強迫癥患者腦內(nèi)環(huán)路磁共振波譜成像研究

陳峰，郭敏，劉濤，郭駿成，蔣湘玲

(海南省人民醫(yī)院科教處，海南?？?570311)

強迫癥患者腦內(nèi)環(huán)路磁共振波譜成像研究

陳峰，郭敏，劉濤，郭駿成，蔣湘玲

(海南省人民醫(yī)院科教處，海南?？?570311)

目的應(yīng)用磁共振波譜成像（MRS）研究首發(fā)強迫癥患者腦內(nèi)環(huán)路物質(zhì)代謝，探討其發(fā)病機制。方法對20例首發(fā)強迫癥患者及20例健康志愿者行常規(guī)磁共振及三維磁共振氫質(zhì)子波譜(1H-MRS)檢查，測量雙側(cè)前額葉、眶額葉、尾狀核頭部、前扣帶回、丘腦的N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿復(fù)合物(Cho)與肌酸(Cr)的比值，對兩組之間各部位的比值分別進行兩獨立樣本t檢驗。結(jié)果首發(fā)強迫癥組患者丘腦的Cho/Cr比值(1.37±0.11)明顯高于對照組(1.17±0.09)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；而前額葉、眶額葉、尾狀核頭部、前扣帶回的Cho/Cr比值與對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。首發(fā)強迫癥患者尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr分別為(1.22±0.15)、(1.22±0.11)，明顯低于對照組[分別為(1.47±0.17)、(1.35±0.11)]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；前扣帶回、眶額葉的NAA/Cr分別為(2.92±0.15)、(2.78±0.23)，均高于對照組[分別為(2.76±0.21)、(2.57±0.18)]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；而前額葉未見明顯變化(P＞0.05)。結(jié)論首發(fā)強迫癥患者皮質(zhì)-紋狀體-丘腦-皮質(zhì)環(huán)路的功能存在障礙，該神經(jīng)環(huán)路在強迫癥發(fā)病機制中可能起著一定的作用。

強迫癥；腦；磁共振波譜

強迫癥(Obsessive-compulsive disorder，OCD)是一組以強迫癥狀(主要包括強迫觀念和強迫行為)為主要臨床表現(xiàn)、具有較高致殘性的神經(jīng)癥[1]。目前認為強迫癥患者的發(fā)病與腦內(nèi)存在神經(jīng)解剖環(huán)路(前額葉、基底節(jié)、邊緣系統(tǒng)和丘腦)功能異常有關(guān)，OCD的病因和發(fā)病機制至今不明[2-3]。磁共振波譜(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)是一種可以從活體組織中獲得神經(jīng)生化信息的分子影像學(xué)方法，且具有無創(chuàng)的優(yōu)點，是精神疾病的研究的新型技術(shù)手段。我們根據(jù)強迫癥患者腦內(nèi)物質(zhì)代謝的特點，應(yīng)用三維磁共振氫質(zhì)子波譜(1H-MRS)分析技術(shù)，探討其可能存在的神經(jīng)生化異常，為揭示強迫癥神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)提供研究線索。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 強迫癥組為我院2010年l月至2012年12月心理咨詢中心門診就診的首發(fā)強迫癥患者。入組標準：(1)年齡18～60歲；(2)符合DSM-Ⅳ強迫癥診斷標準；(3)所有患者均為首次發(fā)病，未服用任何抗抑郁藥及其他精神藥物；(4)頭顱MRI未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷；(5)排除其他系統(tǒng)疾病及家族精神病史患者；(6) Yale-Brown強迫量表評分≥20分；(7)均為右利手。共20例患者符合入組標準。其中男性13例，女性7例；年齡15～45歲，平均(28.8±8.3)歲；病程0.6～8年，平均(3.66±4.05)年；受教育年限8～15年，平均(10.9±2.2)年；Yale-Brown強迫量表評分25～38分，平均(19.2±3.8)分。

