伴非自殺性自傷的抑郁發作患者靜息態功能磁共振低頻振幅特征的研究

張杰，閻銳，陳瑜，史家波，盧青，姚志劍

非自殺性自傷(Non-suicidal self-injury，NSSI)指個體在沒有自殺意圖的情況下，采取的一系列直接、故意、反復傷害自己身體，且不會導致死亡的行為[1]。NSSI多見于青少年人群，近年來呈逐漸增加趨勢[2]，抑郁發作患者常伴NSSI，治療困難，是目前臨床急需解決的問題之一[3]；但抑郁發作出現NSSI的機制不明。靜息態功能磁共振低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuations，ALFF)算法可反映大腦靜息狀態局部神經元自發活動能量特征，已廣泛應用于精神疾病的研究[4]。本研究使用ALFF方法探索伴NSSI抑郁發作患者靜息態腦活動能量特征，以期了解抑郁癥特定臨床特征的神經機制。

1 對象和方法

1.1 對象

為2013年9月至2019年5月期間在我院住院治療患者120例。入組標準：①符合美國《精神障礙診斷和統計手冊第4版修訂版》(DSM-Ⅳ-TR)的抑郁障礙和雙相障礙抑郁發作的診斷標準；②漢族，右利手；③年齡18～45歲，性別不限，初中及以上文化水平；④17項漢密爾頓抑郁量表(HAMD-17)≥17分。排除標準：①其他軸Ⅰ精神疾病；②重大軀體疾病及腦器質性疾病；③妊娠期和哺乳期婦女；④磁共振掃描禁忌者。

患者組中，利用病史和體格檢查，符合以下兩項中的一項定義為NSSI：①患者在過去半年存在≥3次NSSI，其中近1個月至少出現1次；②患者在過去1年間存在≥5次NSSI，其中近1個月至少出現1次。獲得伴NSSI組48例，不伴NSSI組62例。

正常對照組為84名居住地與患者組相同或相近的健康志愿者。本研究經南京醫科大學倫理委員會同意，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 臨床評估 由2名經過一致性評價的精神科副主任醫師于掃描當天對受試者進行HAMD-17評分，評定抑郁癥狀嚴重程度。

1.2.2 磁共振掃描 采用德國西門子Signal 3.0 T磁共振成像儀采集全腦血氧水平依賴(blood oxygen level-dependent，BOLD)信號。掃描時受試者安靜平臥于檢查床上，要求其在整個掃描過程中保持清醒、閉目、全身尤其頭部固定、避免主動思維活動。掃描序列與參數如下：①解剖定位像：采用液體抑制反轉恢復序列(T1flaire)采集，軸位共32層，平行于前后聯合的連線，具體掃描參數：脈沖重復時間(TR)/回波時間(TE)=1 900 ms/2.48 ms，視野(FOV)=250 mm×250 mm，矩陣(matrix)=256×256，層厚1 mm，掃描時間4 min 18 s。確定無腦結構異常者，進一步行靜息態功能像掃描。②靜息態功能像：采用梯度回波-回波平面成像(gradient-recalled echo-planar imaging，GRE-EPI)序列采集，其掃描參數為：TR/TE=3 000 ms/40 ms，FOV=240 mm×240 mm，matrix=64×64，層厚4 mm，掃描時間6 min 45 s。

1.2.3 磁共振數據預處理 剔除前6個時間點序列，以消除機器初始信號不穩定的影響，在Matlab R2012b平臺上應用DPARSF 2.2軟件(data processing assistant for resting-state fMRI，DPARSF)依次進行時間層校正、空間標準化，校正頭動并映射到標準腦，進行高斯平滑，平滑核為6 mm×6 mm×6 mm。對頭動平移<2 mm且頭動旋轉移動<2°的受試者圖像進入后續分析。NSSI組存在3例頭動大，予以排除，余48例受試圖像均進人后續分析。

