抑郁症自杀相关的脑磁共振研究进展☆

胡兰况利

·综 述·

抑郁症自杀相关的脑磁共振研究进展☆

胡兰*况利*

自杀想法 自杀未遂 抑郁症 磁共振 脑网络

根据2012年世界卫生组织公布的数据，全球每年有超过80万人死于自杀，自杀成为15～29岁年龄组第二大死因[1]。在我国，艾明等[2]针对重庆市9808名大学生的流行病学调查发现，其自杀未遂报告率为1.7%。自杀仍旧是当前重要的公共卫生问题。抑郁症患者是自杀高危人群，但临床上有相当一部分抑郁症患者并未出现过自杀行为，甚至未出现过自杀想法，说明自杀者有其独有的特质。磁共振技术可从大脑结构和功能的角度探索抑郁症患者自杀想法与自杀行为的生物表型。本文以抑郁症患者为探讨对象，总结磁共振研究中有自杀想法与自杀行为的抑郁症患者大脑结构及功能特征。

1 大尺度功能脑网络的概念

在大脑功能磁共振成像研究中发现，无论静息状态还是任务状态下，相隔甚远的各脑区功能活动呈现出高度的一致性或时间相关性，这种拥有高度时间相关性的各脑区构成大尺度功能脑网络，各网络内与网络间的协调合作是正常认知活动的神经基础[3]。研究发现，默认网络、突显网络与中央执行网络是大脑最核心的神经认知网络，三者的动态交互作用保证了各种认知任务的完成[3]。个体在清醒静息状态下，位于后扣带回皮层与内侧前额叶皮层的默认网络活动占优势，默认网络主要参与无外界刺激下个体的冥想与自我考察[3]；任务状态下，突显网络与中央执行网络处于激活状态，而默认网络功能下调。突显网络是整个核心网络动态交互作用的中枢，其关键节点位于前扣带回皮层与前岛叶皮层，还包括皮层下的杏仁核与黑质/腹侧被盖区，主要作用是探测、整合与过滤各种内外信息，在任务过程中负责下调默认网络并启动执行网络[3-4]。中央执行网络位于背外侧前额叶皮层与外侧后顶叶皮层，主要参与工作记忆中的信息维持与处理，以及目标导向行为下的问题解决与决策[3]。三大核心网络相互独立且又动态联系，任何一个网络出现异常都可能波及到其他网络。

2 抑郁症患者自杀想法的磁共振研究

临床上，抑郁症患者中仅有自杀想法者远多于自杀未遂及自杀死亡者，在自杀未遂行为出现之前对自杀风险高的患者进行有效识别更有意义[5]。然而目前针对抑郁症患者自杀想法的磁共振研究甚少。

2.1 结构磁共振研究在清晰的自杀想法出现前，个体常会出现生存意愿减弱或被动死亡意愿等轻度自杀想法，

TAYLOR等[6]运用T1加权像体素分析与弥散张量成像技术对21例当前仅有上述轻度自杀想法的复发性抑郁症患者与53例年龄、性别等相匹配的无自杀想法的复发性抑郁症患者及91名健康对照进行研究，发现两组患者之间大脑灰质体积并未见明显差异，但相比于无自杀想法的抑郁症组，有自杀想法的抑郁症组大脑左半球额、顶、颞叶部分皮层厚度较薄，尤其在脑岛部位，且大脑丘脑附近中央白质区及胼胝体压部与放射冠后部的白质纤维部分各向异性值降低，提示白质纤维层面存在损害。以上结构中，脑岛是突显网络的关键节点，也是三大核心网络的中心枢纽，其皮层厚度变薄提示突显网络结构及相应功能受损的可能；而胼胝体压部与放射冠后部的白质纤维连接着脑默认网络后部节点，其损伤可能影响了默认网络的功能。可见，伴有轻度自杀想法的抑郁症患者大脑核心网络的结构可能已经出现异常。

