帕金森病伴抑郁的MRI研究现状

祝英城，盛可，承欧梅 *



帕金森病伴抑郁的MRI研究现状

祝英城1，盛可2，承欧梅1 *

[摘要]帕金森病(PD)是中老年人常见的神经系统变性疾病，常以运动障碍起病，但是非运动症状的发生率也非常高，其中抑郁症状发生率最高。抑郁症状的出现严重影响PD患者生活质量，也是加重运动障碍，认知损害，加速病情发展和影响疗效的重要因素，其发生机制尚不清楚。目前功能影像研究认为PD伴抑郁患者(PDD)的发病机制与多巴胺，5-羟色胺能神经元以及前额叶-边缘系统核团病变可能有关。

[关键词]帕金森病；抑郁症；磁共振成像

国家自然科学基金(编号：81471334)

作者单位：

1. 重庆医科大学附属第一医院神经内科，重庆 400016

2. 重庆大学校医院内科，重庆 400044

承欧梅，E-mail: chengoumei01@aliyun. com

接受日期：2016-02-13

祝英城, 盛可, 承欧梅. 帕金森病伴抑郁的MRI研究现状. 磁共振成像, 2016, 7(3): 226-229

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是中老年人常见的神经系统变性疾病[1]，常以运动障碍起病，但是非运动症状的发生率也非常高[2]。抑郁是非运动症状中最常出现的一种，其发生率超过45%[3]。抑郁症状可以出现在帕金森病程的早期阶段，亦可以先于运动障碍出现[4]。抑郁症状的出现严重影响PD患者生活质量，同时也是加重运动障碍，认知损害，加速病情发展和影响疗效的重要因素[5]。但是目前帕金森病伴发抑郁症状的机制尚不清楚。

目前认为PD伴抑郁患者(Parkinson’s disease patients with depression，PDD)的发病机制主要与多巴胺、5-羟色胺能神经元以及前额叶-边缘系统核团病变可能有关，脑解剖显示PD 病人死后多巴胺及 5-羟色胺均明显下降。还有一种流行的观点认为PD本身影响了额叶及边缘系统的多巴胺通路，导致多巴胺耗竭引起额叶功能下降从而产生抑郁。

MRI作为一项检查手段，已应用于PD伴发抑郁的研究，常运用的技术包括：基于体素的形态学测量(voxel based morphometry，VBM)，功能MRI (functional MRI，fMRI)，扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)。笔者将对PDD的影像学主要研究进行综述，为我们更加深入的理解PD患者的病理生理改变提供新的观察视角，以揭示PD伴抑郁的机制。

1 基于体素的形态学测量(VBM)

基于体素的形态学测量是一种在体素水平对头颅MRI影像进行分析的技术，可精确定量测定颅内灰质、白质密度和体积[6]。VBM的方法对灰质和白质体积进行测算，对脑部大体结构进行分析，从脑部大体结构水平对疾病的发病机制进行研究，具有直观，准确等特点。运用该方法研究观察到PDD患者常有前额叶灰质，边缘系统某些脑区灰质密度的降低，且发现了灰质密度降低的程度与抑郁症状严重程度明显相关。

Kostic等[7]运用该方法对16例PDD和24例PD不伴抑郁患者(nD-PD)的全脑灰质体积进行了比较。两组患者的运动障碍严重程度类似，但PDD患者在右侧前扣带回，岛叶、左侧额叶和角回的灰质密度相比nD-PD组明显减少。进一步分析发现，PDD患者右侧额叶眶侧的灰质密度与抑郁症状的严重程度呈负相关。van Mierlo等[8]也采用了VBM的方法对67例PDD患者的灰质密度进行测量。结果表明PDD患者抑郁严重程度和双侧海马和右侧杏仁核灰质密度呈负相关，和前扣带皮层呈正相关。一项结合了DTI方法的VBM研究对6例PDD，6例nD-PD和6例正常对照比较后发现PD伴有轻度抑郁的患者和nD-PD及正常对照比较，前额叶和边缘系统没有发现显著的白质纤维走向和完整性的改变，但在双侧杏仁核存在着明显萎缩[6]。在一些不伴PD的重症抑郁患者的影像学研究中亦观察到杏仁核体积的萎缩，这提示了该结构的萎缩可能和情感缺陷有关。上述研究提示PDD患者前额叶—边缘系统的灰质密度较nDPD有显著差异。