1.1.2 正常對照組為同期來院的健康體檢者。入組標準：(1)年齡、性別、受教育年限與強迫癥患者相匹配；(2)未合并嚴重心、肝、肺、胰、腎等臟器的疾病，未合并內(nèi)分泌及代謝性疾?。?3)患者本人及一級親屬無精神疾病史；(4)頭顱MRI未見結(jié)構(gòu)性損害；(5)均為右利手。共20例，其中男性12例，女性8例；年齡15～46歲，平均(29.2±8.6)歲；受教育年限8～16年，平均(11.1±2.4)年。兩組的性別(χ2=0.131，P=0.717)、年齡(t=-0.119，P= 0.897)、受教育年限(t=-0.216，P=0.831)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。

1.2 方法本研究設(shè)計類型為病例對照研究。

1.2.1 診斷及量表評定由至少兩名經(jīng)過培訓(xùn)的精神科主治醫(yī)師及以上級別醫(yī)生對患者做出強迫癥的臨床診斷，Yale-Brown強迫量表評分由精神科醫(yī)師評估。

1.2.21H-MRS數(shù)據(jù)采集放射科醫(yī)師不知曉研究對象的臨床情況，對所有被研究對象行常規(guī)頭顱MRI檢查，磁共振掃描儀采用美國GE公司產(chǎn)Signa 1.5 T Twinspeed/ExciteII超導(dǎo)型，頭部相控陣線圈為8通道，MRI檢查除外腦部病變，包括橫軸位液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列T1W I，橫軸位快速恢復(fù)快速自旋回波序列以及T2-FLAIR序列，并為1H-MRS掃描定位。由2名經(jīng)過培訓(xùn)的放射科副主任醫(yī)師采用MRS專用頭線圈，共同在常規(guī)T2加權(quán)圖像上選擇感興趣區(qū)包括雙側(cè)前額葉、眶額葉、丘腦、尾狀核頭部、前扣帶回等，1H-MRS取樣點左右對稱，體積約40 cm3，取兩側(cè)平均值。掃描時間及測量的體素分別為13m in 24 s、1 cm3，采集波譜用點解析序列(PRESS)。成像參數(shù)為：發(fā)射頻率為及相位均為10mm/s；間隔及層厚均為10mm；視野(FOV)16；重復(fù)時間(TR)/回波時間(TE)1 000ms/144ms；水抑制平均98.6%。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理所用軟件：Functool 2分析軟件(美國GE公司)，ACD 4.0版軟件(美國SUN公司)。分別測取雙側(cè)前額葉、眶額葉、尾狀核頭部、前扣帶回、丘腦為感興趣區(qū)的膽堿復(fù)合物(Choline，Cho)/肌酸(Creatine，Cr)、N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)/Cr的比值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法使用SPSS for w indows11.5統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。對兩組Cho/Cr、NAA/Cr的比值進行兩獨立樣本t檢驗。P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

選取ROI的Cho/Cr、NAA/Cr的比值在左右側(cè)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，故將之合并進行統(tǒng)計分析。首發(fā)強迫癥組丘腦的Cho/Cr比值(1.37±0.11)明顯高于對照組(1.17±0.09)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；而前額葉、前扣帶回、眶額葉、尾狀核頭部的Cho/Cr比值與對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表1。首發(fā)強迫癥組尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr[分別為(1.22±0.15)、(1.22±0.11)]明顯低于對照組[(分別為(1.47±0.17)、(1.35±0.11)]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；前扣帶回、眶額葉的NAA/Cr[(分別為(2.92±0.15)、(2.78±0.23)]均高于對照組[分別為(2.76±0.21)、(2.57±0.18)]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；而前額葉未見明顯變化(P＞0.05)，見表2。

表1 強迫癥組與對照組各腦區(qū)Cho/Cr比較(±s，mmol/L)

表1 強迫癥組與對照組各腦區(qū)Cho/Cr比較(±s，mmol/L)

組別前額葉前扣帶回皮質(zhì)眶額葉尾狀核頭部丘腦強迫癥組Cho/Cr(n=20)對照組Cho/Cr(n=20) t值P值2.25±0.122.19±0.132.22±0.391.13±0.141.37±0.11 2.29±0.092.18±0.101.92±0.161.12±0.161.17±0.09 -1.105 0.277 0.175 0.862 0.894 0.378 0.112 0.911 5.810 0.000

