冰毒成癮者腦結構改變的磁共振研究

申云霞，婁明武，梁文彬，魯琳，龔明強

近年來，全球濫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。眾多學者以研究藥物依賴者腦功能改變為主，如靜息態和任務態的腦激活情況。多項研究發現，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]，但有關冰毒是否導致大腦結構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初步了解冰毒成癮者與正常人腦結構的差異，為探索冰毒成癮原理及治療方法提供依據。

1 材料與方法

1.1 入組標準

本研究經深圳市龍崗中心醫院倫理委員會批準。所有成癮者均在深圳市強制戒毒中心接受住院治療。健康對照從當地社區招募。所有受試者在參與研究前均獲得知情同意。

納入標準：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中冰毒依賴診斷標準；吸食冰毒3年以內；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，無嚴重的心、肝、腎和神經系統疾病；符合MRI安全掃描標準。

1.2 研究對象及數據采集

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，翻轉角度150°，層厚5 mm，FOV 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，翻轉角度120°，FOV 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 數據處理

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

圖2 腦區分割示意圖Fig. 2 Brain segmentation.

數據處理采用AccuBrain軟件(深圳博腦醫療科技有限公司)，實現全自動大腦結構和組織分割、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行自動分割，將個體圖像與圖譜進行非剛性配準匹配。AccuBrain的特點是利用基于直方圖的統一化步驟對不同機器獲得的核磁共振成像強度水平進行統一化并使用基于GPU的非剛性配準算法進行有效配準。配準后將預定義的圖譜轉換成原始圖像空間并融合生成分割標記，經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 正常組 冰毒組白質 34.243±1.454 34.076±1.112灰質 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左側海馬 0.227±0.014 0.217±0.015右側海馬 0.238±0.019 0.230±0.019左側杏仁核 0.120±0.007 0.119±0.008右側杏仁核 0.143±0.008 0.143±0.012左側腦室 0.483±0.191 0.540±0.263右側腦室 0.452±0.334 0.501±0.224左側丘腦 0.509±0.031 0.498±0.026右側丘腦 0.480±0.028 0.471±0.027左側尾狀核 0.203±0.023 0.203±0.023右側尾狀核 0.226±0.025 0.229±0.024左側殼核 0.357±0.038 0.347±0.034右側殼核 0.348±0.036 0.339±0.032左側蒼白球 0.107±0.009 0.105±0.007右側蒼白球 0.104±0.009 0.101±0.009左側伏隔核 0.030±0.003 0.028±0.003右側伏隔核 0.032±0.004 0.030±0.003左側額葉 36.627±4.350 36.884±4.473右側額葉 36.859±4.280 37.296±5.125左側枕葉 8.089±2.312 7.951±1.827右側枕葉 5.417±1.569 5.310±1.580左側顳葉 22.468±2.649 22.028±2.763右側顳葉 17.116±2.372 17.064±2.563左側頂葉 30.430±5.348 31.592±6.143右側頂葉 25.362±4.529 25.812±4.976左側島葉 13.159±4.156 13.133±3.141右側島葉 8.411±2.665 9.142±2.452

表3 兩組各腦區相關體積陽性對比結果Tab. 3 Comparison of relative volumes of interested brain regions between two groups

根據T1-3D數據自動分割若干腦結構(如海馬、側腦室、杏仁核等，見圖2)并計算出皮層下結構的絕對體積和相對體積。絕對體積為區域實際體積，對腦葉部分為該部分腦葉的腦脊液體積；相對體積為各區域絕對體積相對于顱內總體積的相對比例，對腦葉部分則為該部分腦葉的腦脊液體積相對于腦葉內腦實質的體積的相對比例。

1.4 統計學處理

采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。所有數據均以均數±標準差(±s)表示。先進行正態性檢驗及方差齊性檢驗，組間比較采用兩組獨立樣本t檢驗。所有統計結果以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 人口學資料

