重度抑郁症患者海马体尾部结构与功能耦合的异常：一种探索性模式，揭示了童年创伤与抑郁程度较低时执行功能变化之间的关联

《Journal of Psychiatric Research》：Right Caudal Hippocampal Structural–Functional Coupling Alterations in Major Depressive Disorder: An Exploratory Pattern Linking Childhood Trauma and Executive Function Alterations at Lower Depression Severity

　　

王静|程宝华|李丹艳|崔颖|卢若曦|梁新宇|张汉月|郭燕|李建宇|郑彦婷|邱世俊|刘玉洁

中国广州中医药大学第一临床医学院

摘要

背景

重度抑郁症（MDD）通常在青少年和青年时期发病，这一阶段的特点是执行功能持续成熟。在MDD患者中，儿童期创伤的发生率较高，这可能会影响正在发展的认知能力，但其与执行表现之间的神经联系仍不明确。结构-功能（SC-FC）耦合可以捕捉结构连接性和功能组织性之间的对应关系，为检测与创伤相关的神经不匹配提供指标。本研究探讨了SC-FC耦合的变化及其与儿童期创伤和MDD患者执行表现之间的关联。

方法

本研究纳入了67名首次发病且未使用药物的MDD青少年和青年患者以及44名健康对照组。儿童期创伤通过儿童期创伤问卷（CTQ）进行评估，执行功能通过数字符号替换测试（DSST）和斯特鲁普颜色与单词测试（SCWT）进行评估。区域SC-FC耦合通过基于主成分分析的预测模型进行估计。研究考察了组间差异、脑-行为关联、组间交互作用及探索性中介效应。

结果

共有19个区域的SC-FC耦合存在显著差异，涉及边缘系统、默认模式网络、额顶叶、显著性网络、视觉系统和躯体运动系统。在MDD患者中，丘脑的耦合与创伤程度相关，而左侧楔前叶、右侧前颞叶和右侧海马体的耦合与执行表现相关。仅创伤相关的右侧海马体耦合交互作用在校正后依然显著。探索性中介分析显示，在抑郁程度较低的情况下，创伤与SCWT反应时间之间存在条件性间接关联。

结论

首次发病且未使用药物的MDD患者表现出广泛的SC-FC耦合变化。海马体的耦合可能初步揭示了儿童期创伤与执行表现之间的关联。

引言

重度抑郁症（MDD）是一种常见的、异质性精神疾病，伴有情绪、认知和社会功能障碍。根据世界卫生组织的数据，它是2008年全球疾病负担的第三大原因，并预计到2030年将成为首要原因（Malhi和Mann，2018）。MDD常发生在青少年和成年早期（11-25岁），这一时期是大脑成熟、社会发展和执行功能完善的关键阶段（Cai等人，2020；Kessler和Bromet，2013；Kwong等人，2019；Lencer等人，2010）。值得注意的是，许多在此阶段被诊断为MDD的个体报告经历过儿童期创伤，并表现出执行功能异常（Fletcher，2009；Teicher和Samson，2016）。值得注意的是，儿童期创伤的影响不仅限于临床患者；最近的证据表明，它还会改变心理健康个体的大脑组织和认知结果（Winter等人，2023）。然而，儿童期创伤与MDD患者和健康个体的执行功能之间的具体关系仍不清楚。

以往关于儿童期创伤与执行功能关系的研究主要在MDD患者和健康个体组成的混合队列中进行。虽然这些研究提供了宝贵的基础，但必须考虑到其方法学局限性。首先，以往的研究往往将MDD患者和健康个体合并在一起进行分析，这混淆了MDD特有的机制与两组共有的机制（Heany等人，2018）。其次，很少有研究严格控制关键临床变量，如疾病持续时间、用药状态或复发情况。此外，大多数研究未能明确区分首次发病且未使用药物的患者与反复发病或正在用药的患者——这些因素对执行功能和神经完整性有显著影响（Gálber等人，2024；Silveira等人，2020；Teicher等人，2012）。第三，很少有研究局限于执行功能发展的关键时期，这一阶段大脑可能对早期创伤特别敏感（Best和Miller，2010；Tervo-Clemmens等人，2023）。为了解决这些局限性，有必要在执行功能发展的关键阶段，仅针对首次发病且未使用药物的MDD患者和健康个体进行调查。