表2 強迫癥組與對照組各腦區(qū)NAA/Cr比較(±s，mmol/L)

表2 強迫癥組與對照組各腦區(qū)NAA/Cr比較(±s，mmol/L)

組別前額葉前扣帶回皮質(zhì)眶額葉尾狀核頭部丘腦強迫癥組NAA/Cr(n=20)對照組NAA/Cr(n=20) t值P值2.75±0.232.92±0.152.78±0.231.22±0.151.22±0.11 2.77±0.242.76±0.212.57±0.181.47±0.171.35±0.11 -0.250 0.804 2.672 0.011 3.080 0.004 -4.629 0.000 -3.770 0.001

3 討論

腦內(nèi)環(huán)路異常的人可直接或在外界因素的影響下間接誘發(fā)神經(jīng)癥。目前普遍認為強迫癥患者定位于皮質(zhì)-紋狀體-丘腦-皮質(zhì)神經(jīng)環(huán)路(Cortico-striatal-thalam ic-cortical，CSTC)存在器質(zhì)性改變[4]。該環(huán)路的皮質(zhì)-紋狀體-蒼白球內(nèi)側(cè)部-丘腦-皮質(zhì)直接通路有異化運動的功能，而皮質(zhì)-紋狀體-蒼白球外側(cè)部-丘腦底核-丘腦-皮質(zhì)這一間接通路可將不想要的運動抑制，二者的不平衡狀態(tài)導(dǎo)致OCD癥狀的產(chǎn)生。經(jīng)手術(shù)將難治性O(shè)CD患者直接通路毀損后，使其平衡得以恢復(fù)從而改善OCD癥狀及緩解CSTC環(huán)路的高代謝狀態(tài)。然而，極少有研究應(yīng)用MRS從環(huán)路的代謝角度去探討OCD可能的發(fā)病機制，本研究利用磁共振波譜成像手段進行初步探討。

本組資料中，首發(fā)OCD組患者丘腦的Cho/Cr比值較對照組明顯提高，而在其他部位無統(tǒng)計學(xué)差異，提示丘腦高Cho可能是OCD的病理現(xiàn)象或代償反應(yīng)。對Cho增高的機制有如下解釋：Cho是與記憶、情緒密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的前體，Cho信號成分包括磷脂酰膽堿、甘油磷酸膽堿，被認為是膠質(zhì)細胞代謝和功能改變的反映，為情緒紊亂的病理生理基礎(chǔ)。而磷脂酰膽堿是參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的第2信使的重要來源，因此，丘腦可能是OCD病理生理學(xué)的核心區(qū)域[5]，其高Cho峰的出現(xiàn)與該部位神經(jīng)細胞膜磷脂代謝及細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的異常有關(guān)。OCD在CSTC環(huán)路中的原發(fā)病理部位可能為紋狀體，而具有信息的門控作用的部位則為丘腦，紋狀體功能異常進而其減弱其對丘腦的抑制作用，加重后者的門控功能缺陷，最終高度激活眶額皮層和前扣帶回而使患者出現(xiàn)強迫性思維和行為。為代償紋狀體的功能可通過強迫動作行為使丘腦繼續(xù)發(fā)揮門控功能，起到減輕強迫性思維和緩解焦慮的作用。

