《Psychiatry Research: Neuroimaging》：Structural Connectivity Correlates of Response to Electroconvulsive Therapy in Treatment-Resistant Depression
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治疗抵抗性抑郁症患者经双额叶电抽搐疗法（ECT）后，前额叶-边缘系统子网络过度连接与较差响应相关，而丘脑-后扣带回连接与更好响应相关。前额叶、杏仁核等结构连接性变化可预测ECT疗效，揭示前额叶-边缘系统过度连接可能通过异常情绪调节阻碍疗效，而丘脑-后扣带回连接可能促进治疗。
玛丽亚·尤金妮娅·萨曼（María Eugenia Samman）|莱蒂西亚·菲奥伦蒂尼（Leticia Fiorentini）|德尔菲娜·拉希图·赫林（Delfina Lahitou Herlyn）|秋山明（Aki Tsuchiyagaito）|玛丽安娜·N·卡斯特罗（Mariana N. Castro）|埃尔莎·科斯坦佐（Elsa Costanzo）|路易斯·伊格纳西奥·布鲁斯科（Luis Ignacio Brusco）|琼·A·坎普罗东（Joan A. Camprodon）|塞西莉亚·福尔卡托（Cecilia Forcato）|萨尔瓦多·M·吉尼奥安（Salvador M. Guinjoan）|米尔塔·F·比利亚雷亚尔（Mirta F. Villarreal）
阿根廷布宜诺斯艾利斯FLENI-CONICET神经科学研究所应用神经科学研究小组（INAAC），专注于行为障碍的研究
摘要
电休克疗法（ECT）仍然是治疗难治性抑郁症（TRD）最有效的方法。我们研究了皮质-边缘系统结构连接性与ECT反应之间的关系。29名TRD患者接受了双额叶ECT治疗，并在治疗前进行了概率纤维追踪分析，以评估杏仁核、前岛叶（aINS）、眶额皮层（OFC）、后扣带回皮层（PCC）、后腹外侧前额叶皮层（VLPFC）、背外侧前额叶皮层（DLPFC）、亚膝状扣带回皮层（SGCC）和丘脑之间的连接性。双侧OFC、双侧aINS、左侧SGCC和右侧DLPFC组成的子网络中较强的连接性与较差的ECT反应相关，这表明这种连接性具有预测治疗结果的价值。相反，丘脑与PCC之间的连接性与较高的基线疾病严重程度和较好的ECT反应相关。在TRD中，抑郁症状评分与前额叶-边缘系统-丘脑连接性呈负相关。我们的研究结果揭示了一个前额叶-边缘系统子网络，其过度连接可能反映了调节功能的失调，从而限制了神经调节的效果。
引言
对于重度抑郁症（MDD），包括抗抑郁药和心理治疗在内的首选治疗方法往往无效，这是一个常见的临床问题，大约三分之一的患者会遇到这种情况（Nemeroff, 2020）。在这种情况下，电休克疗法（ECT）仍然是最有效的治疗选择，能够达到较高的反应率和缓解率（Espinoza和Kellner, 2022; Geddes等人, 2003）。尽管ECT已经使用了近一个世纪，但其作用机制及其相关的神经生物学机制仍不完全清楚（Geddes等人, 2003）。
多项利用功能性连接性的研究一致指出，默认模式网络（DMN）连接性的变化可以反映对ECT的反应（Denier等人, 2023; Ten Doesschate等人, 2023; Verdijk等人, 2024）。最近的一项多中心队列研究探讨了重度抑郁症及其ECT治疗的有效静息状态连接性相关因素，涉及三个网络：DMN、显著性网络（SN）和中央执行网络（CEN）。该研究发现了后扣带回皮层（属于DMN）、岛叶（SN的主要枢纽）和前额叶区域（属于CEN）之间的相互作用，这些相互作用与治疗结果的正负相关（Ten Doesschate等人, 2023）。另一项大型多中心研究利用机器学习定义了抑郁症ECT反应的生物标志物，发现包括楔前叶和丘脑在内的中线结构在预测反应中起作用（Bruin等人, 2024）。此外，我们团队及其他研究者的新证据强调了丘脑-皮层连接性在抑郁症状形成中的作用，尤其是在自我参照性负面思维方面，这是难治性MDD的一个显著特征（Tsuchiyagaito等人, 2023; Yang等人, 2023）。
另一方面，关于ECT治疗后白质纤维解剖学分布的研究较少。准确描述ECT反应相关的白质连接性特征是非常重要的，因为这有助于选择性地针对参与特定大规模电路的连接，从而避免由于该方法相对缺乏特异性而产生的不良反应。事实上，越来越多的共识认为，新的电路神经调节发展应关注白质连接，而不是灰质电路枢纽，因此理解与ECT反应相关的结构连接性模式具有重要的临床意义（Chan等人, 2024; Coenen等人, 2019; Figee等人, 2022; Sanchez等人, 2023）。Tsolaki等人（2021）最近提出了一个假设，即ECT的反应取决于亚膝状扣带回皮层（SGCC）的结构连接性，这一点可以从该区域在抑郁症状产生及其对各种治疗的反应中所起的关键作用中得出。他们发现，与非反应者相比，反应者的SGCC与其他扣带回叶和内侧前额叶皮层结构之间的结构连接性较低。有趣的是，非反应者在连接模式上与健康对照组相似，这表明SGCC的结构连接性可能作为ECT反应的稳健生物标志物，而不是抑郁症的神经生物学特征。
