JAMA Network Open :未服用抗精神病药物的首发精神病患者对食物线索的神经反应

Original: 杨晓飞思影科技 2019-06-30

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来自伦敦国王学院的Faith Borgan等人在JAMA Network Open上发文，发现相对于健康个体，未摄入抗精神药物的首发精神病的患者在早期阶段就建立了适应不良的饮食模式，以及个体BMI（Body mass index 体重指数）与对食物线索的神经活动之间关系的改变。该研究者从2015年1月31日至2018年9月30日采集了29名未服用抗精神病药的首发精神病患者和28名健康匹配对照个体的fMRI实验数据。

结果显示：相对于对照组，患者消耗更多饱和脂肪（t= -3.046; P = .004）并且进行较低强度（U = 304.0; P = .01）和低强度（U = 299.5; P = .005）每周运动。对照组和实验组在全脑或ROI分析中，食物与非食物线索的神经活动在两组间无显著差异。而健康对照组个体的BMI与伏隔核对食物VS非食物线索的平均BOLD（血氧水平依赖性）信号呈负相关（R = -0.499; P = .01），而患者组不显著（R = 0.082; P =.70）。该研究结果强调了精神分裂症患者的饮食问题可能在早期阶段已经出现。

关键词：首发性精神病；食物线索；fMRI；神经活动

如今研究者们越来越关注心脏代谢紊乱的高发病率，而肥胖是导致心脏代谢紊乱的关键风险因素，精神分裂症患者相对于一般人群更容易出现肥胖等问题.虽然肥胖发展的潜在机制尚不清楚，但前人的研究可以表明肥胖者在食物线索中表现出不同的奖励加工，个体对奖赏的加工涉及伏隔核等的奖励处理系统，伏隔核是腹侧纹状体的一部分。之前的研究表明可能由于奖赏加工的改变导致精神分裂症患者体重超重，罹患心脏代谢紊乱疾病的风险增加。有研究也发现，精神分裂症患者的纹状体在加工奖赏事件期间，其突触前多巴胺合成和释放能力增强。这一发现为研究精神分裂症患者对食物线索的脑活动改变提供了证据。研究食物线索加工是否存在变化对于指导干预措施的完善以及预防和治疗精神分裂症患者的体重增加和心脏代谢功能障碍至关重要。鉴于此，研究者们的目的是调查在禁食状态下，没有服用抗精神病药物的首发精神病患者的腹侧纹状体的神经活动是否对食物线索的处理发生改变。与先前的研究一致，虽然前人是在服用抗精神病药物治疗的患者中进行的，但该研究假设未服用抗精神病药物的患者在食物线索中对腹侧纹状体的功能激活减少。

方法

为此，研究者招募了29名患者(25 men and 4 women; mean [SD] age,26.1 [4.8] years)和28名健康对照被试(22men and 6 women; mean [SD] age, 26.4 [5.5] years)。组间在年龄，性别或BMI方面无显著差异（被试详细信息见Table 1）。被试在进行功能性磁共振成像扫描时（General Electric MR750 3.0-T scanner）完成了食物线索任务。在进行fMRI扫描之前，被试禁食（允许饮水）超过12小时。研究者使用Karra等人编制的食物线索fMRI实验任务范式。任务期间，被试观看了192张彩色照片，包括64张高热量物品照片，64张低热量物品照片和64张非食品物品照片。高热量食品（例如，千层面，砂锅和蛋糕）和低热量食品（例如，蔬菜，虾面沙拉和水果）均包含甜味和咸味食品的图像。非食品项目包括家庭和办公用品的64张图片。之后，研究者使用营养膳食测量工具测量被试每周的饮食结构（包括饱和脂肪，不饱和脂肪与纤维素等），还采用了国际版运动问卷用于获取被试每周的运动情况。

表1.样本临床及人口统计特征；

fMRI数据处理与分析

研究者使用Statistical Parametric Mapping软件（SPM-12;版本6684）对脑影像数据进行了预处理和分析。预处理包括

（1）手动重新定位结构和功能图像，使得前连合位于原点[0,0,0] ，

（2）时间层校正，

（3）头动校正，

（4）将功能图像配准到结构图像，

（5）分割，

（6）标准化到MNI空间，

（7）以及使用8mm高斯核进行平滑，

（8）将逐时间点头动（framewise displacement）大于0.5mm的时间点作为协变量回归（即head motion scubbing regression）。

研究者使用block设计来采采集BOLD信号，对高热量线索，低热量线索和非食物线索进行基于血液动力学相应函数地卷积。休息试次作为隐含基线。研究者们又将线索的主观吸引力的评级建模作为参数项，以控制个体对食物图像的个体主观反应中的block to block的方差，从而减少残差。

之后，研究者们评估了行为数据的正态性。并使用χ2检验，独立样本t检验，Mann-Whitney检验等方法分析处理了行为数据。在分析脑与行为数据时，研究者将年龄和头动数据作为协变量，又将BMI或饱和脂肪摄入量作为二级协变量。最后使用独立样本t检验用于检查健康对照组和患者之间在相对于非食物线索的食物（高热量+低热量）线索的神经活动差异。为了验证研究者的主要假设，即首发精神病患者对食物线索的神经活动会降低。因此，研究者使用wfu pickatlas 工具包提取伏隔核和岛叶（Hammersmith Atlas），下丘脑（Brodmann atlas）进行了ROI分析。

结果

研究人员发现，虽然在患者组相对于健康组在年龄、性别、体重、体重指数、种族、教育程度或社会经济地位方面没有显著差异，但在就业方面（χ42= 19.455; P = .001），每周高强度运动量（U = 304.0; P= .01），低强度运动（U = 299.5; P = .005），每周膳食摄入饱和脂肪（t46 = -3.046; P = .004）中表现出了显著差异。而在食物线索范式中的逐时间点头动以及高热量和低热量的食物线索评分中没有显著差异（Table 1）。

健康对照组的组内全脑分析显示，在食物线索vs非食物线索中被试的右脑岛和右前，后，内侧和下眶额回激活更强（Figure1和Table 2）。ROI分析中，个体的伏隔核对于食物线索 vs 非食物线索激活更强(t = 3.87; z = 3.39; cluster size= 6; P = .005 FWD校正; MNI坐标： x = –4, y = 8, z =–6)（Figure 2）

图1.通过对伏隔核的ROI分析，健康对照者对食物线索的神经反应；

表2.食物线索vs非食物线索的效应的全脑分析结果；

图2.健康对照者对食物线索的神经反应的全脑分析；

组间分析发现全脑和ROI分析中都未出现显著差异，当研究者将BMI和饱和脂肪摄入量纳入协变量后，仍未出现显著差异。Figure.3展示的为首次发作期精神病患者和健康对照组在食物线索vs非食物线索中的伏隔核的BOLD信号的mean（SD）。

图3.健康对照组和首发精神病患者对食物线索的纹状体激活

最后，研究者将个体的BMI和膳食情况纳入分析中，发现对照组在食物线索与非食物线索中BMI与伏核中的BOLD存在显著的负相关（R = -0.499; P = .01），而首发性精神病患者组未出现该情况。

一句话总结：该研究发现没有服用抗精神病药物的首发精神病患者相对于健康对照来说消耗的饱和脂肪更多；但在禁食状态下，他们对食物线索的神经反应和健康对照没有显著差异。虽然在精神分裂症患者中，潜在的主观食物偏好的神经机制并没有本质上的失调，但在精神分裂症的早期阶段，不良的饮食模式就已经建立了，同时BMI与神经对食物暗示的反应之间的联系也发生了改变。

原文：