强迫症患者的区域性小脑体积测量：一项ENIGMA-OCD研究

《Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging》：Regional cerebellar volumetrics in obsessive-compulsive disorder: An ENIGMA-OCD study

OCD患者小脑亚区体积差异及药物状态影响研究：基于ENIGMA-OCD联盟40组数据的大规模元分析显示，成人OCD患者右侧VIIb小脑区和脊髓体体积显著缩小（d=-0.091至-0.093），且这种差异主要存在于药物 treated组。儿童和青少年组未发现显著差异，但所有年龄组均显示药物状态对小脑体积的调节作用。

　　

Srinivas Balachander | Janardhanan C. Narayanaswamy | Venkataram Shivakumar | Yoshinari Abe | Pino Alonso | Lea L. Backhausen | Nerisa Banaj | Marcelo C. Batistuzzo | Francesco Benedetti | Irene Bollettini | Beatrice Bravi | Silvia Brem | Carolina Cappi | Ritu Bhusal Chhatkuli | Sunah Choi | Patrícia Coelho | Ana Daniela Costa | Sara Dallaspezia | Damiaan Denys | Juliana B. Diniz | Y.C. Janardhan Reddy

韩国科学技术院生物与脑工程系，大田市，大韩民国

摘要

背景

尽管皮质-纹状体-丘脑-皮质（CTSC）回路结构和功能的细微差异对于理解强迫症（OCD）的神经回路至关重要，但新兴证据表明小脑也可能参与其中。然而，这些证据大多来自样本量较小的研究，并且方法学上存在显著差异。

方法

我们对ENIGMA-OCD工作组的个体参与者数据进行了大规模分析，比较了OCD患者和健康对照组（HC）的小脑亚区体积。来自1,954名OCD患者和2,091名HC的3D T1加权体积结构脑磁共振成像（MRI）扫描数据（共40个数据集）通过ACAPULCO（使用U-Net局部约束优化的自动小脑解剖分割）流程进行处理以提取小脑分区。我们使用ComBat算法对不同地点的体积测量结果进行了标准化。随后建立了多元线性回归模型，分别估计儿童（<12岁）、青少年（12-18岁）和成人（18岁以上）组之间的差异，并调整了年龄、性别和颅内体积（ICV）等因素。

结果

在OCD成人组中，我们发现小脑髓质（d=-0.093，p_fdr=0.036）、左侧VIIb叶（d=-0.085，p_fdr=0.039）和右侧VIIb叶（d=-0.091，p_fdr=0.036）的体积显著较小。经过FDR校正后，OCD儿童或青少年与HC之间的比较均未显示出统计学显著性。在所有三个年龄组中，小脑（亚区）体积都受到药物使用状态的显著影响。

