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精神分裂症的研究中，PET和SPECT通过多巴胺等神经递质示踪，揭示了脑区代谢异常及药物治疗响应，但特异性不足。
Mohsen Mohammadgholi|Seyed Jalal Hosseinimehr
伊朗卡兹温医科大学食品与药物学系副教授
摘要
先进的成像技术，如单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射断层扫描（PET），极大地提高了我们对精神疾病的理解。这些成像方法不仅帮助我们更深入地了解这些疾病的神经生物学机制和潜在原因，还在提高临床诊断方面发挥着关键作用，从而为患者提供更好的治疗。利用PET和SPECT的研究揭示了精神分裂症的神经生物学基础，使我们能够观察大脑活动并评估神经递质系统，尤其是多巴胺在疾病病理生理学中的作用。此外，用于多巴胺能系统成像的放射性示踪剂有助于理解抗精神病药物如何影响大脑功能，并协助评估治疗反应。总体而言，PET和SPECT为精神分裂症的研究和临床应用提供了宝贵的信息。
引言
精神分裂症是一种严重的长期精神疾病，与大脑多个区域的损伤有关，特别是前额叶皮层和颞叶，包括海马体[1]、[2]、[3]。这些区域参与认知[4]、情绪调节[5]和感知[6]等功能，而这些功能在精神分裂症患者中常常受到影响。精神分裂症的原因尚未完全明了，但研究表明遗传、生物、环境和心理因素可能共同起作用[7]。根据《精神疾病诊断与统计手册》（DSM）的最新版本，全球精神分裂症的患病率约为1%[8]、[9]。大脑中的多种神经递质参与了精神分裂症的病理生理过程，它们以复杂的方式相互作用，目前的研究仍在探索这些递质在其发展中的作用。其中最著名的神经递质包括谷氨酸、血清素、γ-氨基丁酸（GABA）和多巴胺[10]。自20世纪70年代以来，大脑中枢多巴胺能系统的过度活跃被认为是精神分裂症发病的关键因素之一。人们认为，纹状体中多巴胺的过度活跃会干扰信息的正常处理，导致精神分裂症患者的精神病性症状[11]。多巴胺能通路是指利用多巴胺作为神经递质的大脑神经通路[12]。这些通路对动机、奖励和情绪调节等功能至关重要[13]。这些通路的紊乱可能导致多种神经精神疾病[14]。多巴胺主要与大脑的中边缘通路相关，该通路常与精神分裂症有关[12]。这条通路连接腹侧被盖区（VTA）与伏隔核和前额叶皮层等多个区域[12]。这些区域中多巴胺传递的失调被认为会导致精神分裂症的症状，如幻觉和妄想[15]。除了中边缘通路外，黑质纹状体通路、结节漏斗通路和中皮质通路也是三个重要的多巴胺能通路，它们共同影响行为、情绪和生理过程[16]。精神分裂症通常被认为会经历几个阶段，这些阶段的持续时间和严重程度因个体而异。公认的阶段包括前驱期[17]、活跃期[18]和残留期[19]。准确诊断和分期精神分裂症对于选择合适的治疗方法、有效管理疾病以及提高患者的生活质量至关重要[20]。值得注意的是，精神分裂症常伴随多种共病，这会使其诊断和治疗变得复杂[21]、[22]（图1）。此外，其他精神疾病（如分裂情感性障碍）也可能表现出类似的症状[23]。对该疾病的精确诊断通常需要心理健康专业人士进行全面评估，包括临床访谈、心理测试以及考虑患者的病史和症状。然而，临床访谈和心理测试是心理评估的重要组成部分；但需要注意的是它们的局限性，应与其他方法结合使用。它们的结果可能受到临床医生解释的影响，从而导致偏见、结果差异和不准确性。此外，这可能会延迟诊断和治疗。与提供具体视觉数据的成像技术不同，这些方法无法提供大脑结构或功能的物理证据，而这对于某些诊断来说至关重要[24]。此外，它们无法揭示成像技术所能发现的潜在生物学或神经学问题。临床神经成像有助于区分精神分裂症与其他类似疾病，并排除可能模仿该疾病的脑结构异常。此外，成像技术允许临床医生通过比较治疗前后的脑部扫描来监测患者对药物或治疗的反应。神经成像技术增强了我们对神经解剖学、大脑区域代谢和生理学的理解，提供了与疾病相关的结构和功能异常的见解[25]、[26]、[27]。解剖学神经成像技术（如磁共振成像（MRI）可以提供大脑结构的详细图像，用于评估解剖特征和潜在异常[28]、[29]、[30]。相比之下，功能性成像技术（如SPECT和PET）侧重于观察大脑内的代谢和生理过程。与传统解剖学神经成像技术相比，这些功能性成像方法具有多种优势。PET和SPECT成像技术是两种有益的医学成像技术，它们可以在比解剖学成像更早的阶段检测到生物过程的变化，从而实现早期诊断和治疗计划[31]、[32]。它们能够进行广泛的定量测量，用于评估疾病的严重程度和监测治疗反应。PET和SPECT中使用放射性示踪剂可以提供关于特定疾病或状况的详细信息，提高区分不同病理的能力。PET和SPECT还可以与CT或MRI结合使用，提供包含功能和解剖信息的综合视图，从而提高诊断准确性[33]、[34]。总之，它们是医学成像中的宝贵工具，通过提供组织和器官的功能状态信息来补充解剖学成像。
部分摘录
用于精神分裂症成像的放射性药物
SPECT和PET放射性示踪剂应能够穿过完整的血脑屏障（BBB），以实现神经成像[35]。放射性示踪剂神经化学的进步使得能够以高亲和力和特异性靶向大脑的特定区域，利用非侵入性技术来表示神经精神疾病的病理生理过程[35]、[36]。在过去四十年中，人们付出了大量努力来识别各种精神疾病的分子标志物讨论
在本研究中，回顾了用于精神分裂症成像的最常用的放射性药物。它们的作用机制不同，有些通过不同脑区的灌注来形成诊断模式，而有些则通过与多种神经递质和转运体的相互作用来形成诊断模式。在PET中研究的放射性示踪剂是用18F和11C标记的；而在SPECT中，则是用99m标记的
结论
核成像技术（如PET和SPECT）在理解某些脑部疾病方面显示出潜力，但在诊断精神分裂症方面的有效性仍有限。这主要是由于健康个体和精神分裂症患者之间的分子摄取模式存在细微差异。然而，分子设计的进步为更具针对性的成像剂铺平了道路。研究人员希望通过设计出更具特异性的分子来提高大脑摄取的对比度
作者贡献声明
Mohsen Mohammadgholi：撰写初稿、方法学设计、数据整理、概念构思。Seyed Jalal Hosseinimehr：审稿与编辑、撰写初稿、监督、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我们感谢Farshad Nazari博士、Alireza Nasiri和Alireza Khalian在Photoshop中编辑图表方面所做的真诚贡献。
