有自杀意念双相障碍患者脑灰质体积形态测量分析研究☆

张昌 张然 魏胜男 王菲

双相障碍（bipolar disorder,BD）患者自杀风险高于一般人群，高达6%，自伤风险为30%～40%[1]。但BD患者的自杀机制尚不明确。自杀意念是自杀风险的危险因素之一，有自杀意念BD患者很可能企图自杀[2]，因此寻找BD自杀意念的影像学标记物可预防自杀行为的发生。早期研究发现BD患者脑室周白质、深部脑白质存在改变[3-4]。也有研究提示胼胝体[5-7]、前额叶部位[8]、海马[9]等灰质部位在有自杀行为BD患者中存在改变。然而，以往研究极少关注有自杀意念BD患者的脑影像改变。本研究拟采用基于体素的形态测量分析方法（voxel-based morphometry,VBM），探讨有自杀意念BD患者脑灰质结构的异常改变。

1 对象与方法

1.1 研究对象2009年至2017年在沈阳市精神卫生中心住院部和中国医科大学附属第一医院心理科门诊招募BD患者。纳入标准：①符合《美国精神障碍诊断与统计手册第四版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,Fourth Edition,DSM-Ⅳ）BD抑郁发作或躁狂发作诊断标准，由2名精神科医生使用DSM-Ⅳ轴Ⅰ诊断临床定式访谈对18岁及以上的被试进行诊断，而采用儿童少年精神障碍半定式诊断检查手册对小于18岁的被试进行诊断；②年龄15～50周岁。2009年至2017年通过广告招募健康对照（healthy control,HC）。纳入标准：①现在或者过去均不符任何DSM-Ⅳ轴Ⅰ诊断；②一级亲属无任何DSM-Ⅳ轴Ⅰ诊断疾病；③无自杀意念；④年龄15～50周岁。患者和HC排除标准：①符合除BD外的其他DSM-Ⅳ轴Ⅰ诊断；②患有可能与大脑组织变化相关躯体疾病，如高血压、糖尿病或肿瘤转移性疾病；③有神经系统异常史，如重大头部创伤、癫痫、脑血管瘤等；④有幽闭恐惧症；⑤有磁MRI禁忌症。共收集68例BD患者，其中28例有自杀意念（其中16例有自杀行为史），40例无自杀意念，以及46名HC。本研究通过中国医科大学伦理委员会批准。所有被试在研究前均被告知具体流程并签署知情同意书。

1.2 一般资料收集收集被试的一般资料，包括性别、年龄、受教育年限、使用精神科药物情况、是否首发。使用17项汉密尔顿抑郁量表 （17-item Hamilton depression rating scale,HAMD-17）评估抑郁程度，汉密尔顿焦虑量表 （Hamilton anxiety scale,HAMA）评估焦虑程度，杨氏躁狂量表（Young mania rating scale,YMRS）评估躁狂程度。

1.3 自杀意念评估BD患者自杀意念程度采用贝克自杀意念量表 （19-item Beck scale for suicide ideation,BSS）[10]进行评估。根据 BSS得分，将 BD患者分为两组，即分数为0则为无自杀意念BD组，分数0以上则为有自杀意念BD组。

1.4 MRI数据采集所有被试的MRI数据均在中国医科大学附属第一医院放射科第四扫描室的Sigma HDX 3.0T超导型MRI扫描仪上采集。采用标准8通道相控阵头正交线圈，软件版本为Release 8.3。所有被试在定位像后采用三维快速扰相梯度回波序列进行高分辨结构MRI成像。扫描参数：脉冲序列重复时间=7.1 ms，回波时间=3.2 ms，翻转角=13°，矩阵=240×240，视野=240 mm×240 mm，扫描层=176层，层厚=0 mm，体素大小=1 mm×1 mm×1 mm，扫描时间为502 s。被试在扫描中保持静息状态。

1.5 MRI数据预处理应用matlab平台上基于SPM8（Statistical Parametric Mapping,http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8）的VBM软件包进行预处理。处理步骤：①原始图像空间标准化至蒙特利尔空间，重采样为1 mm×1 mm×1.5 mm各同向性的体素；②采用非线性变换对每名被试的灰质体积调整，将体素值调整为经过个体脑大小校正后的局部组织相对体积；③对校正后的图像进行高斯平滑，标准为8 mm全高全宽。预处理后的图像被分割为灰质、白质和脑脊液，其中灰质图像用于体素水平的统计分析。

1.6 统计学方法应用SPSS 22.0分析一般资料和量表评分等。年龄、受教育年限、HAMD-17、HAMA、YMRS评分组间比较采用单因素方差分析（两两比较用LSD法）和独立样本t检验，性别、是否用药、是否首发等组间比较采用χ2检验。检验水准α=0.05，双侧检验。