本組結(jié)果顯示首發(fā)OCD患者丘腦、尾狀核頭部的NAA/Cr明顯低于對照組。Fitzgerald等[6]研究顯示，未成年OCD患者左右內(nèi)側(cè)丘腦的NAA水平顯著降低；OCD患者左內(nèi)側(cè)丘腦的NAA濃度與癥狀嚴重程度成負相關(guān)。Bartha等[7]研究顯示，OCD患者左側(cè)紋狀體中的NAA水平顯著降低。這些結(jié)果與本研究結(jié)果類似。NAA是神經(jīng)元的標志峰，是神經(jīng)元完整性和功能的反應(yīng)。OCD患者尾狀核頭部、丘腦的NAA濃度水平降低，可能與神經(jīng)元和軸突的破壞缺失、功能異常及損傷等有關(guān)。本研究還顯示前扣帶回、眶額葉的NAA/Cr均高于對照組，其他部位未見差異。Russell等[8]研究顯示，兒科OCD患者左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層的NAA濃度水平顯著升高。Fan等[9]研究顯示，OCD患者內(nèi)側(cè)前額葉的NAA濃度水平顯著升高。Whiteside等[10]研究顯示，與健康對照組比較OCD患者右側(cè)眶額白質(zhì)的NAA濃度升高。這些腦區(qū)NAA濃度升高(神經(jīng)元代謝活性增高)可能引起OCD有關(guān)的皮層-丘腦軸的病理性興奮，使一些常規(guī)程序在環(huán)路中活動，導(dǎo)致習(xí)慣化或儀式化的行為及情緒障礙。NAA濃度變化反映了不同病理生理狀態(tài)下神經(jīng)元數(shù)量和功能的變化，有證據(jù)表明局部NAA濃度的改變存在可逆性，這種可逆性取決于神經(jīng)元損傷的程度。遺憾的本組研究未進行動態(tài)的縱向研究。

值得注意的是，盡管OCD患者腦局部生化代謝確實存在異常，特別是在額葉皮層、前扣帶回、尾狀核及丘腦等腦區(qū)，但受到樣本量、年齡、性別、病程、服藥與否、感興趣區(qū)域(ROI)的選取等諸多混雜因素的影響，其研究結(jié)果還存在不一致性。但本組資料選擇首發(fā)OCD未治療患者作為研究對象，最大程度的避免了混雜因素的影響，其結(jié)果支持CSTC環(huán)路功能失調(diào)的假說。因此，我們認為強迫癥是多個腦區(qū)病變以及多個腦區(qū)之間的相互連接出現(xiàn)了異常，而并非某一種神經(jīng)細胞或者某一腦結(jié)構(gòu)發(fā)生病變，因此多點研究是非常必要的。

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Study of neu roanatom ical circuit in first-ep isode obsessive-compulsive disorder by magnetic resonance spectroscopy.

CHEN Feng,GUO Ming,LIU Tao,GUO Jun-cheng,JIANG Xiang-ling.Science and Education Department,People'sHospital of Hainan Province,Haikou 570311,Hainan,CHINA

Objectivee To find the characteristics ofmetabolic changes in neuroanatomical circuit in patients with first-episode obsessive-compulsive disorder through 1H-MRS.MethodsTwenty patientswith first-episodeobsessive-compulsive disorder(the study group)and tw enty gender-and age-matched normal controls(the control group)were involved in the study.The neurochem ical abnormalities including the levels of choline(Cho)/creatine (Cr),N-acetylaspartate(NAA)/Cr were measured respectively in prefrontal lobe,anterior cingutate,orbital frontal lobe,caudate nucleus and thalamusw ith three-dimension 1H-protonmagnetic resonance spectroscopy(3D 1H-MRS).ResultsThe values of Cho/Cr ratios in thalamuswere significanthigher in the study group than the control group (P＜0.01),and the values of NAA/Cr in caudate nucleus,thalamus were significantly lower in the study group(P＜0.01),but the values of NAA/Cr in anterior cingutate,orbital frontal lobe were higher(P＜0.01).ConclusionThere are some specialneurochemical and histological structure changes(cortico-striatal-thalam ic-cortical cycle)in first-episodeobsessive-compulsive disorder.1H-MRScan find these changes through assessing themetabolic abnormalities.

Obsessive-compulsive disorder;Brain;Magnetic resonance spectroscopy(MRS)

R749.8

A

1003—6350（2014）04—0512—03

2013-07-20)

國家自然科學(xué)基金(編號：81260209)；海南省重點科技項目（編號：zdxm20100043、Zdxm20130073)；海南省自然科學(xué)基金項目(編號：30853)；海南省衛(wèi)生廳科技項目(編號：瓊衛(wèi)2009-7、瓊衛(wèi)2009-11和瓊衛(wèi)2010-重點-38)。

郭敏。E-mail：g2002m@163.com

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.04.0197