2.2 功能磁共振研究MARCHAND等[7]对22例复发性抑郁症男性患者进行功能磁共振研究，采用手指运动范式激活被试大脑纹状体—皮层中线结构网络，结果显示当前自杀想法越强烈，则任务所导致的大脑左侧颞上回、右侧额上中回、右侧楔前叶及右侧顶下小叶的血氧水平依赖（blood oxygen level dependent，BOLD）信号下调越明显，这些脑区涉及初级感觉皮层以及默认网络节点；该研究还发现，大脑左侧壳核与左内侧前额叶、左侧壳核与右侧壳核的功能连接与当前自杀想法强度呈正相关，而右侧壳核与右侧前扣带回的功能连接与当前自杀想法强度呈负相关。前扣带回是突显网络的关键节点，其主要功能是对当前内外刺激环境下的冲突进行监控与认知控制，并对监控结果进行评估，进而减少随后操作中的冲突[3]。综合以上研究结果，自杀想法强烈的患者大脑似乎处于一种“敏感”或“待命”状态，在执行任务时很容易由默认状态进入执行状态。但该过程中似乎存在突显网络监控作用的弱化，决策过程容易绕过前扣带回的筛检。这种监控功能弱化可能与自杀相关的某些行为特质有关，如冲动与攻击水平增高、问题解决能力减弱等。

3 抑郁症患者自杀未遂的磁共振研究

研究表明，自杀未遂者是自杀的高危人群[8]，且自杀未遂与自杀死亡在人口统计学、临床特征及神经生物学上都存在显著的相似性[9]。目前大多数自杀相关的脑磁共振研究聚焦在自杀未遂行为。

3.1 结构磁共振研究大量研究发现，相比于无自杀未遂的抑郁症对照组，伴有自杀未遂的抑郁症患者大脑存在多处灰质萎缩及白质纤维受损，广泛累及三大核心网络的多个节点。额叶—前扣带回—纹状体环路是备受研究者关注的自杀行为相关神经环路。WAGNER等[10]将有自杀未遂或一级亲属有自杀未遂的抑郁症患者定义为自杀高风险者，采用T1加权像对15例自杀高风险抑郁症患者与15例无自杀高风险的抑郁症患者及30名健康对照进行研究，结果显示，相比于对照组，两组抑郁症患者大脑额叶—纹状体—边缘系统环路灰质密度显著降低，而相比于无自杀高风险的抑郁症组，自杀高风险抑郁症组大脑前扣带回喙部灰质密度明显降低。PENG等[11]进一步证实大脑前扣带回体积降低可能是抑郁症患者自杀行为的神经生物标志。随后WAGNER等[12]进一步发现，存在自杀高风险的抑郁症患者大脑左半球背外侧及腹外侧前额叶皮层明显变薄，这提示有自杀高风险的抑郁症患者大脑中央执行网络节点受损。从白质纤维层面看，相比于无自杀未遂的抑郁症患者，伴自杀未遂的抑郁症患者大脑经内囊前肢往返于左内侧额叶皮层、眶额叶与丘脑的白质纤维明显减少，说明连接前额叶的白质纤维出现异常[13-14]。纹状体是大脑参与奖赏功能的重要结构，早在2001年就有研究者发现有自杀未遂史的抑郁症患者大脑基底节区在T2加权像存在明显的高信号[15]，随后相继有不同研究发现伴自杀未遂的抑郁症患者大脑纹状体结构受损[10,16]。

以上研究结果证实，抑郁症患者的自杀未遂行为与大脑额叶—前扣带回—纹状体神经环路的结构异常有关。动物脑损伤模型的研究证实，该神经环路受损将引起一系列执行功能异常，包括行为失抑制、问题解决能力受损、强迫症状等，以及其他认知缺陷，如注意广度变窄、记忆力减退、计划能力减弱[17-18]。抑郁症伴自杀行为的患者执行功能受损，其中抑制控制能力损害尤其明显，冲动性与攻击性水平明显增高[19]，这可能与以上结构受损有关。

其他与抑郁症自杀未遂相关的脑区还涉及到海马与杏仁核，它们是边缘系统的重要结构。有研究认为，海马体积可作为急性自杀的预测因子，用海马体积小于5.00 cm3来预测急性自杀未遂可达到98.2%的阴性预测值[20]。相对于无自杀未遂的抑郁症患者，伴有自杀未遂的抑郁症患者大脑右侧杏仁核倾向于增大[21]，类似的结果出现在伴有自杀行为的精神分裂症患者中[22]。杏仁核长久以来被认为是大脑的情绪中枢，是大脑突显网络重要的皮层下节点，其与前额叶（主要是眶额叶与内侧前额叶）皮层之间存在丰富的神经纤维往返，这有利于实现与大脑皮层网络信息整合[23]。但杏仁核体积增大与自杀未遂之间的相关机制目前尚不清楚。

