青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦的1H-MRS分析研究＊

河南省鄭州市第九人民醫院(河南 鄭州 450053)肖 紅 趙玲玲 張 萍

青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦的1H-MRS分析研究＊

河南省鄭州市第九人民醫院(河南 鄭州 450053)
肖 紅 趙玲玲 張 萍

目的 探討青少年抑郁癥患者額葉、海馬及丘腦部位的神經生化代謝物質水平變化。方法 利用質子磁共振波譜分析(1H-MRS)技術分別定量分析28例青少年抑郁癥患者(抑郁組)和28例健康青少年(對照組)的前額葉皮質、海馬及丘腦中生化代謝物質N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)、谷氨酸復合物(Glx)、肌酸復合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的水平，并計算NAA/Cr、Cho/Cr、GLx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的值。結果 抑郁癥組雙側前額葉皮質和海馬組織的NAA/Cr值均明顯低于正常對照組(P＜0.01或P＜0.05)。抑郁癥組雙側前額葉皮質Cho/Cr值均高于正常對照組(P＜0.05或P＜0.01)。右側額葉和右側海馬的Glx/Cr值均低于正常對照組(P＜0.05)，差異有統計學意義。右側海馬mI/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)。丘腦中各種代謝物的相對含量在抑郁癥組與對照組間的比較，差異不顯著(P＞0.05)。結論 青少年抑郁癥患者的額葉和海馬是發病過程中的主要影響部位，其中NAA水平的變化與抑郁癥的發生最為密切。

青少年；抑郁癥；1H-MRS；生化代謝物質；額葉；海馬

磁共振質子波譜分析(Proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)是利用磁共振現象和化學位移作用檢測活體組織器官的能量代謝、生化改變以及化合物的相對含量的一種非創傷性檢測技術[1,12]。從生化角度來研究認知功能的生理學基礎已逐漸受到關注，國內外此方面的研究多針對癡呆、癲癇及精神分裂癥[2-4]。對抑郁癥患者腦部代謝物質變化情況的研究較少，且現有的報道結論不一，尤其是對青少年抑郁癥患者的相關研究幾乎沒有報道。本研究對青少年抑郁癥患者額葉皮質、海馬和丘腦等腦區進行多體素1H-MRS掃描，測定這些腦區的N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(cho)、肌酸(Cr)、谷氨酸復合物(Glx)、肌酸復合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的含量，以探討青少年抑郁癥患者發病的生化基礎。

1 研究對象

1.1 抑郁癥組 選自2010年6月至2013年3月期間在鄭州市第九人民醫院精神科的青少年首發抑郁癥患者，符合美國精神障礙與診斷手冊第4版(DSM-IV)抑郁癥診斷標準[5]，24項漢密爾頓抑郁量表[6](Hamilton Depression Scale, HAMD)評分＞20分，無精神活性物質濫用史。入組時所有患者均未服用抗抑郁劑。共28例患者，其中女性21例，男性7例；年齡在13～20歲之間。

表1 雙側前額葉皮質1H-MRS檢測的比較

表1 雙側前額葉皮質1H-MRS檢測的比較

注：與對照組比較，*P＜0.05，**P＜0.01

NAA/Cr 2.01±0.27 1.63±0.26 1.12±0.16** 0.97±0.23** Cho/Cr 1.16±0.61 0.88±0.28 1.45±0.42* 1.31±0.76* Glx/Cr 0.35±0.24 0.41±0.27 0.28±0.22 0.28±0.20* mI/Cr 0.07±0.02 0.03±0.05 0.11±0.19 0.09±0.02 Cr2 /Cr 0.54±1.24 0.12±0.14 0.67±0.34 0.15±0.33

表2 雙側海馬1H-MRS檢測的比較

表2 雙側海馬1H-MRS檢測的比較

注：與對照組比較，*P＜0.05

NAA/Cr 2.55±1.66 2.14±0.98 1.72±0.63* 1.74±0.59* Cho/Cr 1.34±0.43 0.75±0.21 1.30±1.75 0.88±0.23 Glx/Cr 0.46±0.34 0.36±0.22 0.34±0.34 0.21±0.27* mI/Cr 0.04±0.09 0.02±0.03 0.13±0.37 0.08±0.06* Cr2 /Cr 0.64±0.6 0.43±1.54 0.49±0.57 0.55±0.29

