周 超，滕昌軍，武 欣

(南京醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院，江蘇 南京 210029

輕度認知障礙(Mild cognitive impairment，MCI)是一種處于正常認知功能和癡呆之間的過渡階段[1]。遺忘型輕度認知障礙(amnesic Mild cognitive impairment，aMCI)是MCI最常見的類型，其認知損害以短期的情景記憶受損為特征，包括詞語性、視覺性情景記憶[2]。老年期抑郁癥(Geriatric depression，GD)指年齡≥60歲、首次發(fā)病的原發(fā)性抑郁癥，其抑郁癥狀不典型，常伴軀體疾病，患者多訴軀體不適，抗抑郁藥療效欠佳，社會功能受損嚴重。同時，GD患者多伴不同程度的認知損害，主要表現(xiàn)在執(zhí)行功能、工作記憶及注意、信息處理速度等領域[3]?；謴推诶夏暌钟舭Y(Remitted geriatric depression，RGD)指經(jīng)抗抑郁治療后處于恢復期的GD患者，既往研究顯示，RGD患者經(jīng)治療后情緒癥狀有所緩解，但依然殘留一定程度的認知功能障礙[4-5]。在老年人群中，aMCI和RGD都很常見，二者通常被認為是阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)前期進展的表現(xiàn)，相較于正常老年人群，aMCI和RGD人群存在更高的AD轉化風險[6-7]。目前研究顯示，MCI患者具有較高的抑郁癥狀伴發(fā)率，而認知功能障礙在抑郁癥患者中也很常見[8-9]。RGD和aMCI共病(RGD-aMCI)患者在單種疾病作用基礎上進一步增加了AD轉化的風險[10]，提示這兩類疾病可能存在某種基于AD前期癥狀表現(xiàn)的共同病理機制。

在靜息態(tài)功能磁共振成像技術中，將不同腦區(qū)間血氧依賴水平信號波動的時間相關性稱為腦區(qū)功能連接(Functional connectivity，F(xiàn)C)，根據(jù)腦區(qū)FC的不同特征將大腦劃分為功能相關的各個靜息態(tài)網(wǎng)絡。既往研究顯示，AD患者默認網(wǎng)絡(Default mode network，DMN)多個腦區(qū)存在FC改變，且這些改變可以預測AD嚴重程度及病程發(fā)展[11-12]。然而，同為AD高風險轉化人群，aMCI和RGD是否存在與認知改變有關的共性DMN腦區(qū)FC改變目前尚不可知，兩者的認知功能損害與腦區(qū)功能改變之間的關聯(lián)仍需進一步驗證。本研究利用靜息態(tài)功能磁共振技術探討AD轉化高風險人群，即aMCI與RGD患者DMN腦區(qū)FC改變特征，并探索腦區(qū)功能改變與認知功能的關聯(lián)，為AD的防治提供參考。

1 對象與方法

1.1 對象

以2012年1月-2015年12月南京醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院的門診患者為研究對象。由兩名具有副高級職稱的精神科醫(yī)師根據(jù)納入排除標準篩選患者。RGD患者納入標準：①年齡≥60歲，性別不限；②符合《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊(第4版)》(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，fourth edition，DSM-IV)重度抑郁癥診斷標準，在入組前癥狀緩解時間>6個月；③漢密爾頓抑郁量表17項版(Hamilton Depression Scale-17 item，HAMD-17)評分<7分，簡易精神狀態(tài)檢查表(Mini-Mental State Examination，MMSE)評分≥24分。RGD患者排除標準：①原發(fā)神經(jīng)性疾病，包括中風或癡呆；②藥物濫用或依賴；③有電休克治療史；④患除抑郁癥以外的損害認知功能的其他疾病。aMCI患者納入標準：①年齡≥60歲，性別不限；②主訴有記憶障礙；③病程>3個月；④日常生活能力量表(Activity of Daily Living Scale，ADL)評分≤18分；⑤總體衰退量表(Global Deterioration Scale，GDS)評定為2～3級；⑥MMSE評分≥24分；⑦Hachinski缺血指數(shù)<4分。aMCI患者排除標準：①符合美國神經(jīng)病學、語言障礙和卒中、老年性癡呆和相關疾病學會(National institute of neurological and communicative disorders and stroke and the Alzheimer's disease and related disorders association，NINCDS-ADRDA)有關癡呆的診斷標準且臨床癡呆評定量表(Clinical Dementia Rating，CDR)評分>1分；②臨床卒中或有卒中病史；③合并中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如感染、頭顱損傷、癲癇等；④合并其他精神疾病，如抑郁癥、精神分裂癥；⑤有酒精或藥物依賴史；⑥合并嚴重心肝腎肺及造血系統(tǒng)疾病。RGD-aMCI患者納入標準：①年齡≥60歲，性別不限；②符合DSM-IV重度抑郁癥診斷標準，在入組前癥狀緩解時間>6個月；③主訴有記憶障礙；④ADL評分≤18分；⑤GDS評定為2～3級；⑥MMSE評分≥24分；⑦Hachinski缺血指數(shù)<4分。RGD-aMCI患者排除標準：①原發(fā)神經(jīng)性疾病，包括中風或癡呆；②藥物濫用或依賴；③有電休克治療史；④患除抑郁癥以外的損害認知功能的其他疾病。本研究共入組RGD患者35例、aMCI患者40例及RGD-aMCI患者24例，共99例患者。同期于當?shù)厣鐓^(qū)招募與患者性別、年齡匹配的38名健康者為對照組，其中男性14名，女性24名。對照組納入標準：①年齡≥60歲，性別不限；②能配合完成檢查；③HAMD-17評分<7分，MMSE評分>26分；④CDR評分為0分。對照組排除標準：①主訴記憶力減退者；②合并嚴重軀體疾病、視力或聽力障礙者。所有受試者均為右利手漢族人。本研究通過南京醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院倫理委員會審核批準，所有受試者及其監(jiān)護人均對本研究知情并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 多維度神經(jīng)心理認知評定

