脑小血管病相关抑郁障碍的脑连接组学研究

摘要

目的:脑小血管病(SVD)的血管性病理损害可导致情绪调节通路的功能障碍，并导致抑郁障碍的出现，约10％的SVD患者会在病程的不同阶段出现不同程度的抑郁障碍。越来越多结构和功能影像学的研究显示抑郁是一种网络“失连接”的综合征，而不仅仅是单纯的某些脑结构受损引起的疾病。为了更好地理解这一系统性的“失连接”综合征，采用将脑连接组学方法对其机制进行研究。 方法:本研究纳入了20例伴有抑郁障碍的SVD受试者（SVD+D组）、20例不伴有抑郁的SVD受试者（SVD-D组）和16例健康对照受试者(HC组)。采用弥散张量成像(DTI)和血氧依赖水平(BOLD)的功能磁共振成像技术，通过基于图论的脑连接组学分析方法，分别构建了受试者的结构连接组网络和功能连接组网络，并对各组间的网络拓扑属性差异进行了分析比较。此外，通过多重线性回归分析和中介效应模型的方法，分析各种全局网络拓扑属性的改变是否在SVD相关血管性损害和抑郁障碍之间存在可能的中介效应。 结果:所有受试者的结构和功能网络均表现出了典型的“小世界”网络特性，两个SVD组的结构和功能网络在全局和局部水平的网络拓扑属性均有不同程度的改变，其中结构网络拓扑属性的改变较功能网络更显著。SVD+D组功能网络的全局网络属性相对结构网络下降并不明显，仅有两个“小世界”网络参数受损且出现网络的随机化倾向。局部水平的连接组学分析发现SVD+D组的结构和功能网络在额叶-边缘系统通路包括海马、杏仁核和额颞叶的多个脑区的节点属性和边的连接强度均有不同程度受损，而尾状核和默认网络部分脑区的功能网络节点度和功能连接的有所增强。也发现SVD的相关病理损害与抑郁障碍的严重程度有关。同时，结构网络的全局属性与SVD病理改变及抑郁障碍相关，而这在功能网络中并不明显，仅集群系数与抑郁障碍相关。结构和功能网络的全局属性在SVD病理改变和抑郁障碍之间没有明显的中介效应。 结论:SVD患者出现抑郁障碍可能与结构网络和功能网络的拓扑属性的受损有关，其中结构网络的改变较功能网络更明显。在额叶-边缘系统通路的网络拓扑属性受损和尾状核的功能连接增强与抑郁的发病关系较为密切。本研究为从脑网络“失连接”的系统性角度理解SVD相关抑郁障碍发病机制提供了新的依据，脑连接组网络的拓扑属性改变可能成为SVD相关抑郁诊断的重要影像学指标。

目录

声明

摘要

1．引言

1．1脑小血管病相关抑郁障碍的研究现状

1．2脑连接组学概述

1．2．1 脑连接组学中一些基本概念

1．2．2 “小世界”网络和无标度网络的特性

1．3基于MRI数据的脑复杂网络分析方法

1．3．1 基于弥散MRI数据的结构网络

1．3．2基于BOLD数据的功能网络

1．4中介效应模型分析

1．5 SVD相关抑郁障碍脑连接组学研究的主要内容

2．基于DTI数据的脑结构网络连接组学研究

2．1方法

2．1．1受试者

2．1．2影像数据采集

2．1．3影像数据处理

2．1．4 MMHs和腔隙性脑梗塞的评估

2．1．5脑结构网络的构建

2．1．6脑网络连接组学分析

2．1．7数据统计

2．2结果

2．2．2全局网络属性的分析

2．2．3基于脑结构网络节点的分析

2．2．4基于脑结构网络边的NBS分析

2．2．5 中介效应模型分析

2．3讨论

2．4结论

3．基于BOLD数据的脑功能网络连接组学研究

3．1方法

3．1．1 受试者

3．1．2影像数据采集

3．1．3影像数据处理

3．1．4 WMHs和腔隙性脑梗塞的计算评估

3．1．5基于BOLD数据的脑功能网络的构建

3．1．6脑网络连接组学分析

3．1．7数据统计分析

3．2结果

3．2．1一般特征的组间比较

3．2．2全局网络属性的分析

3．2．3基于脑功能网络节点的分析

3．2．4基于脑功能网络边的分析

3．2．5 多重线性回归分析和中介效应模型分析

3．3讨论

3．4结论

4．全文总结

参考文献

综述

附录

致谢