《2022年国民抑郁症蓝皮书》在抑郁症患者群体中收集了6670份有效问卷,问卷结果显示,50%抑郁症患者为在校学生,18岁以下的青少年抑郁症患者占总人数的30%,接近于成人。由此可见,抑郁症发病群体呈年轻化趋势,社会亟需重视青少年心理健康。

青少年抑郁症多以情绪低落、愉快感消失为主要症状,多伴有焦虑、身体不适和睡眠障碍。重症抑郁症(Major depression disorder, MDD)患者存在自杀念头、自残现象,给患者和家庭带来了沉重的经济和认知负担。

众多研究表明 ,MDD 多与大脑网络的拓扑改变有关。然而,现有研究更多关注于成年MDD患者,目前,少有研究关注青少年 MDD 患者的脑网络拓扑变化。但相对于成年患者,青少年 MDD 患者有更高的复发率和自杀率。因此,了解清楚青少年 MDD 的神经机制很有必要。

2023年9月,华南师范大学脑科学与康复医学研究院王金辉研究员团队领衔,联合浙江大学第一附属医院黄满丽教授研究团队,在 Psychoradiology 上发表研究文章“Aberrant single-subject morphological brain networks in first-episode, treatment-naive adolescents with major depressive disorder”。该研究发现青少年抑郁症患者的个体形态学脑网络表现出异常的拓扑性质,且这些拓扑异常与患者的临床和认知特征存在潜在关联。

该研究采用25名首发、未接受治疗的MDD青少年和19名年龄、性别匹配的健康对照组的结构磁共振成像数据,基于皮质厚度、分形维数、回转指数和沟深度分别构建单受试者形态脑网络,并采用基于图的方法进行拓扑表征。通过排列检验推断组间差异。对于显著的改变,研究团队使用部分相关性来检查它们与患者的临床和神经心理变量的相关性。最后,使用支持向量机对患者与对照组进行分类。

两组间年龄、性别、受教育程度差异无统计学意义(P>均为0.05)。然而,与健康对照组患者相比,青少年MDD患者的HAMD和CDRS-R评分显著升高(P<均为0.001)。在神经心理变量方面,青少年MDD患者在TMT B、SCWT A、SCWT B和SCWT C组上的表现均低于健康对照组(均为P<0.05)

首先,采用置换检验比较各形态学脑网络拓扑属性的组间差异。结果显示,青少年 MDD 的 4 种形态学网络中只有皮层厚度网络的拓扑性质发生改变(见图 1、2),具体表现为顶叶区域(左侧 PriMary Sensory Cortex)的节点中心性增高,而颞叶区域(左侧 ParaBelt Complex、右侧 Perirhinal Ectorhinal Cortex、右侧 Area PHT 和右侧 Ventral Visual Complex)的节点中心性降低。其中,右侧 Perirhinal Ectorhinal Cortex 的节点中心性仅在加权皮层厚度网络中降低。

图 1. 二进制皮层厚度网络节点属性的组间差异。MDD:重度抑郁症;HCs:健康对照

图 2. 加权皮层厚度网络节点属性的组间差异。MDD:重度抑郁症;HCs:健康对照。

接着,该研究检验了这些拓扑改变与患者临床和认知变量的关系。结果如图 3 所示,左侧 ParaBelt Complex 的节点中心性与阅读反应(SCWT A 的反应时)负相关,与发病年龄正相关;右侧 Perirhinal Ectorhinal Cortex 的节点中心性与病程正相关;右侧 Area PHT 的节点中心性与认知控制(SCWT C 的反应时)正相关。[Stroop Stroop Color Word Test,SCWT,斯特鲁普色词测验]

图3. MDD 青少年皮层厚度网络节点属性与临床和认知变量之间的关系。SCWT:Stroop Stroop Color Word Test,斯特鲁普色词测验。

最后,该研究使用支持向量机来区分青少年 MDD 和健康对照被试,发现皮层厚度网络的拓扑属性能够以 87.6% 的准确率区分两组被试。

本研究揭示了青少年 MDD 患者的个体形态学脑网络拓扑组织的改变有关,发现这些改变与临床、认知特征存在潜在关联,并能较好地区分青少年 MDD 患者和健康对照者。这些发现对于理解青少年 MDD 的神经机制具有重要意义,为其早期诊断和检测疾病提供了潜在的脑影像生物标志物。