《npj Parkinson's Disease》:Investigating glymphatic function and bed nucleus of the stria terminalis-based functional connectivity in Parkinson’s disease with and without depression
編輯推薦:
為探討帕金森。≒D)伴抑郁(PDD)的機制,研究人員利用 DTI-ALPS、基于終紋床核(BNST)的功能連接(FC)及支持向量機,對比 PDD、PD 非抑郁患者(PDND)和健康對照。發現 PDD 淋巴功能和 BNST-FC 異常,相關腦區或可作生物標志物,為 PD 抑郁機制提供新見解。
帕金森。≒arkinson’s disease, PD)作為全球第二大常見神經退行性疾病,如同隱匿的腦部 “橡皮擦”,正悄然侵蝕著數百萬人的生活。2016 年數據顯示,全球約有 610 萬 PD 患者,其核心病理特征是路易小體和路易神經突中 α- 突觸核蛋白(α-synuclein)的堆積、沉積及清除障礙。更棘手的是,約 2.7%-90% 的 PD 患者會伴發抑郁(Parkinson’s disease with depression, PDD),這種 “雙重打擊” 不僅加速疾病進展,還會嚴重降低患者生活質量。然而,臨床對 PD 抑郁的診斷依賴患者主觀癥狀描述,缺乏客觀神經影像生物標志物,且淋巴系統功能在 PD 中的作用及 BNST 核團在抑郁中的機制尚不明確。
為突破這些困境,廣州中醫藥大學第二臨床醫學院、廣州中醫藥大學第二附屬醫院放射科等機構的研究人員,在《npj Parkinson's Disease》發表了一項重要研究。他們聚焦淋巴系統功能與腦內特定核團的連接模式,試圖揭開 PD 伴發抑郁的神秘面紗。
研究采用了三個關鍵技術方法:一是擴散張量成像沿血管周圍間隙分析(diffusion tensor imaging analysis along the perivascular space, DTI-ALPS),這是一種非侵入性技術,通過測量腦內血管周圍間隙的擴散特性來評估淋巴系統功能;二是基于終紋床核(bed nucleus of the stria terminalis, BNST)的種子點功能連接(functional connectivity, FC)分析,以右側 BNST 為感興趣區域(ROI),計算其與全腦的功能連接強度;三是支持向量機(support vector machine, SVM)分類模型,用于篩選能區分 PDD 與 PD 非抑郁患者(PD with non-depression, PDND)的關鍵腦區特征。研究納入 24 例 PDD 患者、24 例 PDND 患者和 25 名健康對照(HC),所有受試者均經過嚴格的臨床診斷和排除標準篩選。
研究結果
各組間 DTI-ALPS 指數差異
通過組間對比發現,PDD、PDND 和 HC 三組的左右側及平均 DTI-ALPS 指數均存在顯著差異(p<0.001)。事后檢驗顯示,PDD 患者的右側(1.180±0.078)、左側(1.141±0.081)及平均(1.160±0.065)DTI-ALPS 指數顯著低于 PDND 患者(右側 1.276±0.144,左側 1.254±0.115,平均 1.265±0.122),而 PDND 患者的各項指數又顯著低于 HC(右側 1.386±0.106,左側 1.361±0.137,平均 1.373±0.107),表明 PDD 患者的淋巴系統功能損傷更為嚴重。
基于右側 BNST 的功能連接差異
以右側 BNST 為種子點的 FC 分析顯示,三組在 BNST 與右側內側前額葉皮層(mPFC_R)、右側顳中回(MTG_R)、右側顳下回(ITG_R)的 FC 值上存在顯著差異(p<0.001,FWE 小體積校正)。其中,PDND 患者的 BNST-mPFC_R(0.149±0.122)、BNST-MTG_R(0.129±0.110)和 BNST-ITG_R(0.132±0.144)FC 值顯著高于 PDD 患者,而 PDD 患者的 BNST-mPFC_R(0.043±0.082)和 BNST-MTG_R(0.034±0.113)FC 值又高于 HC,提示右側 BNST 與這些腦區的連接強度變化與抑郁癥狀密切相關。
SVM 分類模型效能
利用差異腦區的 FC 值作為輸入變量,構建的線性 SVM 分類器在區分 PDD 與 PDND 時表現出色。當選取前 70 個關鍵特征時,分類準確率達 85.4167%,靈敏度 87.5000%,特異度 83.3333%,曲線下面積(AUC)為 0.8472,且經 5000 次排列檢驗證實模型性能顯著優于隨機分類(p=0.0006),表明右側 mPFC_R、MTG_R 和 ITG_R 的 FC 特征可作為潛在分類標志物。
指標與臨床量表的相關性
相關性分析發現,PDD 患者的左側 DTI-ALPS 指數與漢密爾頓抑郁量表(HAMD)評分呈負相關(r=-0.53,p=0.016),右側 ITG 的 FC 值與 HAMD 評分呈正相關(r=0.651,p=0.002),右側 mPFC_R 的 FC 值與 HAMD 評分呈負相關(r=-0.620,p=0.004),提示淋巴功能損傷和 BNST 相關腦區連接異?赡芄餐瑓⑴c了抑郁癥狀的調控。
研究結論與意義
本研究首次整合淋巴系統功能與 BNST 核團的功能連接網絡,揭示了 PDD 患者存在顯著的淋巴系統功能減退及右側 BNST 與前額葉、顳葉腦區的連接模式改變。右側 mPFC_R、MTG_R 和 ITG_R 的 FC 特征不僅能有效區分 PDD 與 PDND,其與 HAMD 評分的相關性還表明這些指標可反映抑郁癥狀嚴重程度。此外,淋巴系統功能損傷可能通過影響 α- 突觸核蛋白清除等機制加劇 PD 病理進程,而 BNST 作為壓力和情緒調控的核心核團,其連接異?赡芡ㄟ^下丘腦 - 垂體 - 腎上腺(HPA)軸等通路參與抑郁發生。
這些發現為 PD 抑郁的病理機制提供了 “雙重證據”—— 既有腦內廢物清除系統的功能異常,又有情緒調控網絡的連接紊亂,為開發非侵入性診斷生物標志物(如 DTI-ALPS 聯合 BNST-FC)和靶向 BNST 通路的干預策略奠定了基礎。未來研究若能結合更大樣本的縱向數據,并排除藥物對腦功能的影響,將進一步推動 PD 抑郁精準診療的發展。