1H-MRS檢測的比較表3 雙側丘腦

1H-MRS檢測的比較表3 雙側丘腦

注：與對照組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；“—”為圖像欠佳，剔除相應數據。

測定項目 對照組 抑郁組左側 右側 左側 右側NAA/Cr 2.01±0.45 1.85±0.74 1.94±0.56 1.78±0.67 Cho/Cr 1.33±0.31 1.28±0.61 1.44±0.42 1.35±0.48 Glx/Cr 0.13±0.18 0.11±0.10 0.21 ±0.05 0.14±0.10 mI/Cr 0.44±0.39 — 0.51±0.12 —Cr2 /Cr 1.33±0.88 0.87±0.73 0.98±0.32 0.79±0.44

1.2 正常對照組 一共28例，均為13～20歲的健康志愿者， HAMD評分＜8分。鑒于本研究采用配對設計，正常對照組的選取原則：性別與其配對患者相一致；②年齡與其配對的患者相差不超過2歲；③教育年限與其配對的患者相當。

所有被試者均排除頭部外傷史、器質性精神障礙、酒精和藥物濫用等。且在性別分布、年齡和受教育年限上無顯著性差異(P＞0.05)。所有研究對象均為右利手，且本人或其家屬均對該研究內容知情并簽署知情同意書。

2 方 法

2.1 量表評定 所有被試者在磁共振檢查當天由同一位精神科主治醫師評定HAMD評分，平均分為(23.6±3.9)分。頭部結構的MRI掃描結果由1名不知被試者情況的影像科醫師做出評價，沒有發現明顯結構方面的異常。H-MRS檢查1H-MRS檢查采用Magnetom Avanto 1.5T超導磁共振系統(SIEMENS, Germany)完成。首先以SE序列行MRI常規掃描排除腦部病變，并為1H-MRS

2.21定位，采用三軸定位。定位后選定感興趣區(VOI)(16×16)，體素大小1cm×1cm×1.5cm，避開顱骨、脂肪、氣腔及腦脊液等結構，并使用飽和帶，避免周圍組織對檢查結果的影響。體素內以多體素3D-CSI序列進行1H-MRS掃描，重復時間(repeat time，TR)=1700ms，回波時間(esho time，TE)=135ms，平均次數(average number, NA)=192次，掃描時間(aquire time, TA)=4min48s，機器自動勻場、水抑制及調諧，信號經西門子隨機軟件處理后轉換為數據及波譜反映N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)、肌酸復合物(Cr、Cr2)、谷氨酸復合物(GLx)及肌醇(mI)的相對水平，并以Cr為參照物，計算NAA/Cr、Cho/Cr、Glx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的比值。

2.3 統計學處理 采用MATLAB7.0進行統計分析，所有計量資料均采用表示。先進行數據的正態性檢驗和方差齊性檢驗，然后利用獨立樣本t檢驗對患者組與對照組代謝物相對含量差異進行分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

3 結 果

3.1 額葉中代謝物質相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組前額葉皮質部位的各種代謝物質相對含量進行比較，結果顯示抑郁癥組雙側前額葉皮質的NAA/Cr值均明顯低于正常對照組(P＜0.01)，Cho/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)，右側Glx/Cr值低于正常對照組(P＜0.05)，差異有統計學意義。mI/Cr值和Cr2/Cr值的變化無顯著性(P＞0.05)，見表1和圖1。

圖1-4 雙側前額葉皮質1H-MRS檢測的波譜圖。（圖1、2為左側額葉，對照組vs抑郁組；圖3、4為右側額葉，對照組vs抑郁組）；圖5-8 雙側海馬1H-MRS檢測的波譜圖。（圖5、6為左側額葉，對照組vs抑郁組；圖7、8為右側額葉，對照組vs抑郁組）；圖9-12 雙側丘腦1H-MRS檢測的波譜圖。（圖9、10為左側額葉，對照組vs抑郁組；圖11、12為右側額葉，對照組vs抑郁組）。

3.2 海馬中代謝物質相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組海馬部位的各種代謝物質相對含量進行比較，結果顯示抑郁癥組海馬組織的NAA/Cr值均低于正常對照組(P＜0.05)，右側Glx/Cr值低于正常對照組(P＜0.05)，右側mI/Cr值高于正常對照組(P＜0.05)，差異均有統計學意義。Cho/Cr值和Cr2/Cr值的變化無顯著性(P＞0.05)，見表2和圖2。

