河南省郑州市第九人民医院(河南 郑州 450053)肖 红 赵玲玲 张 萍

青少年抑郁症患者额叶、海马及丘脑的1H-MRS分析研究＊

河南省郑州市第九人民医院(河南 郑州 450053)
肖 红 赵玲玲 张 萍

目的 探讨青少年抑郁症患者额叶、海马及丘脑部位的神经生化代谢物质水平变化。方法 利用质子磁共振波谱分析(1H-MRS)技术分别定量分析28例青少年抑郁症患者(抑郁组)和28例健康青少年(对照组)的前额叶皮质、海马及丘脑中生化代谢物质N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)、谷氨酸复合物(Glx)、肌酸复合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的水平，并计算NAA/Cr、Cho/Cr、GLx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的值。结果 抑郁症组双侧前额叶皮质和海马组织的NAA/Cr值均明显低于正常对照组(P＜0.01或P＜0.05)。抑郁症组双侧前额叶皮质Cho/Cr值均高于正常对照组(P＜0.05或P＜0.01)。右侧额叶和右侧海马的Glx/Cr值均低于正常对照组(P＜0.05)，差异有统计学意义。右侧海马mI/Cr值高于正常对照组(P＜0.05)。丘脑中各种代谢物的相对含量在抑郁症组与对照组间的比较，差异不显著(P＞0.05)。结论 青少年抑郁症患者的额叶和海马是发病过程中的主要影响部位，其中NAA水平的变化与抑郁症的发生最为密切。

青少年；抑郁症；1H-MRS；生化代谢物质；额叶；海马

磁共振质子波谱分析(Proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)是利用磁共振现象和化学位移作用检测活体组织器官的能量代谢、生化改变以及化合物的相对含量的一种非创伤性检测技术[1,12]。从生化角度来研究认知功能的生理学基础已逐渐受到关注，国内外此方面的研究多针对痴呆、癫痫及精神分裂症[2-4]。对抑郁症患者脑部代谢物质变化情况的研究较少，且现有的报道结论不一，尤其是对青少年抑郁症患者的相关研究几乎没有报道。本研究对青少年抑郁症患者额叶皮质、海马和丘脑等脑区进行多体素1H-MRS扫描，测定这些脑区的N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(cho)、肌酸(Cr)、谷氨酸复合物(Glx)、肌酸复合物(Cr2、Cr)及肌醇(mI)的含量，以探讨青少年抑郁症患者发病的生化基础。

1 研究对象

1.1 抑郁症组 选自2010年6月至2013年3月期间在郑州市第九人民医院精神科的青少年首发抑郁症患者，符合美国精神障碍与诊断手册第4版(DSM-IV)抑郁症诊断标准[5]，24项汉密尔顿抑郁量表[6](Hamilton Depression Scale, HAMD)评分＞20分，无精神活性物质滥用史。入组时所有患者均未服用抗抑郁剂。共28例患者，其中女性21例，男性7例；年龄在13～20岁之间。

表1 双侧前额叶皮质1H-MRS检测的比较

表1 双侧前额叶皮质1H-MRS检测的比较

注：与对照组比较，*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 双侧海马1H-MRS检测的比较

表2 双侧海马1H-MRS检测的比较

注：与对照组比较，*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检测的比较表3 双侧丘脑

1H-MRS检测的比较表3 双侧丘脑

注：与对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01；“—”为图像欠佳，剔除相应数据。

测定项目 对照组 抑郁组左侧 右侧 左侧 右侧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 正常对照组 一共28例，均为13～20岁的健康志愿者， HAMD评分＜8分。鉴于本研究采用配对设计，正常对照组的选取原则：性别与其配对患者相一致；②年龄与其配对的患者相差不超过2岁；③教育年限与其配对的患者相当。

所有被试者均排除头部外伤史、器质性精神障碍、酒精和药物滥用等。且在性别分布、年龄和受教育年限上无显著性差异(P＞0.05)。所有研究对象均为右利手，且本人或其家属均对该研究内容知情并签署知情同意书。

2 方 法

2.1 量表评定 所有被试者在磁共振检查当天由同一位精神科主治医师评定HAMD评分，平均分为(23.6±3.9)分。头部结构的MRI扫描结果由1名不知被试者情况的影像科医师做出评价，没有发现明显结构方面的异常。H-MRS检查1H-MRS检查采用Magnetom Avanto 1.5T超导磁共振系统(SIEMENS, Germany)完成。首先以SE序列行MRI常规扫描排除脑部病变，并为1H-MRS

