英，章曉梅，蔡敏，任列，沈鑫華

廣泛性焦慮障礙(generalized anxiety disorder,GAD)的特征被認(rèn)為是過(guò)度和無(wú)法控制的焦慮和擔(dān)憂，對(duì)威脅存在反應(yīng)過(guò)度的情況。該病通常起病于青年時(shí)期，在成年人群中約為2%；其終身患病率約為4.7%[1]。迄今為止，關(guān)于GAD的影像學(xué)研究主要集中在前額葉-邊緣腦網(wǎng)絡(luò)，其中包括的腦區(qū)為背外側(cè)前額葉皮質(zhì)(DLPFC)、腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(VLPFC)、前扣帶回(ACC)、杏仁核、腦島及顳極等[2]。主要的結(jié)論是可能存在一種以前額葉和杏仁核為核心腦網(wǎng)絡(luò)的自上而下的對(duì)焦慮情緒失調(diào)的病理機(jī)制，直接從腦影像學(xué)上的異常這一視角來(lái)理解GAD患者行為癥狀學(xué)的表現(xiàn)；但這些結(jié)果缺乏一致性。目前在靜息態(tài)功能磁共振(rs-fMRI)研究中反復(fù)驗(yàn)證及豐富這一研究結(jié)論的方法主要是基于感應(yīng)區(qū)(ROI)的功能連接(FC)。本研究基于我們團(tuán)隊(duì)先前關(guān)于GAD腦灰質(zhì)體積的研究結(jié)論，以右側(cè)眶部額下回及左側(cè)顳中回為ROI做全腦FC分析[3]，假設(shè)GAD患者腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)改變的腦區(qū)同樣存在FC異常，并與臨床癥狀做關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)一步探究GAD的病理基礎(chǔ)。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 病例組：選擇2015年6月至2017年6月在我院心身科門診和住院患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合美國(guó)《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版(DSM-5)GAD診斷標(biāo)準(zhǔn)；②未接受治療或至少停藥≥4周；③年齡18～50歲；④漢族，右利手；⑤受教育年限≥9年；⑥漢密爾頓焦慮量表(Hamilton anxiety scale，HAMA)總分≥18分，漢密爾頓抑郁量表17項(xiàng)(17-item Hamilton depression scale，HAMD-17)總分≤12分；⑦自愿參加，簽署知情同意書。

選擇2016年6月至12月社區(qū)招募的健康人群38名作為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①性別、年齡及受教育程度與研究組匹配的健康人群；②漢族，右利手；③HAMA總分<7分，HAMD-17總分<7分。兩組均排除嚴(yán)重自殺傾向、其他精神障礙共病、嚴(yán)重軀體疾病、不能配合者。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均簽署書面知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 研究方法 收集入組者一般情況，如年齡、性別、受教育程度、總病程(月)等。使用HAMA、HAMD-17評(píng)估焦慮、抑郁癥狀嚴(yán)重程度。

1.2.2 磁共振數(shù)據(jù)采集 對(duì)病例組治療前及對(duì)照組進(jìn)行MRI掃描，均在我院放射科Signa HDxt MRI1.5 T磁共振掃描儀上完成。掃描參數(shù)：3DT1矩陣=250×250，視野(FOV)=250 mm×250 mm，層厚3.12 mm，層間距0 mm，翻轉(zhuǎn)角90°，激發(fā)次數(shù)=1，連續(xù)掃描128層，掃描時(shí)常4 min 4 s。掃描過(guò)程中要求保持放松，并用泡沫板填塞頭部減少頭動(dòng)；掃描過(guò)程盡量保持睜眼，不能長(zhǎng)時(shí)間閉眼。掃描均由同一名操作熟練的放射科醫(yī)生進(jìn)行。