采用經(jīng)典神經(jīng)心理學測試工具對受試者進行多維度認知功能評定，包括持續(xù)注意[數(shù)字廣度測驗(Digit Span Test，DST)]、執(zhí)行功能[語義相似測驗(Semantic Similarity Test，SST)、Stroop色詞測試(Stroop Color-word Test，SCWT)、連線測試-B(Trail Making Test-B，TMT-B)]、言語功能[言語流暢性測驗-動物(Verbal Fluency Test-animal，VFT)、命名測試(Naming Test，NT)]、情景記憶[聽覺詞語學習測驗(Auditory Verbal Learning Test，AVLT)、邏輯記憶測驗(Logical Memory Test，LMT)、Rey-Osterrich復雜圖形測驗(Complex Figure Test，CFT)]、信息處理速度[數(shù)字符號轉換測驗(Digit Symbol Substitution Test，DSST)、連線測試-A(Trail Making Test-A，TMT-A)]和視空間記憶[畫鐘測試(Clock Drawing Test，CDT)]。在受試者入組當日，由經(jīng)過統(tǒng)一培訓的檢查者在安靜的標準化心理評估室對受試者進行一對一的量表評定。評定者不清楚受試者的分組及個人情況。整個評定耗時約90 min，期間安排至少15 min休息時間。所有受試者均按照同樣的順序進行評定。

1.2.2 靜息態(tài)MRI掃描

應用Siemens 3.0 T MRI成像系統(tǒng)采集靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)。在掃描過程中，囑受試者閉眼仰臥，同時保持清醒、安靜。以泡沫墊固定頭部，減少頭動影響。采用快速梯度回波序列(MP-RAGE)采集受試者高分辨率T1矢狀位圖像，掃描參數(shù)：脈沖重復時間(TR)=2000 ms，回波時間(TE)=2.6 ms，視野(FOV)=256 mm×256 mm，矩陣(Matrix)=256×256，翻轉角=8°，層厚=1 mm。采用梯度回波-回波平面成像(GRE-EPI)序列采集靜息態(tài)功能圖像，掃描參數(shù)：TR=3000 ms，TE=40 ms，F(xiàn)OV=220 mm×220 mm，Matrix=64×64，翻轉角=90°，層數(shù)=36，層厚=3 mm，掃描時間為8 min。

1.2.3 圖像數(shù)據(jù)預處理

采用SPM 8(Statistical Parametric Mapping 8，http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)及REST軟件包(REST，http://resting-fmri.sourceforge.net)進行數(shù)據(jù)預處理。剔除功能像前10個TR，以排除掃描開始時受試者不適應及磁場不均勻的影響。預處理具體步驟包括層時間校準、空間校正、頭動校正、空間標準化和平滑；利用REST進行去線性飄移和帶通濾波(0.01 Hz～0.08 Hz)，以去除基線漂移及呼吸、心跳等因素產(chǎn)生的生理噪聲和低頻漂移。