3.3 丘腦中代謝物質相對含量的測定 抑郁癥患者組與正常對照組丘腦部位的各種代謝物質相對含量進行比較，結果顯示所有代謝產物在兩組間的差異均不顯著(P＞0.05)，右側mI/Cr值因圖片質量問題被剔除(見表3和圖3)。

4 討 論

抑郁癥是一種以顯著而持久的心境低落為主要特征的精神性疾病，發病機制不清。目前研究顯示，抑郁癥存在下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸異常[7]。1H-MRS能夠用無創性的方法在體內獲得足夠的神經化學信息，顯示抑郁癥腦部組織的病理生理變化，這為從本質上研究青少年抑郁癥患者腦組織的微觀改變提供了新的研究思路。1937年Papez提出邊緣結構情緒學說，認為包括丘腦前核、丘腦中線核、扣回帶、海馬等邊緣結構的情感回路，參與情感體驗與情感表達。1H-MRS技術能夠在感興趣區對一系列代謝物質種類和數量改變進行活體、無創測定，如NAA、Cho、Glx和Cr等[9,10]。這些指標能夠直觀反映神經元和軸索內，由線粒體合成，其含量多少可以作為檢測神經密度計功能狀況的標志物。

本研究結果顯示，在前額葉、海馬及丘腦中NAA的相對含量與正常對照比較均有所下降，但丘腦中的差異不顯著。NAA含量下降可見于神經元損傷或數量減少，線粒體代謝功能受損以及累及神經元和軸索的神經系統疾病。Gruber等[11]研究發現，前額葉NAA/Cr值遠低于對照，與我們研究結果相一致。另外，本研究顯示，與正常對照組比較，抑郁癥組海馬中的NAA/Cr、Glx/Cr、mI/Cr均產生了異常，表明海馬組織是抑郁癥發生中有重要影響的腦部位。海馬與人類神經系統結構的可塑性、學習、記憶及情感等高級認知功能密切相關，海馬神經發生與抑郁癥的發病機制有關，有研究表明抑郁癥患者的海馬體積能夠選擇性縮小[12]。

總之，利用磁共振質子波譜研究生化代謝物質的變化，為進一步探討青少年抑郁癥患者發病的神經生物學機制，為抑郁癥的臨床診斷和治療提供一定的生化基礎和依據。

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(本文編輯:謝婷婷)

The1H-MRS Analysis of Frontal Lobe, Hhippocampus and Thalamus in Patients with Adolescent Depressed*

XIAO Hong, ZHAO Ling-ling, ZHANG Ping． The Ninth People's Hospital of Zhengzhou city 450053

ObjectiveTo explore the changes of neural biochemical metabolites of fronta lobe, hippocampus and thalamus in patients with adolescent depression．Methods The Biochemical metabolites of frontal lobe, hippocampus and thalamus cortex, such as prefrontal ammonia acid (NAA), choline (Cho), glutamate complex (Glx), creatine compounds (Cr2, Cr) and inositol (mI) of 28 adolescent depression patients (depression group) and 28 healthy adolescents (control group) were quantitative analyzed by the proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) technique respectively． And the value of NAA/Cr, Cho/Cr, GLx/Cr, mI/Cr, Cr2/Cr were counted．Results The NAA/Cr values of bilateral prefrontal cortex and hippocampus of the depression group were significantly lower than those in normal control group (P＜0．01 orP＜0．05)．The Cho/Cr values of bilateral prefrontal cortical of the depression group were higher than those in normal control group (P＜0．01 or P＜0．05)．The right frontal lobe and the right hippocampus Glx/Cr values were lower than the normal control group (P＜0．05), the difference was statistically significant．The right hippocampus mI/Cr value was higher than the normal control group (P＜0．05)． The difference of relative contents of various metabolites in the thalamus between depression group and control group was not significant (P＞0．05)．Conclusion The main effect of the adolescent depression area are frontal lobe and hippocampus, and the changes of NAA level is closely relate to the occurrence of depression．

Adolescent; Depression;1H-MRS; Biochemical Metabolism; Frontal Lobe Hippocampus

R749.4+1

A

(2013年鄭州市科技局普通科技攻關項目,項目號:2013 0600)

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.07.08

2014-08-27

肖紅