1.2.3 磁共振數(shù)據(jù)預(yù)處理 rs-fMRI數(shù)據(jù)的預(yù)處理采用：MATLAB2013b平臺(tái)下基于使用DEPASF (http://rfmri.org/DPARSF_V2.3)及REST(http://www.restfmri.net/forum/REST_V1.8)處理BOLD及T1數(shù)據(jù)。

預(yù)處理步驟簡(jiǎn)述如下：①去除前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)；②時(shí)間層校正；③頭動(dòng)校正；④圖像配準(zhǔn)；⑤空間標(biāo)準(zhǔn)化，先將每個(gè)人的功能像匹配到其結(jié)構(gòu)像中，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；⑥空間平滑；⑦對(duì)平滑后濾波數(shù)據(jù)，去線性漂移，提取并去除協(xié)變量(頭動(dòng)參數(shù)、全腦信號(hào)、白質(zhì)信號(hào)、腦脊液信號(hào))；⑧根據(jù)先前的研究結(jié)果，選取右側(cè)眶部額下回及左側(cè)顳中回為ROI(分別定義為ROI1及ROI2)，并分別以在標(biāo)準(zhǔn)MNI空間坐標(biāo)(51，21，-6)和(-66，-36，-27)為中心做直徑為6 mm的球體感興趣區(qū)域[3]，并對(duì)去除協(xié)變量后數(shù)據(jù)提取種子區(qū)的平均時(shí)間序列，計(jì)算種子腦區(qū)同全腦各體素的線性相關(guān)系數(shù)，再進(jìn)行Fisher-Z變換；⑨頭動(dòng)校正，剔除頭動(dòng)在任意方向>2 mm或旋轉(zhuǎn)角度>2°。所有指標(biāo)使用DEPASF及REST軟件包進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般情況比較 使用簡(jiǎn)明國(guó)際神經(jīng)精神訪談(中文版)工具篩查患者220例，最終納入研究48例。病例組剔除頭動(dòng)過(guò)大、空間標(biāo)準(zhǔn)化較差以及年齡過(guò)大者10例，共納入研究38例，男9例，女29例；平均年齡(41.8±11.0)歲；平均受教育年限(12.1±4.4)年；病程中位數(shù)28個(gè)月；HAMA(21.9±3.4)分；HAMD-17(10.1±3.7)分；按同樣標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照組剔除8名，共納入分析30名，男10名，女20名；平均年齡(40.0±5.3)歲；平均受教育年限(13.5±4.6)年。兩組性別、年齡、受教育程度等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

2.2 兩組FC比較

2.2.1 病例組種子點(diǎn)ROI1與全腦體素FC同對(duì)照組比較 與對(duì)照組相比，病例組種子點(diǎn)ROI1與右側(cè)顳中回、右側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、左側(cè)楔前葉、左側(cè)角回及左側(cè)額中回的FC減少，而與左側(cè)顳上回的FC增加(k≥24，P<0.001，AlphaSim校正)。見(jiàn)表1，見(jiàn)圖1。

圖1 病例組與對(duì)照組基于種子點(diǎn)ROI1的全腦體素FC差異的腦區(qū)圖

表1 兩組基于種子點(diǎn)ROI1的全腦體素FC差異的腦區(qū)

2.2.2 病例組種子點(diǎn)ROI2與全腦體素FC同對(duì)照組比較 與對(duì)照組相比，病例組種子點(diǎn)ROI2與右側(cè)舌回FC減少，而與左側(cè)楔前葉的FC增加(k≥24，P<0.001，AlphaSim校正)。見(jiàn)表2，見(jiàn)圖2。

圖2 病例組與對(duì)照組基于種子點(diǎn)ROI2的全腦體素FC差異的腦區(qū)圖

表2 病例組與對(duì)照組基于種子點(diǎn)ROI2的全腦體素FC差異的腦區(qū)