2 血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent, BOLD)的功能MRI (fMRI)

BOLD的fMRI技术通过血氧饱和度的对比变化进行成像，把神经元活动和高分辨率MRI技术完美结合起来．对神经元活动进行定位，具有高时间和空间分辨率以及较好的重复性。已经成为神经科学领域里一种崭新的研究手段。fMRI是一项新兴的影像技术，具有无创，直观等特点。目前的fMRI主要包括静息状态和任务相关状态两组，其中静息态的分析方法包括：区域一致性(regional homogeneity, ReHo)，低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation, ALFF)和功能连通性(functional connectivity, FC)等。在PDD患者前额叶-边缘系统部分脑区的神经活动改变被观察到，这些脑区都与情绪调节密切相关。

Sheng等[9]采用了ReHo及FC方法对20例PDD，21例nD-PD 和25例正常对照进行了分析。与非抑郁PD患者相比，PDD患者表现出左侧额中回及右侧额下回明显的区域活动增加，左侧杏仁核和双侧舌回区域活动降低。同时脑网络连通性分析显示PDD患者前额叶-边缘系统功能明显减弱。Hu等[10]结合了ALFF和功能连通性的方法对20例PDD，40例nD-PD 和43例正常组进行研究发现，相比于nD-PD患者和正常组，PDD左侧扣带回的ALFF增加，进一步以该区域为种子点的功能连接分析中发现左侧扣带回同默认模式网络的一些主要节点的连接显著增强，包括后扣带回和楔前叶、前额叶、额下回。并且左侧扣带回与上述默认模式网络节点的FC值同汉密顿抑郁量表评分显著相关，这一研究也证实了前额叶—边缘系统参与了PD患者的抑郁症发生。Cardoso等[11]利用任务相关fMRI和基于体素的形态学测量相结合的方法对PDD患者进行研究。利用标准化视觉刺激方法，在进行MR扫描的同时让被试注视银幕上出现的艾克曼面孔(Eckmann's faces)包括轻度、中、重度悲伤的人面部表情。结果显示PDD患者在丘脑中背部和左侧前额叶的脑区较nD-PD组明显的活动减弱，进一步对激活脑区进行VBM的测算，发现PDD患者的丘脑中背部的体积较nD-PD增大。这一结果提示边缘系统的丘脑中背部神经变性在PD患者出现情绪调节功能障碍中起了一定作用。在另一项结合了ALFF和功能连通性的研究中[12]，发现PDD患者左侧额叶眶侧的ALFF信号较nDPD明显增高，并且该区域的ALFF值和患者的HAMD评分呈正相关。进一步的功能连通性研究还发现PDD患者在前额叶—边缘系统内的功能连接较nD-PD显著降低。该研究结果提示PDD患者左侧额叶眶回的自发神经功能活动明显增强，而在前额叶—边缘系统的功能连接降低提示该网络的神经整合功能受损。在一项运用静息fMRI技术对PDD的研究中[13]，发现右侧扣带回膝下部的低频振幅的信号的改变对于抑郁症状评分相关性最高。上述研究提示前额叶-边缘系统参与PD病人抑郁的发生。