1.2.4 ALFF分析 繼續用DPARSF軟件對上述圖像進行去線性漂移，去除頭動、白質信號、腦脊液信號。計算全腦每個體素的ALFF值。

1.2.5 統計學方法 采用SPSS 19.0對一般人口學資料和病情資料進行統計分析。采用REST1.8軟件(resting-state fMRI data analysis toolkit，http://www.restfmri.net/forum/REST)對3組受試ALFF值進行方差分析，將性別、年齡、受教育年限、HAMD評分為協變量，使用高斯隨機場(GRF)進行多重比較矯正，將單個體素P<0.001，連續體素數K≥19，矯正后P<0.05的區域定義為差異有統計學意義的區域。在3組差異腦區的基礎上進行兩獨立樣本t檢驗，繼續使用GRF矯正進行多重比較矯正。

2 結果

2.1 各組人口資料及兩患者組HAMD評分比較

3組間性別、年齡及受教育年限比較差異有統計學意義(P均<0.01);伴NSSI組HAMD評分顯著高于不伴NSSI組(P<0.05)。見表1。

2.2 3組組間ALFF分析

3組ALFF有顯著差異的腦區是右海馬旁回、左枕中回、左后扣帶回、右額上回、左中央后回和左額上回；伴NSSI組較不伴NSSI組左枕中回、左后扣帶、左緣上回、左額上回和左中央后回ALFF增高；較對照組左枕中回、左中央后回ALFF增高。不伴NSSI組較對照組在右海馬旁回、右額上回ALFF增高，在左后扣帶、左額上回ALFF降低(P均<0.05，GRF矯正)。見圖1，見圖2，見表2。

圖1 3組ALFF值，F檢驗結果

圖2 伴NSSI組與不伴NSSI組腦ALFF值雙樣本t檢驗結果

表2 各組ALFF值差異的腦區

3 討論

本研究利用靜息態ALFF的方法，從能量角度驗證了伴NSSI抑郁發作患者局部腦活動異常，具體結果表現為：左枕中回、左后扣帶、左緣上回、左額上回和左中央后回ALFF增高。伴與不伴NSSI的抑郁發作患者和健康人相比，差異腦區除左枕中回、左后扣帶回、右額上回、左中央后回和左額上回外，還可見右海馬旁回ALFF值升高。

本研究發現NSSI抑郁發作患者后扣帶回局部能量增高。后扣帶回是腦邊緣系統的一部分，是情感整合的重要中樞。主要由皮質顆粒組成，參與機體的運動控制、認知喚醒，與自我監控、情緒調節和控制等功能有關[5]，后扣帶回皮質和鄰近的楔前葉負責不斷從自身和周圍收集信息，并對這些信息進行分配，該節點功能異常可能導致某些生理病變[6]。Marchand等[7]發現此區功能連接的異常與患者的自殺觀念和疾病嚴重程度相關。本研究顯示伴NSSI抑郁發作患者存在默認模式網絡(DMN)內后扣帶回腦區的自發活動的異常，且伴NSSI組較不伴NSSI組在這些腦區ALFF值升高。提示存在NSSI時可能更易導致自殺行為，造成嚴重后果。

伴NSSI患者自傷時，存在痛覺的感覺異常，痛覺首先激活第一感覺運動區，即中央后回，并接受來自丘腦的痛覺和其他傷害性體感刺激[8]。本研究顯示伴NSSI的抑郁發作患者均存在左側中央后回ALFF值升高。該結果可能提示伴NSSI抑郁發作患者在疼痛感覺整合通路上存在異常，這可能與其反復劃傷自身的自傷癥狀有關。本研究還發現緣上回局部腦活動在NSSI抑郁發作患者中增高，緣上回是額頂網絡重要組成部分，參與認知控制和決策過程[9]，也參與工作記憶的處理，而中央執行控制又是工作記憶的核心[10]。工作記憶與抑制也是相互影響的，功能磁共振研究也顯示兩者均涉及到前額葉皮質，與額葉-紋狀體-額頂葉網絡存在相關性[11]。NSSI抑郁發作患者存在左緣上回能量異常增高，提示患者執行功能和工作記憶受損害，可能和患者反復發生自傷行為有關。

綜上所述，本研究使用ALFF方法，從能量角度初步探討了靜息態下NSSI抑郁發作患者腦功能的特征，發現額頂網絡和默認網絡的重要腦區出現異常。但是該研究樣本量小，性別匹配度差，考慮與女性患者更易出現NSSI有關，仍需繼續完善。量表評估存在回顧性偏差的可能性，NSSI的量表評分未進行相關信度及效度的檢驗，存在一致性差的可能性，因此暫未寫進本研究。