張 郁 綜述,蘇丁勇,羅 莎,李鼎紅,彭 娟,3,歐 薇,3△ 審校

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)第一臨床學(xué)院,貴州 遵義 563003;2.遵義醫(yī)科大學(xué)管理學(xué)院,貴州 遵義 563006;3.遵義醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院臨床心理門診,貴州 遵義 563006)

抑郁障礙、焦慮障礙和強(qiáng)迫障礙是發(fā)病率較高的精神疾病,嚴(yán)重影響患者社會(huì)功能。3種不同的精神疾病存在臨床癥狀重疊和共病現(xiàn)象,使得臨床診斷在共識(shí)上產(chǎn)生一些分歧。臨床中常見焦慮、抑郁障礙共病的患者,抑郁障礙患者的反復(fù)思考,焦慮障礙患者的反復(fù)擔(dān)心,有時(shí)都與強(qiáng)迫思維難以鑒別。因此,在診斷體系中,國(guó)際疾病分類第10版(ICD-10)及ICD-11均存在混合性焦慮和抑郁障礙診斷。與精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第4版(DSM-Ⅳ)相比,DSM-Ⅴ新增了混合焦慮抑郁障礙并更正了診斷標(biāo)準(zhǔn)。ICD-10和中國(guó)精神障礙與診斷標(biāo)準(zhǔn)3(CCMD-3)診斷系統(tǒng)均將強(qiáng)迫障礙和焦慮障礙均歸入神經(jīng)癥性障礙。但隨著對(duì)疾病的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),DSM-Ⅴ和ICD-11認(rèn)為強(qiáng)迫障礙和焦慮障礙是2種不同的精神疾病,從而劃歸為單獨(dú)的診斷類別。由于目前精神疾病的診斷是基于自我癥狀的描述及醫(yī)生對(duì)患者行為和認(rèn)知的觀察,缺乏診斷、進(jìn)展、治療計(jì)劃和預(yù)后的客觀標(biāo)志物,使得臨床對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)亟需進(jìn)一步深入。

彌散張量成像(DTI)技術(shù)為探索精神疾病的腦結(jié)構(gòu)病理變化提供了寶貴的工具,有望提高對(duì)精神疾病病理機(jī)制的認(rèn)識(shí)。本研究組于2023年1月在PubMed、Web of Science、萬方、中國(guó)知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,檢索詞為“焦慮障礙/Anxiety disorder”“抑郁障礙/Depression disorder”“強(qiáng)迫障礙/Compulsive disorder”“彌散張量成像/Diffusion tensor imaging”“白質(zhì)/White matter”“治療/treatment”。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)關(guān)于DTI研究的相關(guān)文獻(xiàn);(2)研究對(duì)象為抑郁障礙、焦慮障礙和強(qiáng)迫障礙患者;(3)中文或英文文獻(xiàn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)重復(fù)文獻(xiàn);(2)與DTI無關(guān)的文獻(xiàn);(3)評(píng)論、綜述、會(huì)議報(bào)告、信函等文獻(xiàn);(4)無法獲取全文的文獻(xiàn)。按照上述檢索方法共檢索出文獻(xiàn)456篇,首先閱讀文獻(xiàn)摘要,經(jīng)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)篩選,剔除無關(guān)文獻(xiàn),并認(rèn)真閱讀符合要求的文獻(xiàn)全文,最終納入相關(guān)研究文獻(xiàn)53篇,其中英文文獻(xiàn)45篇,中文文獻(xiàn)8篇。本文對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行了綜述,希望進(jìn)一步從影像學(xué)的角度認(rèn)識(shí)3種疾病的神經(jīng)影像學(xué)機(jī)制。

1 DTI基本原理

DTI是一種是非侵入性腦白質(zhì)纖維束影像學(xué)檢查方法,不僅能直觀顯示腦白質(zhì)纖維走行和方向等形態(tài)特征,還可定量分析腦白質(zhì)纖維內(nèi)水分子在各個(gè)方向擴(kuò)散程度和速率,通常用于識(shí)別微觀結(jié)構(gòu)變化。各種DTI標(biāo)量可以與臨床信息相關(guān)聯(lián),揭示與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的異常。