此外，现有的大多数神经影像学研究采用单一模式方法，分别关注大脑的结构或功能变化。尽管这些研究发现了重要发现，如海马体和伏隔核体积的减少（Teicher等人，2012），或在显著性网络和默认模式网络中功能连接的破坏（Lu等人，2017），以及青少年中由功能枢纽改变引起的广泛执行功能变化（Silveira等人，2020），但这些方法对大脑组织的整体性理解有限。重要的是，结构和功能异常并不总是同时出现，单独研究任一模式无法确定解剖学变化是否会导致网络通信异常。因此，需要一种多模态指标来明确连接白质结构和功能交互，以表征神经发育的整合过程。结构-功能（SC-FC）耦合作为一种多模态指标，可以捕捉白质结构和大脑功能活动之间的对应关系（Baum等人，2020；Osmanl?o?lu等人，2019）。通过整合结构和功能连接性，SC-FC耦合提供了更全面的大脑网络组织视图。这种方法已成功应用于各种精神疾病，以识别网络紊乱的特征（Fotiadis等人，2024；Yao等人，2024；Sun等人，2024）。此外，它在研究认知发展关键阶段的神经整合方面具有特别的价值——这一时期大脑可塑性高，同时对外部影响的敏感性也增强（Baum等人，2020）。因此，我们提出这种方法可以更深入地理解儿童期创伤与执行功能改变之间的神经发育机制。

在本研究中，我们假设：（1）首次发病且未使用药物的MDD患者在执行功能发展的关键阶段，其SC-FC耦合会出现广泛变化，与健康个体相比；（2）儿童期创伤通过与MDD患者和健康个体不同的神经生物机制影响执行功能。在本研究中，我们评估了首次发病且未使用药物的MDD患者和健康个体在执行功能发展关键阶段的SC-FC耦合、儿童期创伤和执行功能。

章节摘录

参与者

共有67名首次发病且未使用药物的MDD患者（年龄11-25岁）和44名年龄、性别和教育水平匹配的健康个体参与了这项研究（研究时间为2023年8月至2024年12月）。年龄根据出生日期和评估日期计算。患者来自中国广东省广州中医药大学附属第一医院。首次发病且未使用药物的抑郁症诊断由两位精神科医生独立确定

人口统计和临床特征

受试者的人口统计和临床特征总结在表1中。HAMD-17和CTQ评分存在显著组间差异（p < 0.001）。执行功能相关测量的行为差异较小：仅DSST显示出轻微的组间差异（p < 0.05），而SCWT反应时间和SCWT准确性在各组间无显著差异。

MDD患者与健康个体之间的SC-FC耦合变化

如表2和图1所示，MDD组与健康个体组之间的SC-FC耦合存在显著差异

讨论

本研究 examined MDD患者与健康个体之间SC-FC耦合的差异及其与儿童期创伤和执行功能改变的关系。我们发现：（i）MDD患者在19个区域的SC-FC耦合与健康个体不同，大多数区域的耦合在MDD组中更高，而A5m_L和A23c_L的耦合在MDD组中较低。（ii）组内分析显示，SC-FC耦合与两组中的临床指标相关。

结论

本研究考察了儿童期创伤与执行功能改变之间的关系，特别是在MDD发病相关的发展阶段。通过多模态神经影像学分析，我们发现MDD首次发病且未使用药物的患者在SC-FC耦合方面存在广泛异常，这些耦合指标与儿童期创伤和执行功能改变存在诊断依赖性关联。

CRediT作者贡献声明

卢若曦： 方法学、正式分析、数据管理。梁新宇： 方法学、正式分析、数据管理。李丹艳： 原稿撰写、验证、资源准备、方法学、正式分析、数据管理。崔颖： 原稿撰写、验证、资源准备、方法学、正式分析、数据管理。刘玉洁： 原稿修订与编辑、项目管理、方法学、研究设计、资金筹措、数据管理、概念构建。程宝华： 原稿撰写——

数据说明

本研究的数据可在合理要求下向通讯作者获取。

利益冲突声明

作者声明他们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。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：82204927、82330058、T2341014）和广州市科技计划项目（资助编号：2023A04J1860）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们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。