文献阅读：纹状体功能连接预测青少年抑郁症

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以往研究发现，抑郁症的出现在青少年时期增长迅速，可能与该时期奖赏功能逐渐成熟有关。抑郁症相关的任务态功能磁共振影像研究表明，奖赏功能的异常跟大脑的奖赏环路（如纹状体）密切相关。研究青少年被试大脑的奖赏环路的连接模式，对预测青少年抑郁的发生具有重要价值。然而，采用大样本数据结合静息态功能连接方法研究奖赏网络预测青少年抑郁的研究还比较缺乏。

最近，一项在线发表在国际精神病学顶级杂志《American Journal of Psychiatry》上的研究，基于纵向大样本数据，发现奖赏网络左侧腹侧纹状体的静息态功能连接强度可以显著预测青少年抑郁症的发生。 

研究方法

1. 实验设计

基线期：2511名被试，来自2个巴西城市的57个学校，年龄6-12岁；

随访期：2010名被试，3年后进行随访，一部分人由于联系不到或拒绝参与而去除。

2.临床测量

（1）精神病理学测量

基线期：以被试父母为询问对象，使用Developmental and Well-Being Assessment量表对被试成长过程中存在的潜在风险和异常精神表现进行评估；

随访期：对父母和孩子分别使用Developmental and Well-Being Assessment的父母报告和自我报告版本进行评估。

（2）抑郁测量

对所有被试，在基线期和随访期均使用Developmental and Well-Being Assessment量表以及DSM中定义的抑郁标准进行抑郁测量。

（3）物质使用依赖

被试父母和被试自己进行物质使用报告。

（4）药物使用

排除扫描前30天内使用精神类药物的被试。

3.影像数据

（1）在基线期，采集每名被试的静息态功能数据和T1加权数据，共741个人；

（2）使用AFNI和FMRIB软件库对影像数据进行预处理。

4.奖赏网络的构建

（1）定义了11个属于奖赏网络的感兴趣区。每个感兴趣区为以Satterthwaite et al. (2015) Neuropsychopharmacology.文章报告坐标为中心，半径为5mm的小球；

（2）采用Spearman相关计算感兴趣区时间序列之间的相关，得到11×11的功能连接矩阵；

（3）对功能连接矩阵进行Fisher‘s r-to-z变换；

（4）根据扫描中心将数据划分为两个数据集对功能连接进行检验。

研究数据集：对功能连接的每条边进行单样本T检验，并进行Bonferroni矫正；

验证数据集：对功能连接的每条边进行单样本T检验，不进行矫正；

取两个数据集结果的交集，得到显著的功能连接；

（5）计算每个节点的加权节点强度。

5.奖赏网络预测抑郁症的发生

（1）使用logistic回归研究奖赏网络对抑郁症的预测能力。其中，奖赏网络内节点的节点强度为自变量，抑郁与否为因变量，Scrubbing去除的时间点数目、中心、年龄、性别、基线期焦虑情况、注意力缺陷多动障碍（Attention Deficit Hyperactivity Disorder，ADHD）以及抑郁与否为协变量；

（2）去除基线期为抑郁症的被试重复上述分析过程作为验证研究。

6.验证腹侧纹状体预测抑郁的特异性

（1）验证奖赏网络其他节点的节点强度能否预测抑郁症；

（2）验证腹侧纹状体能否预测其他疾病（即ADHD、焦虑、物质使用）。 

研究结果

1.人口统计学和临床特征

基线期：抑郁症的发病率为4.2%；

随访期：抑郁症的发病率为8.8%；

随访期为抑郁的被试，在基线期更多为女性、年龄偏大、抑郁症或ADHD患者；

与随访期非抑郁的被试相比，随访期抑郁的被试表现为年龄显著偏大、伴有更多的ADHD、焦虑、药物使用（图1）。

图1：人口统计学和临床特征

2.奖赏网络

结合研究数据集和验证数据集，共得到43条显著连接的边。

3.奖赏网络与抑郁症

Logistic回归分析发现，基线期左侧腹侧纹状体的节点强度可以显著预测抑郁症（图2）。

图2：左侧腹侧纹状体节点强度预测抑郁症

图3：左侧腹侧纹状体与奖赏网络内其他节点的连接

去掉基线期为抑郁症的被试，发现左侧腹侧纹状体的节点强度依然可以预测抑郁症。

去掉预处理Scrubbing删除时间点超过30的被试左侧腹侧纹状体的节点强度也依然可以预测抑郁症（图4）。

图4：去掉Scrubbing删除时间点超过30的被试左侧腹侧纹状体节点度预测抑郁症

4. 左侧腹侧纹状体预测抑郁症的特异性

（1）只有左侧腹侧纹状体的节点强度可以显著预测抑郁症，奖赏网络中其他节点的连接强度无法预测抑郁症（图5）。

图5：奖赏网络节点的节点强度预测抑郁症

（2）左侧腹侧纹状体只能显著预测抑郁症，不能预测ADHD、焦虑（图6）、物质使用情况。

图6：左侧腹侧纹状体无法预测焦虑

研究结论和意义

该研究基于纵向大样本数据，揭示了左侧腹侧纹状体的静息态功能连接强度对青少年抑郁症发生的显著预测能力，为青少年抑郁症的早期诊断提供了影像学标志物，也为抑郁症的干预、治疗提供了潜在的治疗靶点。值得注意的是，左侧纹状体静息态功能连接与抑郁症发生的因果关系还需要进一步的验证。

参考文献

Pan PM et al. (2017) Ventral Striatum Functional Connectivity as a Predictor of Adolescent Depressive Disorder in a Longitudinal Community-Based Sample. Am J Psychiatry. doi: 10.1176/appi.ajp.2017.17040430.

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