1.2.4 建立默認網(wǎng)絡功能連接圖

在REST軟件中，根據(jù)既往研究，以后扣帶回(PCC)(-5，-49，40)為種子點，提取其10 mm半徑球形區(qū)域時間序列，平均化后作為種子區(qū)，將該種子區(qū)與全腦各個體素的時間序列進行相關分析，之后將每個體素的相關系數(shù)通過Fisher轉換產(chǎn)生接近于正態(tài)分布的相關系數(shù)變量z值。同時，將頭動大小、全腦平均信號、白質信號和腦脊液信號作為協(xié)變量去除，進而建立各組全腦PCC種子點FC圖，并將此視為默認網(wǎng)絡FC圖。

1.3 統(tǒng)計方法

采用SPSS 20.0對一般資料及量表評分進行統(tǒng)計分析。連續(xù)變量組間比較采用方差分析，事后分析選用Bonferroni多重檢驗校正；分類變量組間比較采用χ2檢驗。P<0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。采用REST軟件進行圖像數(shù)據(jù)分析，以年齡、性別、受教育程度為協(xié)變量，采用協(xié)方差分析(ANCOVA)進行組間比較。圖像數(shù)據(jù)成組比較應用AlphaSim方法進行多重檢驗校正。即設置體素水平P<0.01，進行1 000次蒙特卡羅模擬(Monte-Carlo simulation)后，分析模擬結果，發(fā)現(xiàn)當團塊大小(Cluster Size)≥80 mm3時，相當于AlphaSim校正后P<0.05，以校正后P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。利用REST軟件提取差異腦區(qū)FC值，并以年齡、性別、受教育程度為協(xié)變量與認知功能評定數(shù)據(jù)進行偏相關分析。P<0.05認為相關性有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 四組一般資料及神經(jīng)認知功能比較

RGD組、aMCI組、RGD-aMCI組及對照組的性別、年齡、受教育程度比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。RGD組與RGD-aMCI組的抑郁病程、發(fā)病年齡比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。四組HAMD-17和MMSE評分比較差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.01)。兩兩比較顯示，RGD-aMCI組與RGD組的HAMD-17評分均高于aMCI與對照組(P均<0.05)；RGD-aMCI組與aMCI組的MMSE評分均低于對照組(P均<0.05)。除DST-倒序與TMT-A外，其他神經(jīng)認知功能評分四組間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05或0.01)。兩兩比較結果見表1。

表1 四組一般資料及神經(jīng)認知功能比較

續(xù)表1：

視空間記憶CDT7.96±1.55c8.31±1.28c8.30±1.42c9.18±1.065.3100.002CFT -模仿32.58±3.02c33.54±2.0533.88±2.5634.42±1.553.2860.023

注：RGD-aMCI，恢復期老年抑郁癥共病遺忘型輕度認知障礙；RGD，恢復期老年抑郁癥；aMCI，遺忘型輕度認知障礙；HAMD-17，漢密爾頓抑郁量表17項版；MMSE，簡易精神狀態(tài)檢查表；DST，數(shù)字廣度測驗；SCWT，Stroop色詞測試；SST，語義相似測驗；TMT-B，連線測試-B；VFT，言語流暢性測驗；NT，命名測試；AVLT，聽覺詞語學習測驗；LMT，邏輯記憶測驗；CFT，Rey-Osterrich復雜圖形測驗；DSST，數(shù)字符號轉換測驗；TMT-A，連線測試-A；CDT，畫鐘測試；與對照組比較，aP<0.001(Bonferroni矯正)；與aMCI組比較，bP<0.05；與對照組比較，cP<0.05；與RGD組比較，dP<0.05，eP<0.001(Bonferroni矯正)；與aMCI組比較，fP<0.001(Bonferroni矯正)

2.2 四組默認網(wǎng)絡功能連接比較

各組全腦PCC種子點FC圖及四組合并DMN特征圖見圖1。ANCOVA結果顯示，四組DMN的FC在雙側內(nèi)側額上回、角回、中扣帶回和左側額中回差異有統(tǒng)計學意義(AlphaSim矯正，P均<0.05)。事后分析顯示，與對照組相比，RGD組雙側內(nèi)側額上回、角回和左側額中回FC降低；RGD-aMCI組雙側內(nèi)側額上回、角回、中扣帶回和左側額中回FC降低；aMCI組雙側內(nèi)側額上回FC降低，而雙側中扣帶回FC增強；差異均有統(tǒng)計學意義(體素P<0.01，團塊大小≥80mm3，AlphaSim矯正，P均<0.05)?；颊呓M間比較顯示，與aMCI組相比，RGD組與RGD-aMCI組雙側角回、中扣帶回和左側額中回FC降低；與RGD組相比，RGD-aMCI組中扣帶回和左側角回FC降低，差異均有統(tǒng)計學意義(體素P<0.01，團塊大小≥80mm3，AlphaSim矯正，P<0.05)。見圖2、圖3。

