探寻双相情感障碍多模态影像与临床特征关联：解锁潜在治疗靶点

时间：2025年1月23日

来源：Neuropsychopharmacology

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为解决双相情感障碍（BD）临床、认知和日常功能特征异质性带来的诊断和治疗难题，研究人员开展了多模态神经影像与行为表型关系的研究。结果发现认知测试分数与多模态影像变量相关，任务激活区域可作为治疗靶点，对 BD 诊疗意义重大。

在精神健康领域，双相情感障碍（Bipolar Disorder，BD）就像一个神秘又棘手的 “难题”。它是一种常见的神经精神疾病，以反复出现的抑郁和（轻）躁狂发作著称。全球范围内，BD 成为导致残疾的重要原因之一，给患者的生活带来极大困扰。

BD 患者之间存在着显著的差异，在临床症状、认知状态以及日常功能方面都表现出高度的异质性。这种异质性使得精准诊断和个性化治疗困难重重。想象一下，医生面对不同患者时，就像在迷雾中摸索，难以找到准确的治疗方向。因此，寻找基于大脑的生物标志物，以此实现患者分层，并为治疗提供明确靶点，成为了精神医学领域亟待攻克的关键问题。

为了破解这一难题，来自丹麦哥本哈根精神卫生服务中心精神科中心的 Neurocognition and Emotion in Affective Disorders（NEAD）中心、丹麦哥本哈根大学心理学系等多个研究机构的研究人员（Viktoria Damgaard、Lydia Fortea、Johanna M. Schandorff 等）展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Neuropsychopharmacology》上，为我们认识 BD 带来了新的曙光。

研究人员采用了规范相关分析（Canonical Correlation Analysis，CCA）这一强大的统计工具。他们整合了来自三项研究的 167 名 BD 患者的结构、任务和静息态功能磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）数据，以及临床、认知和功能数据。同时，纳入 46 名匹配的健康对照者数据，用于协变量调整和标准化。

研究结果令人振奋。首先，患者与健康对照者相比，在教育年限、日常功能和多数认知测试上表现更差，且抑郁和（轻）躁狂症状更明显。在规范相关分析中，全球 CCA 显示成像和行为变量之间存在强且显著的协方差模式。具体而言，认知测试中精神运动速度、言语记忆和言语流畅性得分，与包含左背外侧前额叶皮层（DLPFC）和右上缘回任务激活的多模态成像变量呈正相关。结构 MRI（sMRI）的 CCA 模型表明，精神运动速度、言语记忆和工作记忆的认知测试得分，与颞上叶较低的皮质厚度和扣带回峡部较高的厚度相关。任务 fMRI 的 CCA 模型发现，精神运动速度、工作记忆和执行功能的认知测试得分，与前额叶和顶叶区域的任务相关激活呈正相关。而静息态功能连接的 CCA 模型则未显示出与行为的显著关联。

这些研究结果意义重大。一方面，揭示了 BD 患者认知表现与多模态神经影像特征之间的紧密关系，进一步证实了认知障碍与大脑结构、任务相关神经活动和静息态功能连接改变之间的直接联系。另一方面，研究确定了左 DLPFC 和右上缘回的任务激活对 BD 患者行为和认知功能的重要性，这些区域的低激活可能是认知障碍的潜在机制，为促认知干预提供了潜在的神经回路治疗靶点。

研究人员为开展这项研究，主要运用了以下关键技术方法：

数据收集：收集来自三项研究的 BD 患者和健康对照者的行为和 MRI 数据，这些数据涵盖了临床信息、认知测试分数以及结构、任务和静息态 MRI 数据。
MRI 数据处理：对结构 MRI 数据，使用 FreeSurfer 分析套件处理 T₁加权图像；任务 fMRI 数据，采用 FMRI Expert Analysis Tool（FEAT）进行预处理和分析；静息态 fMRI 数据，利用 Harmonized Analysis of Functional MRI pipeline（HALFpipe）进行预处理。
统计分析：运用 Shapiro-Wilk 检验和直方图检查数据正态分布，使用 Pearson 卡方检验、独立样本 t 检验和 Mann-Whitney U 检验进行组间差异分析。通过标准化、 Winsor 化处理和缺失数据插补后，进行 CCA 分析，并通过 Wilks’ lambda 检验、置换检验和 10 折交叉验证评估结果。

在研究结果部分：

患者与健康对照者比较：患者教育年限更少，日常功能和多数认知测试表现更差，抑郁和（轻）躁狂症状更多，但评估时处于完全或部分缓解状态。
规范相关分析：全球 CCA 中，第一个典型相关系数显著（r = 0.84，p = 0.004），多模态成像变量包含右缘上回和左 DLPFC 的任务激活，行为变量中认知测试分数与之相关。sMRI CCA 模型中，第一个典型相关系数显著（r = 0.76，p = 0.01），成像变量包含颞上叶和扣带回峡部的皮质厚度，认知测试分数与之相关。任务 fMRI CCA 模型中，第一个典型相关系数显著（r = 0.63，p = 0.02），成像变量包含多个前额叶和顶叶区域的激活，认知测试分数与之相关。静息态功能连接 CCA 模型未显示显著协变。

研究结论和讨论部分，该研究首次在 BD 患者中探索了多模态成像与临床、认知和日常功能特征的多元模式。研究发现认知测试与多模态成像测量密切相关，为 BD 的诊断和治疗提供了新的视角。然而，研究也存在一些局限性，如样本量相对较小，数据为回顾性分析，且未考虑部分临床相关变量。尽管如此，这项研究为后续研究指明了方向，未来可扩大样本量，纳入更多成像模态，进一步探索 BD 的神经生物学机制，为开发更有效的治疗策略奠定基础。