精神分裂症患者一级亲属脑组织磁共振质子波谱成像的初步研究

李旭文 杜秀娟 张 雄

精神分裂症是一组以幻觉、错觉、思维混乱及社会功能丧失为主要表现的脑功能退化性疾病,给社会造成了严重的负担,被普遍认为是具遗传倾向的精神疾病,其在一般人群中患病风险为 1%,而在精神分裂症生物学亲属中患病风险则明显升高[1];患者一级亲属中以子女的患病风险为最高(13%),其次为同胞(9%)[2]。目前,国内已经有研究人员通过研究证明了精神分裂症患者存在着脑组织 1H-M RS的异常表现[3],而针对精神分裂症患者一级亲属进行的 1H-M RS研究较少,为明确精神分裂症患者一级亲属是否存在脑组织 1H-M RS的异常,本研究选取了 36例精神分裂症患者一级亲属进行了脑 1H-M RS检查。

1 对象与方法

1.1 对象 ①精神分裂症一级亲属 (高危)组:共 36例,均为本院精神科住院患者的兄弟、子女,其中男 23例,女 13例,年龄 27～ 55岁,平均(35.1士 1.9)岁 ,均为右利手,无其他神经系统疾病及常见严重躯体疾病,无酒精、药物滥用史;②正常对照组:自愿参加本试验的 21例健康志愿者,其中男 10例,女 11例;年龄 27～ 37岁 ,平均 (25.3士 1.7)岁,均为右利手 ,无其他神经系统疾病及常见严重躯体疾病,无酒精、药物滥用史。两组对象性别、年龄的差异均无统计学意义(P均＞0.05)。

1.2 方法 1H-MRS检查及数据采集:事先向受检者描述将要进行的检查,使受检者处于清醒安静状态,将受检者头部固定于舒适的位置,所有扫描均采用 3.0T超导磁共振扫描仪(美国 GE公司)完成。选取左侧前额叶、丘脑、海马、桥脑相同容量的感兴趣范围,保证不同患者之间的一致性。1HM RS检查采用点分辨表面线圈法(PRESS)空间定位技术,单体素多次采集,体素体积 15x15x15mm3,重复时间(repeat time,TR)1500 ms,回波时间 (echo time TE)135ms,平均次数(average number,NA)8次,扫描时间 (acquire time,TA)3min,机器自动匀场、水抑制。

信号经随机软件(ADW4.4版本)处理后转换为数据和波谱图来反映 N AA、Cho、Cr的相对水平,数值以百万单位(ppm)表示,并以 Cr为参照物,计算 NA/Cr和 Cho/Cr比值。

1.3 统计处理 所获数据用 SPSS17.0软件包进行统计分析,采用独立样本t检验分析高危组与对照组间的 M RS数据,以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 高危组与对照组左侧额叶 1H-MRS检测结果比较见表 1。

表 1 高危组与对照组左侧额叶 1H-MRS检测结果的比较(±s)

表 1 高危组与对照组左侧额叶 1H-MRS检测结果的比较(±s)

组 别 N AA Cho Cr N AA/Cr Cho/Cr高危组 (n=30) 32.7± 6.13 19.3± 5.23 18.9± 5.00 1.76± 0.16 1.02± 0.09对照组 (n=21) 37± 3.87 22.6± 2.88 21.6± 1.99 1.72± 0.12 1.05± 0.12 t-1.63 -1.50 -1.33 0.63 -0.65 P 0.12 0.16 0.2 0.54 0.52

由表 1可见,高危组左侧前额叶 NAA、Cho、Cr低于同部位正常对照组,差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.2 高危组与对照组左侧海马 1H-MRS检测结果比较见表 2。

表 2 高危组与对照组左侧海马 1H-MRS检测结果的比较(±s)

表 2 高危组与对照组左侧海马 1H-MRS检测结果的比较(±s)

组 别 N AA Cho Cr N AA/Cr Cho/Cr高危组 (n=30) 23.8± 4.29 13.7± 2.75 12.9± 2.51 1.85± 0.15 1.08± 0.09对照组 (n=21) 28.9± 4.14 15.4± 1.81 15.9± 2.55 1.85± 0.06 0.99± 0.09 t-2.43 -1.45 -2.38 0.05 1.83 P 0.06 0.17 0.07 0.96 0.09

由表 2可见,高危组左侧海马 N AA、Cho、Cr低于同部位正常对照组,差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.3 高危组与对照组左侧丘脑 1H-MRS检测结果比较见表 3。

表 3 高危组与对照组左侧丘脑 1H-MRS检测结果的比较(±s)

表 3 高危组与对照组左侧丘脑 1H-MRS检测结果的比较(±s)

组 别 N AA Cho Cr N AA/Cr Cho/Cr高危组 (n=36) 45.0± 7.96 18.5± 2.92 22.2± 3.9 2.04± 0.18 0.84± 0.06对照组 (n=21) 44.1± 7.29 17.6± 2.94 19.3± 1.19 2.29± 0.26 0.91± 0.03 t 0.23 0.67 1.66 -2.43 -2.59 P 0.81 0.51 0.12 0.56 0.06

由表 3可见 ,高危组左侧丘脑 NAA、Cho、Cr及 NAA/Cr、Cho/Cr较同部位正常对照组接近,差异无统计学意义。

2.4 高危组与对照组桥脑 1H-M RS检测结果比较 见表4。

表 4 高危组与对照组桥脑 1H-MRS检测结果的比较(±s)

表 4 高危组与对照组桥脑 1H-MRS检测结果的比较(±s)

