扣帶束和鉤束的微觀結(jié)構(gòu)變化與白質(zhì)疏松相關(guān)性抑郁

何育生， 封 亮， 江 虹， 李云霞， 張 旭， 聶志余

腦白質(zhì)疏松(leukoaraiosis，LA)具有年齡相關(guān)性，在老年人群中具有較高的發(fā)生率，其突出的影像學(xué)特征是在磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)Flair序列顯示腦室周?chē)鞍肼褕A區(qū)內(nèi)腦白質(zhì)局灶性或彌漫性且呈現(xiàn)基本對(duì)稱的高信號(hào)改變。Meta分析證實(shí)LA與抑郁明顯相關(guān)[1]。LA相關(guān)性抑郁的發(fā)生機(jī)制不明，可能與調(diào)節(jié)情感通路的邊緣-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的白質(zhì)通路受損有關(guān)[2,3]。眶額皮質(zhì)、前額葉背外側(cè)區(qū)、前扣帶區(qū)、杏仁核等是邊緣-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分。扣帶束、鉤束又是這些區(qū)域的主要傳導(dǎo)通路，與情緒活動(dòng)及記憶功能有關(guān)，但鉤束和扣帶束結(jié)構(gòu)完整性改變與抑郁的關(guān)系一直存在爭(zhēng)議。

彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)對(duì)腦白質(zhì)損害及其微觀結(jié)構(gòu)的完整性評(píng)估具有很高的敏感性[4,5]，本文通過(guò)DTI參數(shù)分析扣帶束、鉤束白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)改變與LA相關(guān)性抑郁的關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性納入60例中重度LA患者和30例志愿者，所有LA患者來(lái)源于上海市同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)科門(mén)診，其主要癥狀有頭暈、頭痛、記憶力減退、失眠及其他軀體癥狀等。依據(jù)是否存在抑郁障礙將LA組分2個(gè)亞組，即LA伴抑郁組與LA不伴抑郁組。LA組的入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡50～75歲之間；(2)MRI的Flair序列提示存在LA，且Fazekas量表分級(jí)為2～3級(jí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確卒中史；(2)明確存在其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史如感染、脫髓鞘疾病、帕金森病等；(3)既往有明確的精神疾病史如精神分裂癥等；(4)癡呆；(5)嚴(yán)重軀體疾病；(6)酒精或毒品依賴；(7)不配合或隨訪困難；(8)MRI禁忌證。對(duì)照組為30例年齡與性別構(gòu)成相仿的志愿者，要求頭部MRI正常且無(wú)明顯軀體及心理疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 所有被研究對(duì)象均進(jìn)行腦血管危險(xiǎn)因素登記、神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估及血液生化檢查，均完成頭部MRI(包括Flair序列及DTI)檢查。抑郁篩查及評(píng)估量表采用患者健康問(wèn)卷(patient health questionnaire，PHQ-9)自評(píng)量表和Montgomery-Asberg抑郁他評(píng)量表(Montgomery-Asberg depression rating scale，MADRS)，MADRS>12分提示存在抑郁現(xiàn)象。抑郁障礙的診斷標(biāo)準(zhǔn)參照DSM-V。LA程度評(píng)定根據(jù)Fazekas量表分為0～3級(jí)[6]。0～1級(jí)可以是生理性的，不納入LA 組。量表評(píng)估均由有評(píng)定資質(zhì)的臨床醫(yī)師完成。

1.2.2 MR檢查方法 所有MRI掃描均在同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科MR室完成，采用Siemens magneto Trio 3.0T 超導(dǎo)MR成像系統(tǒng)。MRI檢查序列均包括T1WI、T2WI、Flair及DTI。

