尿液中的铜含量与患有重度抑郁症的青少年的大脑皮层体积减少有关

《Translational Psychiatry》：Urinary copper is linked to regional cortical volume reductions in adolescents with major depressive disorder

　　

摘要

重度抑郁症（MDD）在青少年中发病率很高，但其神经生物学机制仍不清楚。神经影像学研究显示MDD患者存在大脑皮层异常，最新证据表明微量元素可能影响大脑结构。本研究旨在探讨尿液中微量元素浓度与青少年MDD患者大脑皮层变化之间的关系。研究人员对190名MDD患者和123名健康对照组（HCs）进行了结构磁共振成像（sMRI）检查，测量了大脑皮层体积、皮层厚度以及尿液中的金属元素浓度。部分相关性分析研究了不同微量元素与皮层特征之间的关联，而中介效应分析则探讨了皮层变化是否介导了这些元素对症状严重程度的影响。此外，利用皮层和元素特征数据训练了九种监督式机器学习模型，并通过交叉验证和堆叠集成方法评估了模型的性能。结果显示，与健康对照组相比，MDD患者的左侧外侧眶额皮层（LLOF）、左侧内侧眶额皮层（LMOF）、左侧前中部额叶回（LRMFG）和左侧额极（LFP）的皮层体积显著减小，右侧三角部（RPTRI）、右侧眶部（RPORB）和右侧内侧眶额皮层（RMOF）的皮层厚度也有所减少。尿液中的铜（Cu）含量与LFP体积呈负相关，与抑郁和焦虑症状的严重程度呈正相关。在机器学习分类任务中，堆叠集成模型的整体性能最佳，表明结合皮层和尿液元素特征有助于区分MDD患者和健康对照组。研究表明，微量元素（尤其是铜）与青少年MDD患者的大脑结构改变及症状严重程度有关。将神经影像学数据与元素数据相结合有助于提升预测模型的准确性，并为MDD的病理生理机制提供新的见解。