各向異性分?jǐn)?shù)(FA)是DTI中應(yīng)用最廣泛的參數(shù)[1],其通過提供腦回路的信息來研究神經(jīng)精神疾病,反映了腦白質(zhì)纖維束中細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方向性程度,對(duì)腦白質(zhì)纖維的存在和完整性非常敏感。腦白質(zhì)提供了灰質(zhì)區(qū)域之間的結(jié)構(gòu)連接,并能夠快速有效地傳遞神經(jīng)信號(hào)[2]。腦白質(zhì)束可分為關(guān)聯(lián)通路(連接同一半球內(nèi)的大腦皮層區(qū)域)、連合通路(連接跨半球的類似結(jié)構(gòu))及投射和丘腦通路(連接皮層和皮層下結(jié)構(gòu))。FA值減少表明腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)組織完整程度的改變[3],反映了腦白質(zhì)束的變化,包括纖維堆積、纖維直徑、髓鞘厚度和纖維方向性的變化。平均擴(kuò)散率、徑向擴(kuò)散率和軸向擴(kuò)散率是額外的測(cè)量值,可分別反映水腫、髓鞘形成和軸突損傷[4]。DTI技術(shù)的快速發(fā)展使人們對(duì)人腦發(fā)育和疾病過程有了深入的了解,并使腦白質(zhì)研究成為熱點(diǎn)。

2 抑郁障礙患者腦白質(zhì)的DTI研究

隨著影像技術(shù)的發(fā)展,抑郁障礙患者腦白質(zhì)的損害引起人們廣泛關(guān)注。已有研究表明,抑郁障礙與腦部病變密切相關(guān)[5]。有全腦分析的研究表明,抑郁障礙患者存在廣泛的腦白質(zhì)異常,包括額回[6-7]、丘腦[8-10]、束狀筋膜[11]、胼胝體[10,12-15]、頂葉[16-17]、內(nèi)囊[18-19]和小腦[20-21]等。盡管方法學(xué)不同,但大多數(shù)調(diào)查顯示抑郁障礙患者相關(guān)腦白質(zhì)FA值顯著低于健康者,提示腦白質(zhì)異常是抑郁障礙的潛在生物標(biāo)志物[5,8-10]。大部分研究以重性抑郁障礙患者為研究對(duì)象,證實(shí)連接腦區(qū)內(nèi)部及不同腦區(qū)之間構(gòu)成神經(jīng)環(huán)路的腦白質(zhì)纖維異?？赡芘c其病理生理學(xué)和發(fā)病機(jī)制有直接關(guān)系。隨著DTI技術(shù)在抑郁障礙腦結(jié)構(gòu)及神經(jīng)回路損害的微觀病理基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用,學(xué)者從早期探討抑郁障礙在腦區(qū)結(jié)構(gòu)上的差異,深入到探索情緒認(rèn)知功能的神經(jīng)回路。2007年,有研究采用基于纖維骨架的空間統(tǒng)計(jì)方法對(duì)首發(fā)、未接受治療的重度抑郁障礙患者進(jìn)行掃描時(shí)發(fā)現(xiàn),額中回、左側(cè)枕顳回等腦白質(zhì)病變可能會(huì)破壞參與情緒調(diào)節(jié)的神經(jīng)回路,且抑郁障礙存在“邊緣-皮層-紋狀體-蒼白球-丘腦”病理神經(jīng)環(huán)路,這一環(huán)路的損害會(huì)導(dǎo)致5-羥色胺功能紊亂,從而導(dǎo)致抑郁障礙的發(fā)生[22]。2011年的DTI相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)一步支持了抑郁障礙中邊緣-背外側(cè)前額葉皮層-丘腦功能障礙理論,結(jié)果顯示,抑郁障礙患者邊緣系統(tǒng)、背外側(cè)前額葉皮層、丘腦投射纖維、胼胝體等腦白質(zhì)完整性降低,表明以上腦區(qū)白質(zhì)損傷導(dǎo)致抑郁障礙[10]。2017年,JIANG等[6]研究認(rèn)為,皮質(zhì)-皮質(zhì)下神經(jīng)回路受損與抑郁障礙的發(fā)生發(fā)展機(jī)制有關(guān),包括下丘腦-垂體-腎上腺軸及額葉-邊緣系統(tǒng)腦白質(zhì)纖維的異常。上述結(jié)果揭示了首發(fā)、未用藥的抑郁障礙患者存在多個(gè)腦區(qū)白質(zhì)異常,說明腦白質(zhì)病變可能在抑郁障礙的發(fā)病早期就已出現(xiàn),相關(guān)神經(jīng)環(huán)路的損傷可能與抑郁障礙的病理生理學(xué)機(jī)制有關(guān)。