1.2.3 DTI圖像后處理 使用PANDA(http://www.nitrc.org/projects/panda)軟件處理DTI數(shù)據(jù)[7]，包括以下步驟：主要處理步驟如下：格式轉(zhuǎn)換(DICOM轉(zhuǎn)換為NifTI)、抽取b0值、腦提取去除非腦組織部分、圖像裁剪、渦流校正和頭動(dòng)校正、DTI參數(shù)的計(jì)算、空間標(biāo)準(zhǔn)化、高斯平滑以及基于霍普金斯大學(xué)白質(zhì)模板各腦區(qū)平均的部分各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)和平均擴(kuò)散系數(shù)(mean diffusivity，MD)值的計(jì)算，本研究重點(diǎn)提取鉤束和扣帶束的FA值。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 兩組參與者的人口學(xué)資料、腦血管病危險(xiǎn)因素及臨床資料。LA組有高血壓病者明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，其他人口學(xué)資料兩組無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。兩組之間MMSE和MADRS分值均存在顯著性差異(P<0.05)(見(jiàn)表1)。

2.2 組間FA值比較 LA組雙側(cè)鉤束及扣帶束的FA值均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)(見(jiàn)表2)。LA伴抑郁與不伴抑郁亞組及對(duì)照組之間鉤束、扣帶束FA數(shù)值的同質(zhì)性檢驗(yàn)均為方差齊性(P>0.05)，3組鉤束和扣帶束均值之間均存在顯著性差異(P<0.05)；LA伴抑郁亞組的扣帶束和鉤束FA均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)；LA伴抑郁亞組雙側(cè)扣帶束和右側(cè)鉤束的FA值顯著低于不伴抑郁亞組(P<0.05)，而左側(cè)鉤束FA值無(wú)明顯差異(P>0.05)；LA不伴抑郁亞組與對(duì)照組的雙側(cè)扣帶束、鉤束之間的FA值均無(wú)顯著性差異(P>0.05)(見(jiàn)表3)。

2.3 FA值與抑郁程度的相關(guān)性 通過(guò)雙變量相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)MADRS分值升高與右側(cè)鉤束FA值降低有相關(guān)性(r=0.27，P=0.037)，而與左側(cè)鉤束FA值變化無(wú)相關(guān)性(r=0.11，P=0.404)(見(jiàn)圖1)，MADRS分值與雙側(cè)扣帶束FA值降低均有相關(guān)性(見(jiàn)圖2)。

表1 LA組與對(duì)照組基線資料的比較

注：差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義*P<0.05

LA組(n=60)對(duì)照組(n=30)P值左側(cè)鉤束右側(cè)鉤束左側(cè)扣帶束右側(cè)扣帶束0．376±0．0210．371±0．0200．366±0．0220．364±0．0250．392±0．0280．390±0．0310．377±0．0250．375±0．0220．003?0．001?0．037?0．046?

注：差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義*P<0.05

表3 LA非抑郁亞組與對(duì)照組之間的鉤束和扣帶束FA值比較

注：差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義*△P<0.05；差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異★ ☆P>0.05

圖1 抑郁嚴(yán)重程度與鉤束FA值的相關(guān)性

圖2 抑郁嚴(yán)重程度與扣帶束FA值的相關(guān)性

3 討 論

既往關(guān)于LA患者的DTI研究以及原發(fā)性抑郁患者的腦白質(zhì)DTI研究中，針對(duì)LA相關(guān)性抑郁與腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)變化的研究比較少。我們?cè)谔接慙A患者鉤束及扣帶束FA值變化與抑郁之間的關(guān)系時(shí)，證實(shí)了LA患者鉤束及扣帶束的FA值顯著下降。既往研究發(fā)現(xiàn)LA患者腦白質(zhì)傳導(dǎo)束FA明顯降低[8,9]，這些研究說(shuō)明LA存在廣泛白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)完整性破壞。一些病理證據(jù)提示FA變化與腦白質(zhì)的軸索和髓鞘數(shù)量相關(guān)，腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的退變伴隨著FA下降[10]。