结论

我们发现了新的发现，表明特定小脑亚区在OCD的不同发展阶段起着作用，并强调了药物使用状态的关键影响。进一步研究这些发现的功能意义可能会为临床转化提供新的方向。

引言

强迫症（OCD）是一种慢性且常常令人衰弱的精神疾病，全球患病率在1-3%之间。OCD的神经生物学基础通常与皮质-纹状体-丘脑-皮质（CSTC）、前额-边缘系统和前额-顶叶回路中的细微结构和功能差异有关。大量使用结构性和功能性磁共振成像（MRI）的研究（包括ENIGMA-OCD工作组的研究结果）支持了这一假设。这些发现具有临床转化意义，为当前的神经调节治疗方法提供了依据。迄今为止，OCD的神经调节主要集中在（前）额叶皮质（用于非侵入性刺激）或皮下结构（用于深部脑刺激）区域，这些区域都与CSTC回路密切相关。然而，最新证据表明神经生物学改变可能更为广泛，涉及前额-纹状体回路之外的区域，包括小脑。 小脑是一个复杂的结构。尽管它仅占大脑总体积的约10%，但其神经元数量约为大脑总量的80%，并且在人类进化过程中经历了显著扩展。过去认为其功能主要与运动协调和言语有关；现在广泛认为这些功能扩展到了多种认知和情感过程（Beuriat等人，2022年；Schmahmann，2019年；King M等人，2019年）。许多功能性MRI研究表明小脑与多个CSTC区域之间存在丰富的连接。小脑在认知/情感领域的作用还包括恐惧条件反射（12）和习惯形成（13），这两者与OCD的发病机制密切相关。 多项研究一致报告了OCD患者与健康对照组（HC）在小脑内的fMRI连接性方面的差异（6,15, 16, 17, 18, 19）。然而，这些研究大多受到样本量小（OCD参与者数量在20-45人之间）和方法学差异的限制。关于OCD患者小脑的结构研究也较少（20, 21, 22）。这些研究采用体素级形态测量（VBM）分析，结果并不一致，有些报告指出小脑前部灰质体积较大（Pujol等人，2004年），而另一些则指出后叶区域体积较小（VI叶和左侧VI裂）。对这些VBM研究的元分析也发现成人小脑灰质体积增加（23,24）。现有研究的一个重要区别在于，少数研究（例如Narayanaswamy等人，2016年）包括了未使用药物的样本，而大多数其他研究则包括了使用药物的样本。ENIGMA-OCD联盟的证据清楚地表明，药物使用状态可以显著影响OCD患者的脑宏观和微观结构（Bruin等人，2020年；Ivanov等人，2022年；Piras等人，2021年）。 现有文献的另一个局限性是大多数研究仅关注成人样本。先前的ENIGMA-OCD研究表明，形态学差异随生命周期而变化。小脑各亚区的生长轨迹在神经发育障碍中受到不同影响（27）。有必要在大样本量下对此进行探讨。因此，我们利用全球ENIGMA-OCD联盟的数据进行了大规模分析，研究了整个生命周期中小脑亚区的体积，并考虑了药物使用状态。我们假设OCD患者（与HC相比）的小脑亚区体积较小，尤其是在后叶。我们还假设小脑亚区体积差异会受到发育阶段（成人 vs 青少年 vs 儿童）、疾病发作年龄和药物使用状态的影响。

样本描述

ENIGMA-OCD工作组是一个全球性的研究机构合作项目，共同提供OCD患者和健康对照组的个体参与者数据，用于大脑结构和功能的宏观分析（2）。这些样本与ENIGMA-OCD之前进行的一些分析有重叠。我们将参与者分为三个年龄组：儿童（<12岁）、青少年（12–17岁）和成人（18岁以上）。最终数据集包含4,045名参与者，其中1,954名为OCD患者。

汇总样本的人口统计和临床特征：

表1显示了三个年龄组合并样本的关键人口统计和临床特征。儿童样本中的性别比例偏向男性，青少年样本中也略有偏斜。大约一半的成人及青少年OCD患者之前曾接受过药物治疗；而在儿童样本中，接受药物治疗的比例较低。

OCD诊断与对照组之间的比较：

我们对小脑各叶体积的组间差异进行了分层分析...

讨论

我们利用ENIGMA OCD工作组提供的最大规模样本集，对OCD患者的小脑亚区体积进行了大规模分析。这使我们能够考察OCD内部的异质性，并以足够的统计功效探讨药物使用状态等混杂因素。与我们的假设一致，我们发现OCD患者的某些小脑亚区体积较小，但这仅出现在成人样本中，具体体现在双侧VIIb叶和髓质部分。

结论

在来自ENIGMA-OCD工作组的4,000多名受试者样本中，我们发现OCD成人患者的小脑白质（髓质）和后部区域（双侧VIIb叶）的亚区体积显著较小。然而，这些变化主要由接受药物治疗的个体驱动。对未使用药物的个体进行纵向随访研究将有助于确定这些差异是否确实由药物引起...

未引用的参考文献

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