有學(xué)者探究了抑郁嚴(yán)重程度及病程等臨床特點(diǎn)與DTI結(jié)果的相關(guān)性。CHEN等[23]基于體素的形態(tài)學(xué)分析技術(shù)對(duì)重度抑郁癥患者FA值進(jìn)行薈萃分析時(shí)發(fā)現(xiàn),右側(cè)內(nèi)囊和右側(cè)額上回FA值減少分別與癥狀嚴(yán)重程度和抑郁持續(xù)時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。有研究基于體素的空間統(tǒng)計(jì)分析方法發(fā)現(xiàn),重度抑郁癥患者病程越長(zhǎng)、抑郁程度越高,扣帶回、胼胝體、上下縱束FA值越小[24]。HENDERSON等[25]以青少年重度抑郁癥患者為研究對(duì)象,結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑郁嚴(yán)重程度與胼胝體膝部、丘腦、前扣帶回FA值呈負(fù)相關(guān)。抑郁障礙嚴(yán)重程度與受損腦區(qū)FA值呈負(fù)相關(guān),受損腦區(qū)的差異可能與患者性別、年齡、用藥情況及DTI分析方法等異質(zhì)性有關(guān)。

臨床治療干預(yù)研究也提示抑郁障礙與腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常有關(guān)。多項(xiàng)研究表明,抑郁障礙患者經(jīng)藥物治療后多處腦白質(zhì)完整性顯著增加,即FA值升高,包括背側(cè)丘腦[26]、扣帶回[27]、上縱束[17,28]、額葉[29]、胼胝體、內(nèi)囊等。TATEISHI等[30]研究發(fā)現(xiàn),重復(fù)經(jīng)顱磁刺激能增加右側(cè)額上回的腦白質(zhì)FA值,改善額葉腦白質(zhì)的完整性。針對(duì)抑郁障礙患者的縱向DTI研究發(fā)現(xiàn),抑郁障礙患者經(jīng)電休克療法治療后連接額葉和邊緣區(qū)域的背額邊緣通路FA值顯著增加[31],表明其纖維完整性增加與情緒癥狀的改善有關(guān)。在心理治療方面,抑郁障礙患者經(jīng)認(rèn)知行為治療后顳葉及左側(cè)小腦白質(zhì)纖維束FA值升高[32]。額回[6-7]、丘腦[8-10]、束狀筋膜[11]、胼胝體[10,12-15]、頂葉[16-17]、內(nèi)囊[18-19]和小腦[20-21]等腦白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變及下丘腦-垂體-腎上腺軸及額葉-邊緣系統(tǒng)神經(jīng)回路的破壞可能是抑郁障礙的神經(jīng)病理機(jī)制,抑郁障礙嚴(yán)重程度與損傷的腦白質(zhì)FA值呈負(fù)相關(guān),治療后腦白質(zhì)完整性顯著增加已經(jīng)成為共識(shí)。