3.2 功能磁共振研究FAN等[24]采用静息态功能磁共振低频振荡振幅（amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF）方法进行研究发现，相比于无自杀未遂的抑郁症组及健康对照组，伴自杀未遂的抑郁症患者大脑右侧初级听觉皮层颞上回的低频（0.01～0.08 Hz）活动增强。CAO等[25]进一步发现，相比于无自杀未遂的抑郁症患者，有自杀未遂的抑郁症患者在静息状态下大脑左半球额上回与额中回的低频活动明显降低，且以上脑区低频活动强度与临床Barratt冲动量表评分呈负相关。目前，针对抑郁症伴自杀未遂的静息态大尺度功能脑网络特性研究尚未见报道。

任务状态下的研究显示，伴与不伴自杀未遂的抑郁症患者对各种情绪刺激反应不同。PAN等[26]采用不同表情（高兴、中性、愤怒）刺激对伴与不伴自杀未遂的抑郁症患者进行功能磁共振研究，结果显示，相比于无自杀未遂的抑郁症患者，伴有自杀未遂的抑郁症患者对正性表情刺激的反应相对不足，而负性表情刺激则更容易进入此类患者的初级感觉皮层，并引起大脑前扣带回—背外侧前额叶注意控制环路的过度激活，且在此过程中，大脑突显网络内部出现异常，前扣带回与岛叶的功能连接明显降低；另外，有自杀未遂者对外界不同性质表情刺激切换的反应相对不足，当愤怒表情切换为中性表情时梭状回激活不足，当高兴表情切换为中性表情时，前扣带回与左内侧额回的激活不足，这可能与患者某些认知僵硬特质有关。抑制控制功能一直是自杀行为研究中的热点，Go/No-Go任务是研究该功能的经典范式，但两项采用Go/No-Go范式针对不同年龄段抑郁症患者的功能磁共振研究却未能发现与自杀未遂相关的脑异常激活区[27-28]。

4 展望

总结当前抑郁症伴自杀想法或自杀行为的磁共振研究可以发现，仅有轻度自杀想法的患者大脑结构损伤不明显，功能磁共振可早期识别自杀想法强的患者；伴自杀未遂的抑郁症患者存在明显的大脑结构损伤，广泛涉及三大核心网络的多个节点，在面对社会表情刺激时表现出比无自杀未遂的抑郁症患者更显著的“正弱负强”特点。然而，由于缺乏前瞻性纵向研究，尚不明确以上关于自杀想法与自杀未遂行为的大脑特征是属于各自本身的素质特征，还是属于自杀进程发展中的连续累积变化。

未来的磁共振研究在以下方面拥有巨大前景，需要重点拓展。第一，脑功能连接研究，尤其是三大核心网络的动态交互作用。目前发现多种精神疾病存在不同的脑功能连接紊乱，这为解释各种疾病的神经生物机制提供了重要视角。然而，当前针对自杀行为的脑功能连接研究较少，针对三大核心脑网络以及大脑小世界属性的研究则尚未见报道。第二，影像遗传学研究。自杀者存在大脑结构与功能的改变，而影像遗传学则可深入探讨遗传负荷与环境因素在自杀行为中的作用。第三，青少年人群自杀行为研究。最近一项针对无精神疾病青少年自杀行为的功能磁共振研究显示，青少年自杀行为可能具有潜在的特异神经网络环路，包括额叶—顶叶—小脑环路、额—顶网络、额叶—边缘系统环路以及脑默认网络[29]。青少年时期大脑尚未发育成熟，容易受环境因素的影响，且大脑边缘系统与前额叶发育不平衡，故青少年更容易出现冲动冒险行为[30]；然而，该时期大脑可塑性强，这为自杀干预提供了契机。最后，应加强伦理学允许范围内的纵向研究，追踪整个自杀进程中大脑结构与功能的动态改变，寻找自杀的素质与状态表型。

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R749.4(

2016-05-12）

A（责任编辑:肖雅妮）

10.3969/j.issn.1002-0152.2016.11.011

☆ 重庆市科委重点项目（编号：CSTC;2015shmszx120077）；重庆市卫生局项目（编号：2015XMSB000442）；西部精神医学协会课题（编号：Wcpafund-201504）

* 重庆医科大学附属第一医院精神科（重庆 400016）

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