劉幸云，許永杰，許麗雪，于春水

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，天津 300052）

精神分裂癥患者頂下小葉亞區(qū)水平灰質(zhì)體積損害分析

劉幸云，許永杰，許麗雪，于春水

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，天津 300052）

目的：探討精神分裂癥患者頂下小葉（IPL）亞區(qū)水平灰質(zhì)體積（GMV）損害及其與臨床癥狀的關(guān)系。方法：收集95例精神分裂癥患者和104例性別和年齡匹配的正常人的MRI結(jié)構(gòu)像。依據(jù)前人的分割結(jié)果，將IPL分為11個(gè)亞區(qū)，計(jì)算每個(gè)被試各亞區(qū)的GMV。利用一般線性模型在控制年齡和性別條件下對(duì)其進(jìn)行組間比較，并計(jì)算存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的亞區(qū)GMV與臨床癥狀評(píng)分的相關(guān)性。結(jié)果：精神分裂癥患者雙側(cè)IPL所有5個(gè)前部亞區(qū)的GMV均存在顯著性減低；中后部6個(gè)亞區(qū)中只有1個(gè)亞區(qū)GMV減低。左側(cè)PFt區(qū)的GMV與病程呈負(fù)相關(guān)（r=-0.212，P=0.042），而右側(cè)PF+PFt區(qū)的GMV與PANSS陽(yáng)性癥狀評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.231，P=0.027）。結(jié)論：精神分裂癥患者頂下小葉結(jié)構(gòu)損害以前部亞區(qū)為主。

精神分裂癥；磁共振成像

?中樞神經(jīng)影像學(xué)?

精神分裂癥是一種嚴(yán)重的精神疾病，存在廣泛的腦灰質(zhì)體積（Grey matter volume，GMV）損害。頂下小葉（Inferior parietal lobule，IPL）結(jié)構(gòu)和功能十分復(fù)雜，包含多個(gè)亞區(qū)并存在結(jié)構(gòu)偏側(cè)化現(xiàn)象[1-2]。雖然前期研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者IPL的GMV顯著減低[3]，但其各個(gè)亞區(qū)在精神分裂癥患者中的GMV損害模式尚不明確。因此，本研究在前人對(duì)IPL分割的基礎(chǔ)上[1]，以雙側(cè)IPL的亞區(qū)為感興趣區(qū)，系統(tǒng)地比較了精神分裂癥患者和正常人IPL各個(gè)亞區(qū)的GMV差異，以期揭示精神分裂癥中IPL亞區(qū)的GMV損害模式。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集符合美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第4版診斷標(biāo)準(zhǔn)的102例精神分裂癥患者作為病人組，同時(shí)收集104名年齡、性別與之匹配的健康志愿者作為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡16～60歲，中國(guó)漢族人，右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)：MRI掃描禁忌癥，圖像質(zhì)量不佳，患有系統(tǒng)性疾?。ㄈ缧难芗膊?、糖尿?。┗蛑袠猩窠?jīng)系統(tǒng)病變（如中風(fēng)、癲癇），頭部外傷史，近3月內(nèi)或終生有藥物濫用或依賴。作為對(duì)照組，額外的排除標(biāo)準(zhǔn)包括：有Ⅰ類或Ⅱ類精神類疾病或本身是精神疾病患者的一級(jí)親屬。最終，本研究納入了95名精神分裂癥患者，其中男53例，女42例，平均年齡（34.1±9.2）歲；104名健康志愿者，其中男46例，女58例，平均年齡（33.8±10.9）歲（表 1）。

1.2 成像參數(shù)

采用GE Discovery MR750 3.0T磁共振掃描儀及頭部八通道相控陣線圈采集MRI結(jié)構(gòu)像。腦容積序列掃描參數(shù)如下：重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間為8.2ms/ 3.2ms；反轉(zhuǎn)時(shí)間450ms；翻轉(zhuǎn)角12°；視野256mm× 256mm；矩陣256×256；層厚1mm；無(wú)間隔，采集層數(shù)為188層。

1.3 臨床評(píng)價(jià)

使用精神分裂癥陽(yáng)性與陰性癥狀量表（Positive and negative syndrome scale，PANSS）評(píng)價(jià)患者臨床癥狀的嚴(yán)重程度[4]，同時(shí)記錄患者的病程和用藥量（表1）。

表1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料及臨床資料

1.4 結(jié)構(gòu)像處理

結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖（SPM8）所配備的VBM8軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像分割、配準(zhǔn)、空間標(biāo)準(zhǔn)化、平滑（半寬全高核為6mm）等步驟。