LA可能是晚發(fā)性抑郁的重要危險(xiǎn)因素之一，其具體的發(fā)病機(jī)制一直在探討之中，可能與調(diào)節(jié)情感通路的邊緣-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)白質(zhì)通路受損有關(guān)[2,3]。早期一些研究發(fā)現(xiàn)抑郁與邊緣-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)腦組織結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致獎(jiǎng)賞環(huán)路功能紊亂有關(guān)[11～13]。眶額皮質(zhì)(orbitofrontal cortex，OFC)、前扣帶皮質(zhì)(anterior cingulated cortex，ACC)及前額背外側(cè)皮質(zhì)(dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC)等是獎(jiǎng)賞環(huán)路的重要結(jié)構(gòu)，而扣帶束和鉤束是聯(lián)系獎(jiǎng)賞環(huán)路內(nèi)重要結(jié)構(gòu)的主要白質(zhì)纖維束[14]。鉤束被認(rèn)為是邊緣系統(tǒng)的一部分，它通過(guò)直接、雙向突觸通路連接前額葉腹內(nèi)側(cè)皮質(zhì)(OFC、ACC)和同側(cè)的顳前結(jié)構(gòu)(海馬鉤、杏仁核等)[15,16]。其功能應(yīng)該與情緒和情景記憶有關(guān)，事實(shí)上，該區(qū)域的白質(zhì)纖維束的功能和信息傳輸特性在很大程度上是未知的[15]，但通過(guò)彌散張量成像(DTI)研究可以彌補(bǔ)這些關(guān)鍵知識(shí)的空白。最近一些研究提供了鉤束FA值的變化和焦慮之間的相關(guān)性證據(jù)[16]。扣帶束由長(zhǎng)、短纖維組成，長(zhǎng)纖維連接前額葉腹內(nèi)側(cè)皮質(zhì)和同側(cè)的顳頂后部皮質(zhì)，而短的U型纖維連接扣帶回不同區(qū)域，是連接邊緣葉的主要纖維束。因此扣帶束在功能上涉及到多個(gè)方面，如記憶、注意、情感調(diào)節(jié)等。既往有大量有關(guān)抑郁與鉤束和扣帶束微觀結(jié)構(gòu)變化的研究，也發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)系，但有關(guān)LA相關(guān)性抑郁與鉤束和扣帶束微觀結(jié)構(gòu)異常的相關(guān)性報(bào)道甚少。本研究雖然發(fā)現(xiàn)整體上LA的鉤束和扣帶束FA值下降，但是不伴隨抑郁的LA患者，其扣帶束和鉤束的FA值變化與對(duì)照組并無(wú)顯著性差異，而LA伴發(fā)抑郁者其扣帶束和鉤束的FA值較不伴抑郁者顯著下降，這提示鉤束和扣帶束白質(zhì)退變與抑郁存在關(guān)聯(lián)。

關(guān)于DTI的Meta分析提示腦白質(zhì)傳導(dǎo)束病變，如胼胝體膝部、體部、右側(cè)扣帶回、雙側(cè)額枕下束、鉤束的FA值下降與晚發(fā)性抑郁有關(guān)[9,17]，但也有LA的白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)改變與抑郁無(wú)明顯相關(guān)性的報(bào)道[18]。最近的神經(jīng)病理研究結(jié)果對(duì)皮質(zhì)下腔隙性腦梗死及白質(zhì)病變作為血管性抑郁的主要形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)也提出了挑戰(zhàn)[19]。我們發(fā)現(xiàn)抑郁嚴(yán)重程度與雙側(cè)扣帶束及右側(cè)鉤束的微觀結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞有相關(guān)性，但相關(guān)程度并不強(qiáng)(r<0.4)，提示LA相關(guān)性抑郁的發(fā)生存在多元化的病理生理基礎(chǔ)。

邊緣-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)通路的白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)改變可能是LA相關(guān)性抑郁的重要病變基礎(chǔ)，但抑郁發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變可能僅僅只是其中一個(gè)環(huán)節(jié)。

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