前驱期精神病患者额叶-纹状体-丘脑环路白质异常的概率追踪成像研究

本研究针对前驱期精神病(APSS)患者，通过概率追踪成像技术系统探究了额叶-纹状体-丘脑(FST)环路的白质微结构异常。研究人员发现APSS患者右侧眶回13区-伏隔核(OrG_A13-NAC)纤维束连接概率降低，多个纤维束轴向扩散值(AD)升高，提示FST环路白质完整性受损可能构成APSS的神经病理基础。该成果为早期识别精神病风险提供了重要影像学标记，发表于《Schizophrenia》。

　　

精神病前驱期（Attenuated Positive Symptom Syndrome, APSS）是发展为精神分裂症等精神疾病的重要风险阶段，早期识别和干预对改善预后至关重要。尽管已有研究表明额叶-纹状体-丘脑（Frontal-Striatal-Thalamic, FST）环路功能障碍可能是APSS的核心病理改变，但关于其白质结构异常的证据仍显零散。这一领域的研究面临两大挑战：一是传统研究方法难以精确解析短距离复杂纤维束连接，二是现有脑区划分方案未能充分考虑FST环路的精细解剖结构。

为解决这些问题，北京安定医院联合多家机构的研究团队开展了一项开创性研究。他们创新性地结合概率追踪成像技术和Brainnetome精细脑图谱（BNA），对43名APSS患者和50名健康对照（HCs）进行了系统研究。这项发表于《Schizophrenia》的工作首次全面揭示了APSS患者FST环路白质微结构的特异性改变。

研究采用了几项关键技术方法：1）基于64通道相控阵线圈的3.0T磁共振采集扩散加权成像（dMRI）和T1加权图像；2）使用FSL软件进行数据预处理和概率追踪分析；3）应用BNA图谱精确定位额叶、纹状体和丘脑的48个亚区作为感兴趣区（ROIs）；4）双向概率追踪构建FST环路纤维束；5）比较两组间连接概率（CP）和扩散指标（FA/MD/RD/AD）的差异。所有分析均控制年龄、性别和教育年限的影响。

研究结果

FST环路纤维束的鉴定
通过连接概率阈值>0.01，研究共鉴定出37条FST环路纤维束，包括3条额叶-纹状体纤维束（如双侧OrG_A13-NAC）、6条额叶-丘脑纤维束和28条纹状体-丘脑纤维束。值得注意的是，左半球纤维束数量（25条）显著多于右半球（12条），可能反映右利手人群的脑功能偏侧化特征。

两组间扩散指标差异
APSS组表现出特征性的白质异常模式：

1. 右侧OrG_A13-NAC纤维束连接概率（CP）显著降低（P_FDR=0.048），同时平均扩散率（MD）和径向扩散率（RD）值升高（P_FDR<0.05），提示该纤维束存在连接强度减弱和髓鞘损伤。
   

   

2. 多条纤维束轴向扩散率（AD）异常增高：包括双侧OrG_A13-NAC、左侧腹侧尾状核-丘脑（vCa-cTtha）等9条纤维束（P_FDR<0.05），可能反映纤维束一致性增强或发育修剪异常。
   

   

3. 未发现两组间各向异性分数（FA）的显著差异，研究者认为这可能由于AD和RD值的抵消效应所致。

药物影响与临床相关性
亚组分析显示药物治疗对白质指标无显著影响。探索性分析发现右侧OrG_A13-NAC纤维束的AD值与阳性症状评分呈正相关（r=0.36），而MD/RD值与阴性症状评分呈负相关（r=-0.35~-0.37），但经多重校正后未达显著性阈值。

结论与意义
该研究首次系统揭示了APSS患者FST环路的白质微结构异常，特别是眶回-伏隔核通路的特异性改变。这些发现具有三重理论价值：首先，右侧OrG_A13-NAC纤维束的CP降低和MD/RD升高可能反映突触连接减弱和髓鞘损伤，这与既往关于APSS患者奖励处理障碍的临床观察相符；其次，双侧纤维束AD值升高可能代表神经代偿机制或发育修剪延迟，为理解精神病转化延缓提供了新视角；最后，纹状体-丘脑通路的广泛AD异常提示FST环路功能失调可能源于多节点间的传导异常。

在临床转化方面，这些特异性白质标记物有望用于APSS的早期识别和风险分层。特别是眶回-伏隔核通路的定量指标，未来或可作为一种客观影像学生物标记物，辅助临床决策和干预效果评估。研究采用的BNA图谱结合概率追踪的方法学框架，也为其他精神障碍的环路研究提供了重要范式参考。

该研究的局限性包括样本量较小和部分患者用药影响，未来需要通过大样本纵向研究验证这些白质改变的预测价值。此外，结合多模态影像和分子影像技术进一步探究这些结构异常与神经递质系统（如多巴胺）的关联，将是深化APSS病理机制理解的重要方向。