3 焦慮障礙患者腦白質(zhì)的DTI研究

焦慮障礙患者腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)及神經(jīng)纖維束走行改變有可能是導(dǎo)致疾病發(fā)生的重要因素。鉤束是連接邊緣和前額葉區(qū)域的主要纖維束。TROMP等[33]研究發(fā)現(xiàn),焦慮障礙兒童鉤束FA值顯著降低,并且與女孩相比,男孩鉤束白質(zhì)完整性破壞更明顯。LIAO等[34]以青少年為研究對(duì)象進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組相比,廣泛性焦慮障礙青少年患者雙側(cè)鉤束、額枕下束、下縱束和放射冠FA值顯著降低。廣泛性焦慮障礙成人患者的研究顯示,顳葉和前額葉皮層區(qū)域之間的結(jié)構(gòu)連接發(fā)生了改變,鉤束FA值降低[35-36]。社交焦慮障礙患者同樣存在額顳葉結(jié)構(gòu)連通性降低情況[36]。隨著研究的進(jìn)一步深入,部分研究從早期探討焦慮障礙在腦區(qū)結(jié)構(gòu)上的差異,開始深入到探索情緒認(rèn)知功能的神經(jīng)回路。有研究表明,杏仁核和前額葉皮層可能是廣泛性焦慮障礙神經(jīng)回路的基礎(chǔ)。驚恐障礙患者焦慮敏感性與腦島、胼胝體壓部、穹隆、內(nèi)囊、丘腦后輻射和后放射冠附近腦白質(zhì)區(qū)域FA值顯著相關(guān),而杏仁核、海馬體、丘腦、島葉和前額葉區(qū)域組成的恐懼網(wǎng)絡(luò)是參與驚恐障礙病理生理學(xué)的關(guān)鍵腦回路[37-38]。前扣帶皮層也被認(rèn)為在恐懼網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,參與恐懼條件調(diào)節(jié)[39]。

有學(xué)者探究了焦慮癥狀嚴(yán)重程度與DTI結(jié)果的相關(guān)性。有研究表明,廣泛性焦慮障礙患者右鉤束、左扣帶束FA值與臨床癥狀嚴(yán)重程度呈顯著負(fù)相關(guān)[40]。一項(xiàng)研究調(diào)查了社交焦慮障礙患者狀態(tài)-特質(zhì)焦慮量表和DTI測(cè)量之間的相關(guān)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),鉤束FA值與特質(zhì)焦慮呈負(fù)相關(guān)[41]。焦慮障礙患者焦慮嚴(yán)重程度越高,鉤束FA值越小。焦慮障礙患者腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變存在于不同的區(qū)域,包括鉤束、額枕下束、下縱束和放射冠等。鉤束是杏仁核和眶額皮層之間的主要通路,其損害會(huì)導(dǎo)致額邊緣網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)連接障礙,其焦慮癥狀嚴(yán)重程度與相應(yīng)腦白質(zhì)FA值呈負(fù)相關(guān)。

4 強(qiáng)迫障礙患者腦白質(zhì)的DTI研究

關(guān)于強(qiáng)迫障礙患者的DTI研究發(fā)現(xiàn),扣帶束前段和丘腦前輻射2條白物質(zhì)束很可能在強(qiáng)迫障礙神經(jīng)病理學(xué)中發(fā)揮重要作用[42]。GARIBOTTO等[43]研究發(fā)現(xiàn),強(qiáng)迫障礙患者扣帶束、下額枕束等區(qū)域腦白質(zhì)FA值顯著降低。有研究表明,強(qiáng)迫障礙患者丘腦后輻射的平均FA值低于對(duì)照組,丘腦前輻射作為丘腦前回路中的主要纖維與強(qiáng)迫癥狀相關(guān),但與其結(jié)構(gòu)改變相關(guān)的潛在生化機(jī)制仍不清楚[44]。

在強(qiáng)迫癥狀嚴(yán)重程度和病程等臨床特點(diǎn)與DTI結(jié)果相關(guān)性方面,蒿瑞杰等[45]以青少年為研究對(duì)象進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)迫障礙組胼胝體、丘腦前放射、額枕下束等腦白質(zhì)FA值降低,且胼胝體FA值與強(qiáng)迫癥狀量表總分及強(qiáng)迫行為因子分呈負(fù)相關(guān)。GARIBOTTO等[43]采用基于體素的形態(tài)學(xué)分析方法進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),患者雙側(cè)上縱束、視輻射和下額枕束FA值降低,并且與耶魯-布朗強(qiáng)迫障礙狀量表(Yale-Brown)總分呈顯著負(fù)相關(guān)。有學(xué)者結(jié)合質(zhì)子磁共振波譜和DTI技術(shù)對(duì)強(qiáng)迫癥患者進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),患者左側(cè)扣帶束白質(zhì)FA值顯著降低,且與強(qiáng)迫觀念及病程之間存在負(fù)相關(guān)[46]。但WANG等[44]以成人強(qiáng)迫障礙患者為對(duì)象進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),患者右側(cè)丘腦前輻射FA值與其Yale-Brown總分及強(qiáng)迫癥狀量表評(píng)分呈正相關(guān)。