组 别 N AA Cho Cr N AA/Cr Cho/Cr高危组 (n=33) 38.3± 8.23 24.4± 6.19 16.4± 4.11 2.25± 0.17 1.49± 0.20对照组 (n=18) 36.2± 8.61 24.8± 8.54 16.5± 4.04 2.25± 0.05 1.49± 0.22 t 0.50 -0.13 -0.06 0.67 0.06 P 0.63 0.9 0.95 0.52 0.95

由表 4可见 ,高危组桥脑 NAA、 Cho、Cr及 N AA/Cr、Cho/Cr较同部位正常对照组接近,差异无统计学意义。

3 讨 论

3.1 精神分裂症遗传学病因研究成果 精神分裂症是一种复杂的多因素精神障碍,患病率在世界各地约为 0.5%～1%,临床表现以思维、情感、行为相互分裂为主要特征,病情有反复发作的倾向,部分患者病情持续进展,最终衰退为精神残疾。精神分裂症的病因尚未阐明,现代医学认为生物、社会及心理因素共同促成了本病的发生。目前研究表明精神分裂症是具有肯定遗传倾向的疾病,双生子与寄养子的研究显示精神分裂症的遗传度大约为 60%～80%[4],有许多学者在进行针对精神分裂症患者基因组扫描的研究时在不同的染色体位点上有过一些集中、独立重复的阳性发现,主要集中于 6号染色体短臂(6p),22号染色体长臂(22q)和 8号染色体短臂(8p)3个区域,这些阳性位点分别是 D6S274、D6S285、D6S296[5-8]。另有研究表明精神分裂症的发生可能与病前的神经发育障碍有关,脑影像学研究发现初发精神分裂症患者存在脑体积减小、脑灰质密度减低,脑室扩大、脑沟增宽等征象,尤其在颞叶及额叶后部较为明显,有资料证明经过 2～ 8年的随访发现初发精神分裂症患者的脑结构异常不随病程的进展而加重,精神分裂症的尸检脑组织病理研究的发现基本支持脑影像学的研究结果,一些研究发现精神分裂症患者脑皮质细胞数并未减少,脑皮质体积的缩小主要源于细胞聚集密度的增加,同时缺乏神经系统退行性变的特征,所以精神分裂症更倾向于神经发育源性的,而非神经系统退行性障碍[10]。

3.2 精神分裂症神经化学研究成果 为阐明精神分裂症的神经化学基础,多种神经化学影像技术如 PET、SPECT相继被引入到精神分裂症的研究中来并发挥了重要作用,但是因为这些检查具有放射性辐射的缺点,无法进行纵向研究。磁共振波谱分析技术(M RS)具有无辐射、非侵入性的优点,通过磁共振质子波谱(1H-M RS)分析可以测量 N-乙酰天门冬氮酸 (NAA)、胆碱 (Cho)、肌酸 (cr)、谷氨酸 (Glu)等代谢物水平,进而对大脑功能进行定性及定量分析[11],因此被广泛应用于精神分裂症的研究。1H-M RS研究提示,精神分裂症患者前额皮质神经元细胞团可能减少,MRS波谱表现为患者额、颞叶 NAA含量减少,N AA/Cr比率降低[12],在男性成年精神分裂症患者双侧海马区发现 Cho/Cr增高[13]。 Klemm等[14]对精神分裂症一级亲属和具有分裂症疾病谱症状的年轻患者进行研究发现多个脑区存在膜高分解代谢现象,提示膜降解增加可能是精神病高危者的一个标志,同时也与精神分裂症神经发育假说相吻合。

3.3 精神分裂症一级亲属脑组织磁共振神经化学研究的初步结果 我们的研究显示:精神分裂症一级亲属左侧前额叶、丘脑、海马及桥脑的 NAA、Cho、 Cr及 N AA/Cr、 Cho/Cr的数值及比值较同部位正常对照组接近,差异无统计学意义,实验所选择的感兴趣区内未发现可测的神经化学物质浓度变化。本研究结果可能由以下两种原因造成:第一,感兴趣区内存在神经化学物质浓度变化的客观事实,但是因为其浓度变化范围较小,因而在 1H-M RS中无阳性发现;第二,感兴趣区内不存在神经化学物质浓度变化的客观事实。这是因为国内外大量精神分裂症的遗传学研究表明精神分裂症的发生并不遵循孟德尔遗传学规律,是一种复杂的与遗传有关系的疾病,从精神分裂症的家谱调查资料中发现精神病患者一级亲属中以子女的患病风险为最高(13%),其次为同胞(9%),多数患者家属终生不患病并且具有正常人格特征,可能在这些健康的具有正常人格特征的患者一级亲属中不存在异常神经化学物质浓度变化。有关研究表明分裂型人格问卷(SPQ)的阴性分裂型人格、三维人格问卷(TPQ)中寻求新奇维度、奖赏依赖维度可考虑作为精神分裂症的遗传“内表型”指标,反映精神分裂症的遗传易感性[15],具有 SPQ阴性分裂型人格且在 TPQ调查中表现为寻求新奇维度评分高、奖赏依赖维度评分低的患者家属的精神分裂症遗传易感性高,本实验所选研究对象较少且均为具有正常社区生活的健康人员,这些研究对象没有经过问卷调查并被证明具有较高的遗传易感性,因而所得实验结果可能不是有意义的阴性结果。

综上所述,本研究的样本量有限,且在实验前并未依据SPQ、T PQ调查筛选研究对象,因此这只是我们对精神分裂症患者一级亲属脑 MRS变化的初步探索,研究结果及推论有待验证.在本次研究的基础上我院准备将来在扩大样本量并依据 SPQ、T PQ调查筛选有意义的具有较高遗传易感性的研究对象的基础上进行重复试验,以便深入探讨精神分裂症患者一级亲属脑 M RS的变化。

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