《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Differences in the Efficacy of Cognitive Function Treatment Related to Functional Patterns in the Frontal-Limbic Network in Patients With Bipolar Disorder
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本研究通过静息态功能磁共振成像技术，结合区域一致性（ReHo）和度中心性（DC）分析，揭示了双相障碍（BD）患者额叶-边缘网络功能活动异常与认知功能损伤的关联。研究创新性地应用连接组预测模型（CPM）和支持向量机（SVM）分析，发现右侧颞上回（STG）和左侧前扣带回（ACC）的基线活动模式可作为预测认知功能治疗疗效的潜在神经生物标志物，为BD认知障碍的精准治疗提供了新靶点。
引言
双相障碍（Bipolar Disorder, BD）是一种慢性情感障碍，以抑郁和躁狂反复发作为特征。除情感症状外，认知功能障碍在BD患者中普遍存在，严重影响社会功能并导致高失业率。研究表明，BD患者认知障碍与大脑结构和功能改变相关，但缺乏改善认知的有效治疗方法。国际双相障碍学会建议在临床试验中采用神经影像学评估，探索认知障碍神经环路中的治疗相关靶点 engagement。本研究旨在通过比较未用药BD患者与健康对照（HC）的脑功能差异，并利用连接组预测模型（Connectome-based Predictive Modeling, CPM）建立预测BD患者认知功能评分的模型，开发预测BD患者认知功能治疗疗效的生物标志物。
方法
研究纳入2019年3月至2022年12月在中南大学湘雅二医院首次确诊的未用药BD患者。纳入标准包括年龄18-50岁、汉族、符合DSM-5诊断标准、无精神科药物治疗史、病程<5年。排除严重躯体疾病、其他神经精神疾病及无法完成认知任务者。同时招募性别、年龄、教育程度匹配的HC。采用汉密尔顿抑郁量表17项（HAMD-17）、杨氏躁狂评定量表（YMRS）和轻躁狂症状清单（HCL-32）评估症状，重复性成套神经心理状态测验（RBANS）和Stroop色词测验评估认知功能。在基线、12周和24周进行临床和认知评估。
采用3T磁共振扫描仪采集静息态功能磁共振成像（fMRI）数据。使用DPARSF工具箱进行区域一致性（Regional Homogeneity, ReHo）和度中心性（Degree Centrality, DC）分析。ReHo评估局部脑区活动同步性，DC评估脑区与全脑的功能连接全局性。采用Brainnetome图谱（BNA）将fMRI数据划分为246个感兴趣区，构建功能连接矩阵。应用CPM预测RBANS延迟记忆得分，并采用支持向量机（Support Vector Machine, SVM）区分认知功能改善（Improved-Cog BD）与未改善（Non-Improved-Cog BD）患者。
结果
共纳入92例BD患者和55例HC。BD患者在RBANS总分、即时记忆、视觉空间、语言、注意力和延迟记忆等多个认知领域得分显著低于HC。与HC相比，BD患者右侧海马/右侧海马旁回的ReHo和DC值升高，而左侧额中回的ReHo和DC值降低。这些异常活动与认知功能评分相关。
CPM分析识别出80条与延迟记忆得分负相关的边缘和36条正相关的边缘。负相关边缘分布于额叶、颞叶、顶叶、岛叶、边缘叶、枕叶及皮层下核团。CPM模型可预测BD患者基线延迟记忆得分（r = 0.4812, p < 0.0029）。
根据可靠改变指数和临床显著改变 cutoff 值，在12周随访时，24例BD患者认知功能改善（Improved-Cog BD），33例未改善（Non-Improved-Cog BD）。Improved-Cog BD组基线时右侧颞上回（STG）ReHo值降低，左侧前扣带回（ACC）DC值升高。SVM分析显示，结合右侧STG的ReHo值和左侧ACC的DC值，可在12周时区分Improved-Cog BD与Non-Improved-Cog BD（敏感性66.77%，特异性96.97%，准确率84.21%），在24周时预测性能更优（敏感性88.00%，特异性90.91%，准确率89.36%）。
讨论
本研究证实BD患者存在额叶-边缘网络功能活动异常，与认知功能密切相关。右侧海马/海马旁回活动增强和左侧额中回活动减弱可能是BD认知障碍的神经基础。CPM模型为快速评估BD患者认知功能提供了新工具。右侧STG和左侧ACC的基线活动模式可作为预测认知功能治疗疗效的神经影像生物标志物。SVM模型的良好预测性能为个体化治疗提供了依据。
结论
额叶-边缘网络功能障碍是BD认知障碍的重要神经病理机制。右侧颞上回和左侧前扣带回有望成为预测BD认知功能治疗疗效的神经影像生物标志物，为认知障碍的靶向治疗提供新方向。