1.5 定義感興趣區(qū)

基于解剖連接模式的不同，雙側(cè)IPL被劃分成11個(gè)亞區(qū)[1]，其中左側(cè)IPL分為6個(gè)亞區(qū)，由前向后分別對(duì)應(yīng)細(xì)胞構(gòu)筑的PFt、PFop、PF+PFt、PFm、PGa 和PGp區(qū)[5]，右側(cè)IPL分為5個(gè)亞區(qū)，由前向后分別對(duì)應(yīng)細(xì)胞構(gòu)筑的PFop、PF+PFt、PFm、PGa和PGp區(qū)[5]（圖1）。以這11個(gè)亞區(qū)為感興趣區(qū)進(jìn)行GMV分析。

圖1 雙側(cè)IPL的亞區(qū)分布。左側(cè)IPL分6個(gè)亞區(qū)，從前向后分別對(duì)應(yīng)細(xì)胞構(gòu)筑的PFt、PFop、PF+PFcm、PFm、PGa和PGp區(qū)；右側(cè)IPL分5個(gè)亞區(qū)，從前向后分別對(duì)應(yīng)細(xì)胞構(gòu)筑的PFop、PF+PFt、PFm、PGa和PGp區(qū)。

Figure 1. The subregion distribution of the inferior parietal lobule(IPL).The left IPL is subdivided into six subregions,from rostral to caudal direction,they resembles the PFt,PFop,PF+PFcm,PFm,PGa and PGp defined by cytoarchitecture;the right IPL is parcellated into five subregions arranged along the rostral-caudal direction,corresponding to the PFop,PF+PFt,PFm,PGa and PGp.

1.6 GMV比較

提取雙側(cè)IPL各亞區(qū)的GMV，應(yīng)用一般線性模型比較精神分裂癥患者與正常人之間各個(gè)亞區(qū)的GMV差異，同時(shí)將被試的年齡及性別作為協(xié)變量加以控制，使用Bonferroni方法校正多重比較 （P＜0.05）。

1.7 GMV與臨床指標(biāo)之間的相關(guān)分析

應(yīng)用偏相關(guān)分析存在顯著GMV差異的亞區(qū)的GMV與臨床指標(biāo)（PANSS評(píng)分及病程）之間的相關(guān)性（P＜0.05，未校正），以年齡、性別及用藥量作為控制變量。

2 結(jié)果

2.1 各亞區(qū)GMV的組間差異

比較精神分裂癥患者組與正常對(duì)照組之間雙側(cè)IPL共11個(gè)亞區(qū)的GMV，發(fā)現(xiàn)6個(gè)亞區(qū)的GMV在患者組顯著減低（表2），分別是左側(cè)IPL中的PFt區(qū)（P＜0.001，GMV減小率為6.07%）、PFop區(qū)（P＜0.001，GMV減小率為6.95%）、PF+PFt區(qū) （P＜0.001，GMV減小率為5.60%）及右側(cè)IPL的PFop區(qū)（P=0.001， GMV減小率為5.70%），PF+PFcm區(qū)（P=0.002，GMV減小率為5.61%）、PGa區(qū) （P=0.001，GMV減小率為4.97%），而雙側(cè)PFm區(qū)、PGp區(qū)和左側(cè)PGa區(qū)的GMV在兩組被試中無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表2）。

2.2 存在顯著差異的亞區(qū)GMV與臨床指標(biāo)之間的相關(guān)分析

左側(cè)PFt區(qū)的GMV與病程之間存在負(fù)相關(guān)（r=-0.212，P=0.042）（圖2），而右側(cè)PF+PFt區(qū)的GMV 與PANSS陽(yáng)性評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.231，P=0.027）（圖3）。

表2 精神分裂癥患者與正常人相比雙側(cè)IPL各亞區(qū)的GMV差異

圖2，3 精神分裂癥患者中左側(cè)PFt區(qū)的灰質(zhì)體積與病程之間的相關(guān)關(guān)系（圖2）及右側(cè)PF+PFt區(qū)灰質(zhì)體積與PANSS陽(yáng)性評(píng)分之間的相關(guān)關(guān)系（圖3）。Figure 2,3.Correlations between the GMV of the left PFt and duration of illness(Figure 2)and between the GMV of the right PF+PFt and the PANSS positive scores(Figure 3)in schizophrenia patients.