3 MR扩散张量成像(DTI)

MR扩散张量成像是一项测量三维空间内水分子各向异性扩散的强度和方向的技术。组织纤维结构的病理状态可同时影响水分子的弥散性和各向异性弥散特征，因此通过计算水分子的各向异性(FA值)和平均扩散系数(MD值)[6]，可对白质纤维结构的完整性和连续性进行分析。在运用DTI的研究中，PDD患者相比nD-PD患者，情绪调节网络相关脑区的白质纤维的完整性和走向有显著改变。Huang等[14]对PDD和nD-PD患者各15例进行了比较，结果发现PDD患者在丘脑、胼胝体白质纤维的各向异性(FA值)较nD-PD患者明显降低，提示PDD患者丘脑、胼胝体及前扣带回白质纤维走向较nD-PD患者有显著改变。这一结果同之前关于不合并PD的抑郁患者的DTI研究结果类似[15]，故猜想PD抑郁症状和不合并PD的抑郁症有共同的病理生理机制。Li等[16]对PDD患者的白质改变进行的DTI研究发现，PDD双侧丘脑中背部的白质纤维的各向异性(FA值)较nD-PD显著降低，而两个患者组之间的平均扩散系数(MD值)无显著性差异，并且PDD组的FA值和抑郁严重程度呈负相关。丘脑中含有多巴胺能神经纤维，其纤维走向和完整性的改变与PDD的发病机制有关[17]。上述DTI研究的结果显示，PDD患者相比nD-PD患者在边缘系统的某些脑区的白质纤维走向和完整性有显著改变，这可能是PD患者抑郁的神经显微解剖基础。但受限于纳入实验的样本量和被试选择的异质性，上述研究结果存在差异，并没有发现诊断PDD的特异性纤维结构改变。

4 不足和展望

抑郁是PD最常见的非运动症状，其严重影响疾病的进展和疗效，了解抑郁的发病机制具有重要意义。对PDD发病机制的影像学研究是目前研究的热点，在结构影像提示患者前额叶-边缘系统的灰质萎缩和白质纤维完整性改变。PET和SPECT的研究多发现患者基底节区的血流灌注、单胺类和非胺类递质代谢失衡。fMRI则发现PDD的前额叶-边缘系统的神经活动协调性的改变以及其与其他脑区的功能连通性的改变。目前大多数的PDD的影像学研究结果都存在着一定的优缺点，灰白质分割的处理过程、样本大小的不同、平滑核的选取等都会对VBM的结果产生影响。但VBM可以发现常规影像检查无法显示的灰、白质密度的异常，为研究许多可能导致脑形态学改变的疾病提供了新的工具。DTI技术采用的是平回拨序列，容易产生运动伪影，且对相互交叉、连接的纤维束分辨率较低。但DTI是目前惟一能在活体人脑显示白质神经纤维走形、方向、髓鞘化情况等信息的无创检查手段。BOLD-fMRI能够无创性地显示脑功能区的激活状态并进行功能区的定位，但扫面时间长且受头动影响较大。未来的功能影像研究将结合神经电生理、基因测定、血清学检查等方法，多模式、多角度的对PDD进行深入研究，针对其具体的脑区功能异常及与临床症状的相关性、药物治疗的作用部位和疗效反应等方面。

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The research status of magnetic resonance imaging in Parkinson’s disease patients with depression

ZHU Ying-cheng1, SHENG Ke2, CHENG Ou-mei1*1Department of Neurology, the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China
2Internal Medicine, Hospital of Chongqing University, Chongqing 400044, China

*Correspondence to: Cheng OM, E-mail: chengoumei01@aliyun.com

Received 13 Jan 2016, Accepted 13 Feb 2016

ACKNOWLEDGMENTS This paper is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 81471334).

AbstractParkinson's disease is a common neurodegenerative disease in the elderly, PD patients were mainly with the onset of motor disorders, but the incidence of non motor symptoms is also very high, the incidence of depression was the highest among the non motor symptoms. The symptoms of depression have a serious impact on the quality of life of patients with Parkinson's disease, and it is also an important factor to increase the motor impairment, cognitive impairment, accelerate the development of the disease and the effect of the treatment, but the mechanism is not clear. At present, functional imaging studies suggest that the pathogenesis of PD with depression may be related to the pathogenesis of dopamine neurons, 5- serotonin neurons and prefrontallimbic system.

Key wordsParkinson disease; Depression; Magnetic resonance imaging

DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.03.012

文献标识码：A

中图分类号：R445.2；R714.14

收稿日期：2016-01-13

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