有臨床干預(yù)研究證實(shí)了強(qiáng)迫障礙患者腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)會(huì)改變。YOO等[47]采用西酞普蘭藥物治療強(qiáng)迫障礙患者時(shí)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)迫障礙患者治療后胼胝體、內(nèi)囊和右尾狀核腦白質(zhì)區(qū)域FA值增高,表明強(qiáng)迫障礙病變的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)經(jīng)過藥物治療后可以修復(fù)。雙側(cè)扣帶回切開術(shù)是一種應(yīng)用于強(qiáng)迫障礙患者的手術(shù)。研究表明,患者成功進(jìn)行雙側(cè)前扣帶切開術(shù)后,鉗內(nèi)小束神經(jīng)纖維發(fā)生結(jié)構(gòu)變化[48]。強(qiáng)迫障礙的發(fā)病機(jī)制涉及廣泛的大腦結(jié)構(gòu)異常和功能紊亂,經(jīng)典的皮質(zhì)-紋狀體-丘腦-皮質(zhì)病理環(huán)路是強(qiáng)迫障礙的重要病理生理機(jī)制。此外,病理改變還涉及該環(huán)路以外廣泛的腦區(qū)如胼胝體[45,49]、額枕下束[43,45,49]、上縱束[49]、小腦[49-50]等。

5 抑郁、焦慮、強(qiáng)迫障礙共病患者腦白質(zhì)的DTI研究

臨床研究發(fā)現(xiàn),焦慮障礙、抑郁障礙和強(qiáng)迫障礙患者常常在癥狀上彼此有重疊、共患等現(xiàn)象。焦慮障礙與抑郁障礙之間有高達(dá)50%的共患率,38%焦慮障礙患者罹患嚴(yán)重抑郁[51]。強(qiáng)迫障礙與其他焦慮障礙的共病率為24%～70%,強(qiáng)迫障礙患者共病抑郁障礙的風(fēng)險(xiǎn)是普通人群的8～10倍[52]。少量研究開始采用DTI技術(shù)探索共病患者,從影像學(xué)角度識(shí)別精神疾病中大腦結(jié)構(gòu)的共性和差異。ROELOFS等[53]以焦慮抑郁共病的青少年為研究對(duì)象時(shí)發(fā)現(xiàn),與健康同齡人相比,其右后放射冠和右扣帶FA值下降。這些研究對(duì)于理解疾病的病理生理機(jī)制做出了早期探索。

6 小 結(jié)

抑郁障礙、焦慮障礙及強(qiáng)迫障礙患者在臨床上常存在癥狀重疊和共病現(xiàn)象。通過DTI技術(shù)探索抑郁障礙、焦慮障礙及強(qiáng)迫障礙患者腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的改變,有助于深入了解疾病發(fā)生、發(fā)展機(jī)制,為其診斷與治療提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。抑郁障礙具有廣泛的腦白質(zhì)損傷,與邊緣-背外側(cè)前額葉皮層-丘腦功能回路等多個(gè)神經(jīng)回路相關(guān)。焦慮障礙患者腦白質(zhì)改變與鉤束有關(guān),前額葉邊緣連接的改變是焦慮障礙的病理生理特征。皮質(zhì)-紋狀體-丘腦-皮質(zhì)回路被認(rèn)為與強(qiáng)迫障礙的病理生理學(xué)有關(guān)。目前,對(duì)于3種疾病的DTI研究主要聚焦于抑郁障礙,其次為焦慮障礙和強(qiáng)迫障礙,對(duì)于3種疾病腦結(jié)構(gòu)共性和差異的DTI研究還處于探索階段。未來可能需要在這些方面有更多的研究,集中于共病患者的神經(jīng)影像學(xué)機(jī)制研究。