2.3 病例組全腦FC與HAMA評(píng)分的相關(guān)性分析

2.3.1 病例組種子點(diǎn)ROI1與全腦體素FC強(qiáng)度與HAMA評(píng)分的相關(guān)性分析 統(tǒng)計(jì)結(jié)果未能通過(guò)多重比較矯正，表明病例組ROI1與全腦體素FC強(qiáng)度與HAMA評(píng)分無(wú)相關(guān)(k≥24，P<0.001，AlphaSim校正)。

2.3.2 病例組種子點(diǎn)ROI2與全腦體素FC強(qiáng)度與HAMA評(píng)分的相關(guān)性分析 病例組ROI2腦區(qū)與全腦體素的FC強(qiáng)度與HAMA評(píng)分存在正相關(guān)，分別是右側(cè)緣上回(r=0.58)、右側(cè)頂下小葉(r=0.59)及右側(cè)額上回(r=0.66)；表明病例組癥狀越重，其種子點(diǎn)ROI2同以上腦區(qū)的FC越強(qiáng)(k≥24，P<0.001，AlphaSim校正)。

3 討論

目前關(guān)于焦慮情緒的腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)大部分都集中在杏仁核及額葉皮質(zhì)區(qū)域。基于本團(tuán)隊(duì)先前的GAD患者腦灰質(zhì)體積研究結(jié)果，選擇以眶額葉皮質(zhì)及顳中回為ROI[3]，進(jìn)行全腦體素的FC分析。既往研究發(fā)現(xiàn)外側(cè)眶額葉皮質(zhì)一般參與情感評(píng)估和調(diào)節(jié)[4]，額葉與控制功能相關(guān)。與低焦慮狀態(tài)組相比，高焦慮狀態(tài)組在面對(duì)威脅相關(guān)的刺激時(shí)，前額葉控制功能表現(xiàn)較弱[5]。而顳葉融合多種社會(huì)知覺(jué)參與介導(dǎo)認(rèn)知[6]。有研究發(fā)現(xiàn)顳葉的功能還與語(yǔ)言的表達(dá)和記憶相關(guān)[7]，任務(wù)態(tài)fMRI相關(guān)研究在處理面部情緒識(shí)別任務(wù)時(shí)，GAD患者的顳葉和頂葉皮質(zhì)比健康對(duì)照組表現(xiàn)更為活躍[8]。這表明GAD患者存在情緒工作記憶能力方面的不足。