2.21定位，采用三轴定位。定位后选定感兴趣区(VOI)(16×16)，体素大小1cm×1cm×1.5cm，避开颅骨、脂肪、气腔及脑脊液等结构，并使用饱和带，避免周围组织对检查结果的影响。体素内以多体素3D-CSI序列进行1H-MRS扫描，重复时间(repeat time，TR)=1700ms，回波时间(esho time，TE)=135ms，平均次数(average number, NA)=192次，扫描时间(aquire time, TA)=4min48s，机器自动匀场、水抑制及调谐，信号经西门子随机软件处理后转换为数据及波谱反映N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸复合物(Cr、Cr2)、谷氨酸复合物(GLx)及肌醇(mI)的相对水平，并以Cr为参照物，计算NAA/Cr、Cho/Cr、Glx/Cr、mI/ Cr、Cr2/Cr的比值。

2.3 统计学处理 采用MATLAB7.0进行统计分析，所有计量资料均采用表示。先进行数据的正态性检验和方差齐性检验，然后利用独立样本t检验对患者组与对照组代谢物相对含量差异进行分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结 果

3.1 额叶中代谢物质相对含量的测定 抑郁症患者组与正常对照组前额叶皮质部位的各种代谢物质相对含量进行比较，结果显示抑郁症组双侧前额叶皮质的NAA/Cr值均明显低于正常对照组(P＜0.01)，Cho/Cr值高于正常对照组(P＜0.05)，右侧Glx/Cr值低于正常对照组(P＜0.05)，差异有统计学意义。mI/Cr值和Cr2/Cr值的变化无显著性(P＞0.05)，见表1和图1。

图1-4 双侧前额叶皮质1H-MRS检测的波谱图。（图1、2为左侧额叶，对照组vs抑郁组；图3、4为右侧额叶，对照组vs抑郁组）；图5-8 双侧海马1H-MRS检测的波谱图。（图5、6为左侧额叶，对照组vs抑郁组；图7、8为右侧额叶，对照组vs抑郁组）；图9-12 双侧丘脑1H-MRS检测的波谱图。（图9、10为左侧额叶，对照组vs抑郁组；图11、12为右侧额叶，对照组vs抑郁组）。

3.2 海马中代谢物质相对含量的测定 抑郁症患者组与正常对照组海马部位的各种代谢物质相对含量进行比较，结果显示抑郁症组海马组织的NAA/Cr值均低于正常对照组(P＜0.05)，右侧Glx/Cr值低于正常对照组(P＜0.05)，右侧mI/Cr值高于正常对照组(P＜0.05)，差异均有统计学意义。Cho/Cr值和Cr2/Cr值的变化无显著性(P＞0.05)，见表2和图2。

3.3 丘脑中代谢物质相对含量的测定 抑郁症患者组与正常对照组丘脑部位的各种代谢物质相对含量进行比较，结果显示所有代谢产物在两组间的差异均不显著(P＞0.05)，右侧mI/Cr值因图片质量问题被剔除(见表3和图3)。

4 讨 论

抑郁症是一种以显著而持久的心境低落为主要特征的精神性疾病，发病机制不清。目前研究显示，抑郁症存在下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴异常[7]。1H-MRS能够用无创性的方法在体内获得足够的神经化学信息，显示抑郁症脑部组织的病理生理变化，这为从本质上研究青少年抑郁症患者脑组织的微观改变提供了新的研究思路。1937年Papez提出边缘结构情绪学说，认为包括丘脑前核、丘脑中线核、扣回带、海马等边缘结构的情感回路，参与情感体验与情感表达。1H-MRS技术能够在感兴趣区对一系列代谢物质种类和数量改变进行活体、无创测定，如NAA、Cho、Glx和Cr等[9,10]。这些指标能够直观反映神经元和轴索内，由线粒体合成，其含量多少可以作为检测神经密度计功能状况的标志物。

本研究结果显示，在前额叶、海马及丘脑中NAA的相对含量与正常对照比较均有所下降，但丘脑中的差异不显著。NAA含量下降可见于神经元损伤或数量减少，线粒体代谢功能受损以及累及神经元和轴索的神经系统疾病。Gruber等[11]研究发现，前额叶NAA/Cr值远低于对照，与我们研究结果相一致。另外，本研究显示，与正常对照组比较，抑郁症组海马中的NAA/Cr、Glx/Cr、mI/Cr均产生了异常，表明海马组织是抑郁症发生中有重要影响的脑部位。海马与人类神经系统结构的可塑性、学习、记忆及情感等高级认知功能密切相关，海马神经发生与抑郁症的发病机制有关，有研究表明抑郁症患者的海马体积能够选择性缩小[12]。

总之，利用磁共振质子波谱研究生化代谢物质的变化，为进一步探讨青少年抑郁症患者发病的神经生物学机制，为抑郁症的临床诊断和治疗提供一定的生化基础和依据。

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(本文编辑:谢婷婷)

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年郑州市科技局普通科技攻关项目,项目号:2013 0600)

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.07.08

2014-08-27

肖红