2.3 默認網(wǎng)絡功能連接與認知功能相關分析

偏相關結果顯示，在RGD-aMCI組中，內(nèi)側額上回FC值與CFT-模仿、AVLT-延時回憶及再認呈正相關(r=0.46、0.55、0.52，P<0.05或0.01)；在aMCI組中，中扣帶回FC值與LMT-延時回憶和AVLT-延時回憶均呈正相關(r=0.35、0.35，P均<0.05)，內(nèi)側額上回FC值與CFT-延時回憶呈負相關(r=-0.47，P<0.01)；在RGD組中，內(nèi)側額上回FC值與NT、CDT呈正相關(r=0.43、0.44，P均<0.01)。經(jīng)多重檢驗校正后，在aMCI組中，內(nèi)側額上回FC值與CFT-延時回憶相關性有統(tǒng)計學意義(r=-0.47，P<0.01)。見圖4。

圖1 各組全腦PCC種子點FC圖及四組合并默認網(wǎng)絡特征圖

注：a圖，RGD-aMCI組默認網(wǎng)絡特征；b圖，RGD組默認網(wǎng)絡特征；c圖，aMCI組默認網(wǎng)絡特征；d圖，對照組默認網(wǎng)絡特征；e圖，四組合并默認網(wǎng)絡特征；PCC，后扣帶回；FC，功能連接

圖2 四組默認網(wǎng)絡功能連接協(xié)方差分析

圖3 四組默認網(wǎng)絡功能連接的兩兩比較

注：a圖、b圖、c圖分別為RGD-aMCI組、RGD組、aMCI組與對照組(HC)默認網(wǎng)絡功能連接比較；d圖、e圖分別為RGD組、RGD-aMCI組與aMCI組默認網(wǎng)絡功能連接比較；f圖為RGD-aMCI組和RGD組默認網(wǎng)絡功能連接比較；紅色為功能連接增強區(qū)域；藍色為功能連接降低區(qū)域

圖4 四組默認網(wǎng)絡功能連接與認知功能相關性

注：FC，功能連接；a圖、b圖、c圖為RGD-aMCI組內(nèi)側額上回功能連接與認知功能量表評分散點圖；d圖、e圖、f圖分別為aMCI組內(nèi)側額上回和中扣帶回功能連接與認知功能量表評分散點圖；g圖和h圖為RGD組內(nèi)側額上回功能連接與認知功能量表評分散點圖

3 討 論

靜息態(tài)FC反映了安靜狀態(tài)下各腦區(qū)間相互作用，功能相似的腦區(qū)相互連接構成不同的大腦功能網(wǎng)絡。DMN作為靜息態(tài)下活動最為顯著的腦網(wǎng)絡，參與大腦內(nèi)外環(huán)境監(jiān)控及情感、認知過程[13]。本研究結果顯示，aMCI與RGD患者DMN腦區(qū)的FC變化存在共性與差異性。與健康者相比，aMCI與RGD患者均存在內(nèi)側額上回腦區(qū)FC降低，提示內(nèi)側額上回可能是這兩種疾病的共性改變腦區(qū)。與aMCI、RGD患者相比，RGD-aMCI患者的功能連接改變腦區(qū)更加廣泛，包括雙側角回、中扣帶回、左側額中回，還包括aMCI和RGD患者均有的改變腦區(qū)(內(nèi)側額上回)，提示這兩種疾病可能存在相似的病理生理基礎。內(nèi)側額上回作為默認網(wǎng)絡的一部分，常在記憶相關認知任務中被激活[13-15]。既往研究顯示，AD患者額上回與全腦長程功能連接強度較正常人增高[16]。一項薈萃分析顯示，在情景記憶任務中，AD患者額上回的腦區(qū)激活程度高于正常人[17]。Wang等[18]研究顯示，與正常人相比，AD與aMCI患者額上回低頻振幅(ALFF)升高，且AD患者的升高幅度大于aMCI患者。然而目前在關于RGD患者的研究中，對額上回FC改變的報道較少。在本研究中，內(nèi)側額上回FC降低是aMCI與RGD的共性素質性特征還是在疾病發(fā)展過程中作為AD前期的功能改變特征尚不清楚。