Menon[9]提出了“三重網(wǎng)絡(luò)模型”理論，認(rèn)為默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)、中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)(CEN)、顯著網(wǎng)絡(luò)(SN)的FC異常與GAD及抑郁癥等多種精神疾病密切相關(guān)。DMN主要由內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、頂下小葉和后扣帶皮質(zhì)/楔前葉組成，此外，顳葉皮質(zhì)和海馬結(jié)構(gòu)也與此網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)[10]。CEN又稱執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)，主要由DLPFC、背側(cè)前扣帶皮質(zhì)、后頂葉皮質(zhì)和額葉眼區(qū)組成，在工作記憶、解決問(wèn)題、目標(biāo)導(dǎo)向行為和決策過(guò)程中起作用。SN由島葉皮質(zhì)、背前扣帶皮質(zhì)、顳極和杏仁核組成，負(fù)責(zé)檢測(cè)和過(guò)濾刺激，并招募相關(guān)功能網(wǎng)絡(luò)[11]，完成各種復(fù)雜的功能，包括溝通、社會(huì)行為和自我意識(shí)。本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，GAD患者右側(cè)眶部額下回與右側(cè)顳中回、右側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、左側(cè)楔前葉、左側(cè)角回及左側(cè)額中回的FC減少，而與左側(cè)顳上回的FC增加；左側(cè)顳中回與右側(cè)舌回FC減少，而與左側(cè)楔前葉的FC增加。這些結(jié)果涉及以上三重網(wǎng)絡(luò)模型，提示GAD患者的DMN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部FC異常，同樣也與CEN和SN網(wǎng)絡(luò)之間存在FC異常；這與以往的研究結(jié)果一致[12]。某種程度上可以解釋GAD患者一些行為癥狀特點(diǎn)。先前已有研究表明角回與DMN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的FC參與工作記憶任務(wù)，并可能參與全腦信息的整合[12]，舌回屬于視覺(jué)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)(視覺(jué)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)包括楔葉、舌回、梭狀回和枕外側(cè)皮質(zhì))[13]；與本研究結(jié)果一致。視覺(jué)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)涉及到情緒面部處理，這對(duì)社會(huì)功能至關(guān)重要。由此來(lái)看，這些FC異常可能與GAD患者的負(fù)性情緒偏倚相關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)關(guān)于GAD患者左側(cè)眶額葉皮質(zhì)區(qū)域同全腦體素FC與焦慮的癥狀嚴(yán)重程度未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性，一方面可能提示額葉皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的高度復(fù)雜性，另一方面也不排除眶額葉皮質(zhì)在GAD群體中可能并非情緒調(diào)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。另外還發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳中回同右側(cè)緣上回、右側(cè)頂下小葉及右側(cè)額上回的FC強(qiáng)度與HAMA評(píng)分呈正相關(guān)，表明以上腦區(qū)的FC異常與焦慮癥狀的嚴(yán)重程度相關(guān)。既往研究發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳中回涉及許多功能，例如語(yǔ)言處理、運(yùn)動(dòng)觀察、演繹推理以及動(dòng)態(tài)面部表情等[14-15]。rs-fMRI關(guān)于GAD的相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳中回的局部一致性(ReHo)值與HAMA評(píng)分存在正相關(guān)[16]。關(guān)于緣上回的功能，既往研究表明其參與整合多個(gè)感官信號(hào)，克服情感的自我中心性及處理交際意圖[17]。而頂下小葉與自上而下的注意力和認(rèn)知控制相關(guān)[18]，之前的研究發(fā)現(xiàn)青少年GAD患者頂下小葉與其他腦網(wǎng)絡(luò)的FC強(qiáng)度降低[19]，這似乎與本研究結(jié)果不一致。由于頂下小葉與額葉同屬DMN區(qū)域，顳葉同這些區(qū)域的FC增強(qiáng)可能反映了GAD患者的一種代償激活方式。

綜上所述，本研究在GAD患者腦灰質(zhì)體積形態(tài)學(xué)改變的基礎(chǔ)上進(jìn)行基于ROI的FC分析。同對(duì)照組相比，基于種子點(diǎn)的FC異常，其相關(guān)區(qū)域包含在DMN、CEN及SN等腦網(wǎng)絡(luò)中，提示GAD患者可能存在多重功能網(wǎng)絡(luò)失調(diào)。而顳中回同緣上回、頂下小葉及額上回的FC強(qiáng)度與臨床癥狀呈正相關(guān)。

本研究的局限性：研究方法缺乏創(chuàng)新性；未能對(duì)后期療效做相關(guān)分析，并比較痊愈組與非痊愈組的差異；數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提高，經(jīng)預(yù)處理后排除的樣本較多；硬件設(shè)備較差，仍采用1.5 T MRI，對(duì)細(xì)小結(jié)果分辨率低，這種先天局限性也導(dǎo)致無(wú)法對(duì)與GAD密切相關(guān)的腦區(qū)進(jìn)行研究，如杏仁核、尾狀體床核；統(tǒng)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，采用AlphaSim校正，可能存在假陽(yáng)性結(jié)果可能。

今后研究方向：學(xué)習(xí)更為先進(jìn)的研究方法；進(jìn)一步分析治療效果與GAD腦功能連接異常的相關(guān)性，尋找預(yù)示療效的生物標(biāo)記物；與影像科室密切配合，確保數(shù)據(jù)采集過(guò)程更加規(guī)范；與其他綜合醫(yī)院合作解決醫(yī)院設(shè)備問(wèn)題；采用更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩嘀乇容^方法。