在本研究中，我们试图通过结合近期研究中提出的假设来扩展关于ECT反应神经生物学特征的现有证据，这些假设强调了连接性在抑郁症状病理生理学和治疗反应中的作用。具体来说，我们探讨了：1）后扣带回皮层（PCC）作为DMN的主要节点；2）前岛叶（aINS）作为SN的主要节点；3）眶额皮层（OFC），因为它在情感处理和奖励中起着关键作用；4）SGCC在抑郁症状发展中的关键作用，以及作为有效神经调节治疗的主要靶点；5）背外侧前额叶皮层（DLPFC）和腹外侧前额叶皮层（VLPFC）作为CEN和抑郁症的主要节点；6）包括丘脑（Brown等人, 2017; Hwang等人, 2021）和杏仁核（AMY）在内的皮下结构，其体积已被报道可以预测ECT的反应（Dunlop等人, 2019; Fonseka等人, 2018）。涉及上述大部分区域的网络（OFC、AMY、VLPFC、PCC）通过最强的静息状态连接性被证明能够预测重复经颅磁刺激的反应（Drysdale等人, 2017），尽管这些区域的功能或结构连接性异常及其作为成功反应生物标志物的潜力似乎取决于治疗类型（Tura和Goya-Maldonado, 2023）。基于先前的研究，我们特别假设SGCC、前岛叶和丘脑之间的较低结构连接性是ECT反应的标志，同时后DMN组分与皮下区域之间的较高连接性也是预测因素。为此，我们研究了29名接受双侧ECT治疗的难治性抑郁症（TRD）患者的深层白质纤维分布。
参与者
从布宜诺斯艾利斯Fleni基金会的精神病学部门招募了29名符合条件的TRD患者。所有参与者均提供了当地生物伦理委员会批准的知情同意书，研究遵循1964年《赫尔辛基宣言》规定的伦理标准。补充材料展示了研究的纳入和排除标准。
患者接受了12次ECT治疗，具体细节如下
人口统计学和临床反应
表1显示了样本的人口统计学和临床特征。反应者和非反应者在年龄、性别分布、教育水平、基线HAM-D评分、发病年龄、病程持续时间或用药状况方面没有显著差异（所有p > 0.05）。ECT治疗后，反应者的HAM-D评分降低了92.3 ± 13.3（n = 15），而非反应者的HAM-D评分降低了10.5 ± 17.1（n = 8）。
相关性分析
TRD患者的12个结构连接性与...
讨论
本研究探讨了一系列灰质枢纽之间的结构连接性关系，现有文献表明这些枢纽在MDD症状的发展、对治疗的抵抗性以及ECT的临床反应中起着作用。研究的主要发现包括：1）感兴趣的前额区域（尤其是眶额皮层和前岛叶皮层）之间的较高标准化结构连接性（nSC）与...
局限性
我们的研究存在一些局限性，需要在解释结果时加以考虑。首先，样本量较小可能导致II型错误，例如尽管丘脑与PCC之间的连接性与HAM-D评分有显著关系，但在回归模型中并未被纳入。此外，SGCC与丘脑之间的连接性与症状严重程度相关，而非ECT反应的相关性也可能是因为样本量较小。
结论
总体而言，由双侧OFC、双侧aINS和左侧SGCC组成的网络显得尤为重要，其结构连接性与ECT反应呈负相关，可以预测症状改善的百分比。这一发现表明，非反应者中观察到的较强连接性可能反映了情绪调节的补偿机制，虽然最初具有保护作用，但可能会变得不适应，并限制...
作者贡献声明
玛丽亚·尤金妮娅·萨曼（María Eugenia Samman）：数据整理、形式分析、方法学、软件开发、可视化、初稿撰写及审稿编辑。莱蒂西亚·菲奥伦蒂尼（Leticia Fiorentini）：数据整理、研究工作、撰写及审稿编辑。德尔菲娜·拉希图·赫林（Delfina Lahitou Herlyn）：撰写及审稿编辑、研究工作、资源协调。秋山明（Aki Tsuchiyagaito）：撰写及审稿编辑。玛丽安娜·N·卡斯特罗（Mariana N. Castro）：撰写及审稿编辑、研究工作。埃尔莎·科斯坦佐（Elsa Costanzo）：撰写及审稿编辑、资源协调。路易斯·伊格纳西奥·布鲁斯科（Luis Ignacio Brusco）：...
资金
本研究未获得公共部门、商业部门或非营利组织的任何特定资助。
未引用的参考文献
Damborská等人，2020；Bracht等人，2015；LeWinn等人，2014；Mincic，2015；Pessoa和Adolphs，2010；Rolls等人，2020；Shen等人，2020
作者贡献声明
玛丽亚·尤金妮娅·萨曼：撰写及审稿编辑、初稿撰写、可视化、软件开发、形式分析、数据整理。莱蒂西亚·菲奥伦蒂尼：撰写及审稿编辑、研究工作、数据整理。德尔菲娜·拉希图·赫林：撰写及审稿编辑、资源协调、研究工作。秋山明：撰写及审稿编辑。玛丽安娜·N·卡斯特罗：撰写及审稿编辑、研究工作。埃尔莎·科斯坦佐：撰写及审稿编辑、资源协调。路易斯·伊格纳西奥·布鲁斯科：撰写及...
利益冲突声明
琼·A·坎普罗东（Joan A. Camprodon）是马萨诸塞州总医院持有的神经调节相关专利和专利申请的发明人；他是Hyka和Flow Neuroscience的科学顾问委员会成员，并曾为Mifu Technologies、Neuroelectrics和LivaNova担任有偿顾问。其他作者在此项研究中没有需要声明的利益冲突。
致谢
我们感谢玛丽亚·卢西亚·法齐托（María Lucía Fazzito）负责患者的ECT治疗和MRI检查。同时，我们也感谢患者们的参与。MES是阿根廷UNICEN环境与健康应用科学博士项目（DCAAS）的研究生。