aMCI和RGD患者DMN腦區(qū)FC改變除了共性外，還各自存在特異性。相較于健康者，aMCI患者在雙側中扣帶回腦區(qū)的FC增強；RGD患者在雙側角回和左側額中回的FC下降。RGD-aMCI組FC改變腦區(qū)同樣涵蓋了這兩組患者的特異性差異腦區(qū)，提示RGD與aMCI對患者大腦FC改變可能存在一種“疊加作用”。既往關于MCI的DMN研究顯示，前部DMN與后部DMN腦區(qū)FC下降，包括額葉在內(nèi)的多個腦區(qū)FC增強[19-21]，而在GD患者中存在額葉FC下降及頂葉和前扣帶回FC增強的現(xiàn)象[22-23]，與本研究結果不盡一致。腦區(qū)活動或FC增強通?？梢暈榇竽X一種功能代償或功能腦區(qū)再分配機制。有研究顯示，在MCI患者中，額葉活動度及FC增強與相關認知功能好轉有關[24]，提示MCI患者可能存在認知功能代償機制。中扣帶回位于扣帶回中部，參與情緒、痛覺及認知控制過程[25]。本研究中，aMCI患者中扣帶回FC增強，可能是對受損認知功能的一種代償或再分配機制。然而，在RGD及RGD-aMCI患者中并不存在代償性FC增強腦區(qū)，這可能與RGD病程較長或aMCI的疊加作用有關。RGD與RGD-aMCI患者組角回及左側額中回的FC下降可能與相應的視覺語言及記憶功能受損有關。

偏相關結果顯示，3組患者內(nèi)側額上回FC值與CFT、CDT、AVLT等記憶認知任務相關，提示內(nèi)側額上回的FC值可能是AD高轉化風險人群的記憶功能預測指標。既往研究顯示，在靜息態(tài)MRI下執(zhí)行工作記憶任務時，與正常人相比，aMCI患者右側頂下葉和背外側前額葉出現(xiàn)功能激活增加，而在腦島、舌回、海馬區(qū)域[26]及內(nèi)側顳葉[27]出現(xiàn)功能負激活；RGD患者左側額中回和頂葉區(qū)域出現(xiàn)功能激活增加，而在部分顳葉區(qū)域及左側杏仁核出現(xiàn)功能負激活[28]，提示不同腦區(qū)可能共同參與同一記憶功能過程。然而，在aMCI患者中，內(nèi)側額上回FC與CFT-延時回憶呈負相關，提示內(nèi)側額上回FC越低，記憶功能越好。Trujillo等[29-30]研究發(fā)現(xiàn)，在aMCI患者中，海馬等腦區(qū)活動度及其靜息態(tài)FC與認知任務表現(xiàn)呈負相關，即腦區(qū)活動度和腦區(qū)靜息態(tài)FC越低，認知任務表現(xiàn)越好。提示內(nèi)側額上回可能對aMCI患者記憶功能存在一種負性調(diào)節(jié)機制。另外，在aMCI組，中扣帶回FC與LMT-延時回憶和AVLT-延時回憶評分呈正相關，提示中扣帶回FC越強，記憶功能越好。本研究中，存在aMCI患者扣帶回FC高于健康者但記憶功能差于健康者的現(xiàn)象。對于這種現(xiàn)象有一種猜測：鑒于代償機制的倒U型特征[31]，aMCI患者可能處于認知功能代償早期，具有代償趨勢，但代償效果尚未顯現(xiàn)或不顯著。由于缺乏隨訪研究，對于該猜測的驗證有待后續(xù)大樣本長期隨訪研究進行驗證。

綜上所述，aMCI與RGD患者DMN腦區(qū)的FC改變既有共性，又存在差異。內(nèi)側額上回是二者FC下降的共性腦區(qū)；中扣帶回是aMCI患者特異性改變腦區(qū)，而雙側角回和左側額中回則是RGD患者特異性改變腦區(qū)，aMCI與RGD患者DMN腦區(qū)的FC改變與認知功能受損有關。本研究存在一定局限性，首先，橫斷面研究設計受限于被試者被調(diào)查時的狀態(tài)表現(xiàn)，缺乏隨訪研究以印證大腦FC的長期改變情況。其次，本研究樣本量較小，僅適用于探索性分析，后期研究需進一步擴大樣本量以驗證本研究結果。最后，大腦作為各種結構和功能腦區(qū)構成的復雜網(wǎng)絡，在今后的研究中需進一步對AD轉化高風險人群不同功能網(wǎng)絡間的相互作用及不同模態(tài)下大腦網(wǎng)絡改變進行分析，為后續(xù)研究揭示AD轉化前期的病理生理基礎提供依據(jù)。