MRI数据分析使用SPM8软件。有无自杀意念BD组和HC组灰质体积比较采用方差分析。当P＜0.001（簇体素数量＞410）时，认为差异具有统计学意义，采用高斯随机场校正 （Gaussian random field correction，GRF）。在事后分析中提取具有统计学差异脑区的灰质体积值进行两两比较，采用Bonferroni法进行多重校正，检验水准为0.05。

2 结果

2.1 一般资料有自杀意念BD组、无自杀意念BD组和HC组年龄、性别、受教育年限均无统计学差异（P＞0.05）。有无自杀意念BD两组间使用精神科药物情况、是否首发、HAMD-17评分、HAMA评分和YMRS评分亦未见统计学差异（P＞0.05）。见表1。

2.2 灰质体积三组被试灰质体积在4簇脑区差异具有统计学意义 （P＜0.001，GRF校正），包括CL1——右侧颞上回和右侧颞中回，CL2——左侧尾状核和左侧豆状壳核，CL3——左侧枕中回和左侧枕上回，CL4——右侧中央后回、右侧顶上回和右侧楔前叶。见表2和图1所示。

两两比较，对比HC组，有无自杀意念BD组灰质体积在 CL1、CL2和 CL3区域均减低 （P＜0.05），即右侧颞上回、右侧颞中回、左侧尾状核、左侧豆状壳核、左侧枕中回和左侧枕上回，而两患者组间未见统计学差异（P＞0.05）。而在CL4区域，两两组间差异均有统计学意义（P＜0.05），并且HC组、无自杀意念BD组和有自杀意念BD组灰质体积值依次递减。见表3所示。

3 讨论

图1 三组间全脑灰质体积差异的脑区。 CL1：右侧颞上回和右侧颞中回。CL2：左侧尾状核和左侧豆状壳核。CL3：左侧枕中回和左侧枕上回。CL4：右侧中央后回、右侧顶上回和右侧楔前叶。

表1 研究对象的一般资料

表2 三组间全脑灰质体积有差异的脑区

表3 差异脑区提取灰质体积值两两组间比较

本研究中纳入的有自杀意念BD患者与无自杀意念BD患者抑郁程度和躁狂程度均属于轻度，因而在HAMD评分、HAMA评分和YMRS评分上并未见统计学差异。而本研究的影像学结果发现相比HC，有无自杀意念BD在右侧颞上回、右侧颞中回、左侧尾状核、左侧豆状壳核、左侧枕中回和左侧枕上回这些脑区的灰质体积存在异常降低，而两患者组间并无统计学差异。这说明有无自杀意念BD在这些脑区均有灰质体积异常，可能是BD的疾病机制。颞叶皮质主要参与视觉记忆、语言理解和情感连接[11]，而枕叶负责视觉信息处理和加工。尾状核和豆状核属于纹状体的一部分，纹状体负责协调认知[12-14]。既往结构影像学研究发现，与无自杀企图精神障碍患者相比，有自杀企图精神障碍患者颞叶体积变得更小[15]。功能影像学研究也发现BD在壳核、颞中回存在局部一致性降低[16]，枕叶和顶叶低频振幅存在异常改变[17]，尾状核、颞上回功能连接降低[18-19]，有自杀意念BDⅡ型患者纹状体存在异常[4]。本研究结果与上述研究一致，提示颞叶和枕叶在BD的病理机制中有重要意义。

本研究另一发现是三组在右侧中央后回、右侧顶上回和右侧楔前叶的灰质体积上两两组间均存在统计学差异，这说明右侧中央后回、右侧顶上回和右侧楔前叶灰质体积减小可能既与BD的病理机制有关，也和自杀意念的机制有关。近期研究表明楔前叶体积与人类幸福感呈正相关[20]，而中央后回则负责语言加工、注意力等[21]，中央后回和楔前叶均在顶叶区域。LU等[17]研究发现儿童BD在楔前叶的低频振幅值存在显著下降，同时也有研究表明BD的顶叶在灰质体积[22]、功能连接[23]等方面存在异常。这些研究证明顶叶区域（包括中央后回和楔前叶）在BD的病理机制中具有重要作用，本研究结果与之相符。另外，关于自杀的研究也提示自杀行为与楔前叶[24]、顶叶异常具有相关性[25-26]，证明自杀患者的脑结构异常也涉及到顶叶区域，本研究发现与之相一致。

综上，本研究表明右侧中央后回、右侧顶上回和右侧楔前叶在BD和自杀意念的病理机制中具有重要作用，即顶叶区域灰质体积减小可能是有自杀意念BD患者特异的脑结构改变。但是，本研究也存在局限性：①横断面研究无法明确灰质脑区异常与有自杀意念BD的因果关系；②临床上可将BD分为Ⅰ型和Ⅱ型，但本研究因样本量较小未能进一步分型研究。在今后的研究中还需进行大样本或前瞻性研究帮助阐明有自杀意念BD特异的脑结构改变，预防BD潜在的自杀风险。