正常組與冰毒組之間的一般人口學資料比較，差異無統計學意義，見表1。

2.2 正常組與冰毒組腦結構比較

計算兩組各腦區相對體積的均值和標準差(表2)。正常組與冰毒組在小腦、左側海馬、左側腦室、雙側伏隔核區相對體積上差異有統計學意義(P＜0.05)，其中冰毒組小腦、左側海馬、雙側伏隔核區較正常組縮小，左側腦室較正常組增大(表3)。

3 討論

3.1 冰毒對機體的影響

冰毒是一種中樞神經系統興奮劑，具有強烈的中樞神經興奮和欣快感，主要產生精神依賴，其危害遠甚于海洛因。近幾年全球冰毒使用逐年遞增，在我國形勢也日趨嚴峻。根據《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，依法強制隔離戒毒35.7萬人次，登記在冊的濫用新型毒品人數已超過海洛因人數，并每年遞增。

冰毒毒性的典型特征是神經元的突觸完整性破壞和單胺產生減少，伴隨終末變性和神經元死亡[6]。蔣富貴等[7]從神經內分泌角度研究發現，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。但冰毒導致神經系統損傷的研究多來自動物實驗或是尸檢，缺少冰毒成癮者腦結構改變的研究。

3.2 冰毒對腦結構的影響

Moeller等[8]報道過1例有4年冰毒史的患者，MRI表現為突發性腦炎等一系列癥狀以及彌漫性白質損傷。患者的癥狀和結構表現在治療期間和隨訪中持續了很長時間。這表明冰毒可引起持續性腦損傷，比海洛因導致的損傷更嚴重。Thompson等[9]研究發現冰毒組與正常人腦容量和腦灰質總量無明顯差異，但冰毒成癮者的扣帶回、邊緣葉皮層灰質信號強度較正常人低11.3%，海馬體積比正常人縮小7.8%。這與本研究結果較一致，但本研究僅發現冰毒組左側海馬縮小，這可能與人種及毒品成癮時長的不同有關。海馬主要參與學習、藥物線索和消極情緒刺激，其體積的縮小將影響到學習能力、情緒控制力以及復吸率。另外，他們的結果顯示冰毒組白質體積較正常組增大約7.0%，尤其以顳葉和枕葉白質顯著；但本研究結果未發現白質改變，僅發現成癮者左側側腦室較正常組增大，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。

本研究結果提示成癮者整個小腦體積及伏隔核較正常人縮小。神經心理學研究發現小腦損傷者的執行功能、學習和記憶、注意以及人格障礙等認知功能均有損害。小腦的萎縮將嚴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體積明顯降低，且冰毒使用時長與右側額葉、右側顳葉、右側尾狀核的灰質體積呈負相關。他們認為大量使用毒品的成癮者灰質體積在不同的戒斷時間可以顯示不同大腦區域的動態變化。戒斷6個月的冰毒成癮者右側中央前回、尾狀核、左側梭狀回和右側小腦灰質體積較正常人顯著降低，這與本研究結果略有差異，其原因可能與成癮者戒斷時間長短有關。

3.3 腦結構改變導致功能受損

Roos等[11]研究產前接觸冰毒的兒童發現其左側殼核體積較正常兒童增加，但其左側頂葉、楔前葉皮質厚度較正常兒童明顯減少。同時他們發現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。這些研究結果與本研究結果的共同點是腦結構中受影響比較明顯的是腦邊緣系統，這些區域與專注力、意識、知覺、運動功能、記憶和語言功能的領域是相互關聯的。損傷邊緣系統的任何一部分，并不能導致機體某種功能的喪失，但會表現為對某些刺激的反應調節失靈。陳小瑩等[12]的研究結果證實了這一點，其研究基于Baddeley的工作記憶多成分模型，采用5個任務對究冰毒成癮者進行測試，結果顯示冰毒組工作記憶容量、刷新和轉換能力與健康組無差異，但反應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性。

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

利益沖突：無。