3 討論

3.1 IPL亞區(qū)選擇性GMV損害

IPL是一個(gè)細(xì)胞構(gòu)筑、連接及功能不均質(zhì)的腦區(qū)，亞區(qū)分析可以提供較傳統(tǒng)基于整個(gè)腦區(qū)的分析方法更為精確的信息。本研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者中IPL各亞區(qū)GMV選擇性受損，以前部亞區(qū)受損最為嚴(yán)重。這些前部亞區(qū)主要位于緣上回內(nèi)，這與之前有關(guān)精神分裂癥患者緣上回GMV減小的結(jié)果相一致[6]。這種IPL GMV損害前重后輕的模式，也與之前學(xué)者對(duì)精神分裂癥IPL的皮層復(fù)雜度、表面積及皮層厚度等結(jié)構(gòu)研究結(jié)果相符[7]。人類緣上回與言語(yǔ)工作記憶及空間注意等功能有關(guān)[8-9]，這些功能在精神分裂癥患者中均存在明顯損害[10-11]。因此，我們的研究發(fā)現(xiàn)為認(rèn)識(shí)精神分裂癥患者IPL的結(jié)構(gòu)損害模式及解釋精神分裂癥患者高級(jí)認(rèn)知功能損害的神經(jīng)機(jī)制提供了新線索。本研究還發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者中右側(cè)角回的PGa區(qū)也存在GMV減小，該區(qū)域與視-空間工作記憶處理有關(guān)[12]。因此，該發(fā)現(xiàn)也有助于理解精神分裂癥患者視-空間工作記憶損害的神經(jīng)機(jī)制。由于氯氮平及其它非典型性抗精神病藥物本身即可引起IPL結(jié)構(gòu)異常[13]，而本研究所納入的95例精神分裂癥患者中86例患者接受過(guò)抗精神病藥物的治療，因此我們無(wú)法完全排除IPL各亞區(qū)GMV的減少與藥物使用有關(guān)。

3.2 IPL亞區(qū)GMV損害與臨床指標(biāo)的關(guān)系

本研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者中左側(cè)PFt區(qū)的GMV與病程呈負(fù)相關(guān)，即病程越長(zhǎng)，該亞區(qū)GMV萎縮越嚴(yán)重。在精神分裂癥患者中，這種現(xiàn)象也出現(xiàn)在其他腦區(qū)，如島葉皮層和顳極[14]?；谶@些現(xiàn)象，精神分裂癥也被認(rèn)為存在神經(jīng)變性改變，即神經(jīng)元存在進(jìn)行性丟失[15]。PF+PFt區(qū)參與工作記憶及空間注意等重要的認(rèn)知功能，其結(jié)構(gòu)完整性對(duì)完成這些高級(jí)認(rèn)知功能至關(guān)重要。本研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者中右側(cè)PF+PFt區(qū)的GMV與PANSS陽(yáng)性評(píng)分成正相關(guān)，也就是說(shuō)該亞區(qū)GMV越小，陽(yáng)性癥狀越不明顯。這一看似矛盾的現(xiàn)象也在其他關(guān)于精神分裂癥腦結(jié)構(gòu)損害與陽(yáng)性癥狀關(guān)聯(lián)的研究中報(bào)道[16-17]。這些發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，某些腦區(qū)結(jié)構(gòu)的完整性可能是精神分裂癥患者產(chǎn)生某些陽(yáng)性癥狀的前提，當(dāng)這些腦區(qū)結(jié)構(gòu)過(guò)度損害時(shí)，反而無(wú)法形成典型的陽(yáng)性癥狀，如妄想、幻覺等。

本研究在亞區(qū)水平上，系統(tǒng)地研究了精神分裂癥患者IPL GMV的變化模式，發(fā)現(xiàn)IPL前部亞區(qū)損害為主的特點(diǎn)，增進(jìn)了人們對(duì)精神分裂癥IPL結(jié)構(gòu)損害特征的認(rèn)識(shí)。然而，本研究結(jié)果還受到病程、藥物等因素的影響，今后將對(duì)首發(fā)未用藥的精神分裂癥患者進(jìn)行研究以澄清這些混雜因素的效應(yīng)。

[1]Wang J,Fan L,Zhang Y,et al.Tractography-based parcellation of the human left inferior parietal lobule[J].Neuroimage,2012, 63(2):641-652.

[2]Eidelberg D,Galaburda AM.Inferior parietal lobule.Divergent architectonic asymmetries in the human brain[J].Arch Neurol, 1984,41(8):843-852.

[3]Schuster C,Schuller AM,Paulos C,et al.Gray matter volume decreases in elderly patients with schizophrenia:a voxel-based morphometry study[J].Schizophr Bull,2012,38(4):796-802.

[4]Kay SR,Fiszbein A,Opler LA.The positive and negative syndrome scale(PANSS)for schizophrenia[J].Schizophr Bull,1987, 13(2):261-276.

[5]Caspers S,Eickhoff SB,Geyer S,et al.The human inferior parietal lobule in stereotaxic space[J].Brain Struct Funct,2008,212 (6):481-495.

[6]Kubota M,van Haren NE,Haijma SV,et al.Association of IQ Changes and Progressive Brain Changes in Patients With Schizophrenia[J].JAMA Psychiatry,2015,72(8):803-812.

[7]Palaniyappan L,Liddle PF.Dissociable morphometric differences of the inferior parietal lobule in schizophrenia[J].Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci,2012,262(7):579-587.

[8]Deschamps I,Baum SR,Gracco VL.On the role of the supramarginal gyrus in phonological processing and verbal working memory:evidence from rTMS studies[J].Neuropsychologia,2014, 53:39-46.

[9]Chung SC,Choi MH,Kim HS,et al.Effects of distraction task on driving:a functional magnetic resonance imaging study[J].Biomed Mater Eng,2014,24(6):2971-2977.

[10]Cosman D,Nemes B,Nica S,et al.Verbal,visuospatial and face working memory impairment in multiple episode schizophrenia patients[J].J Cogn Behav Psychother,2009,9(1):21-32.

[11]Conklin HM,Curtis CE,Katsanis J,et al.Verbal working memory impairment in schizophrenia patients and their first-degree relatives:evidence from the digit span task[J].Am J Psychiatry, 2000,157(2):275-277.

[12]Yeh YY,Kuo BC,Liu HL.The neural correlates of attention orienting in visuospatial working memory for detecting feature and conjunction changes[J].Brain Res,2007,1130(1):146-157.[13]Ho BC,Andreasen NC,Ziebell S,et al.Long-term antipsychotic treatment and brain volumes:a longitudinal study of firstepisode schizophrenia[J].Arch Gen Psychiatry,2011,68(2): 128-137.

[14]Lee SH,Niznikiewicz M,Asami T,et al.Initial and Progressive Gray Matter Abnormalities in Insular Gyrus and Temporal Pole in First-Episode Schizophrenia Contrasted With First-Episode Affective Psychosis[J].Schizophr Bull,2015.[Epub ahead of print]

[15]Kochunov P,Hong LE.Neurodevelopmental and neurodegenerative models of schizophrenia:white matter at the center stage[J].Schizophr Bull,2014,40(4):721-728.

[16]Whitford TJ,Farrow TF,Williams LM,et al.Delusions and dorso-medial frontal cortex volume in first-episode schizophrenia:a voxel-based morphometry study[J].Psychiatry Res,2009, 172(3):175-179.

[17]Whitford TJ,Kubicki M,Schneiderman JS,et al.Corpus callosum abnormalities and their association with psychotic symptoms in patients with schizophrenia[J].Biol Psychiatry,2010,68(1): 70-77.

Subregional-level grey matter volumeim pairments in the inferior parietal lobule in schizophrenia

LIU Xing-yun,XU Yong-jie,XU Li-xue,YU Chun-shui
(Department of Radiology,Tianjin Medical University General Hospital,Tianjin 300052,China)

Objective:To explore subregional-level grey matter volume(GMV)impairments in the inferior parietal lobule(IPL)in schizophrenia and their clinical correlations.Methods:MRI structural images were obtained from 95 schizophrenia patients and 104 sex-and age-matched healthy subjects.Based on a previous parcellation study,the IPL was divided into 11 subregions.The GMV of each subregion was calculated for each subject and was compared between the two groups using general linear model after controlling for the effects of sex and age.Spearman’s correlation coefficients were calculated between the GMVs of the IPL subregions with significant intergroup differences and the clinical parameters.Results:Compared with healthy subjects,schizophrenia patients showed significant GMV reduction in all the 5 anterior subregions and in only 1 middle and posterior subregion of the IPL.The GMV of the left PFt showed negative correlation with the duration of the illness (r=-0.212,P=0.042)and the GMV of the right PF+PFt was positively correlated with the PANSS positive score(r=0.231,P= 0.027).Conclusion:The anterior subregions are the main portion of the IPL that exhibits structural impairments in schizophrenia.

Schizophrenia;Magnetic resonance imaging

R749.3；R445.2

A

1008-1062（2016）04-0229-03

2016-02-02

劉幸云（1988-），女，河南平頂山人，在讀碩士研究生。E-mail：lxy034＠126.com

于春水，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，300052。E-mail：chunshuiyu＠tijmu.edu.cn

國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)81425013）。