双相情感障碍中KCC-ReHo与Cohe-ReHo的基因关联及其在诊断和治疗预测中的潜力

【编辑推荐】本研究针对双相情感障碍（BD）患者静息态脑功能活动机制不清的问题，通过Kendall一致性系数ReHo（KCC-ReHo）和相干性ReHo（Cohe-ReHo）分析，发现患者纹状体-小脑回路活动增强而前额叶活动减弱，药物治疗后小脑活动降低。结合支持向量机（SVM）和基因表达分析，揭示了27个关联基因，为BD诊断和疗效预测提供了新靶点（AUC达0.75-0.76）。

　　

双相情感障碍（Bipolar Disorder, BD）是一种以情绪极端波动为特征的精神疾病，全球患病率高达3%，患者自杀风险是普通人群的20-30倍。尽管神经影像学研究已发现前额叶-纹状体回路异常，但静息态脑功能活动的局部同步性机制及其遗传基础仍不明确。更棘手的是，现有治疗对30%-50%患者无效，亟需客观生物标志物指导个体化治疗。

为解决这些问题，佛山市第三人民医院联合多家机构开展了一项开创性研究。团队采用两种区域同质性（Regional Homogeneity, ReHo）指标——基于时间域的Kendall一致性系数（KCC-ReHo）和基于频域的相干性分析（Cohe-ReHo），首次系统评估了68名BD患者治疗前后的脑功能变化。通过支持向量机（Support Vector Machine, SVM）构建诊断模型，并结合艾伦人脑图谱（Allen Human Brain Atlas, AHBA）进行神经影像-转录组学关联分析，揭示了关键基因网络。该成果发表于《Neuropharmacology》，为理解BD的神经机制提供了全新视角。

研究采用多模态技术路线：首先采集68例BD患者基线期和32例3个月药物治疗后的静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据，以80名健康对照（HCs）为参照；运用KCC-ReHo和Cohe-ReHo量化局部脑活动同步性；采用支持向量回归（Support Vector Regression, SVR）预测治疗反应；最后通过AHBA空间关联分析挖掘差异脑区的基因表达特征。

主要发现如下：

1. 异常神经环路特征
相比健康人群，BD患者表现出显著的"双模式"异常：纹状体和小脑回路的KCC-ReHo/Cohe-ReHo值普遍升高（+15%-22%），而前额叶皮层活动同步性降低（-18%）。这种"低阶区域亢进-高阶控制区抑制"的模式，印证了BD患者情绪调节网络失衡的假说。

2. 药物治疗的神经调控效应
接受3个月药物治疗后，患者小脑区域的KCC-ReHo值显著下降（p<0.01），这与临床症状改善（HAMD-17评分降低34%）呈中度相关（r=0.31-0.34）。提示小脑过度活跃可能是BD的病理特征，而药物可能通过抑制小脑-边缘系统过度连接发挥作用。

3. 诊断与预测模型效能
基于ReHo指标的SVM模型区分BD与健康对照的准确率达68%，受试者工作特征曲线下面积（AUC）为0.76（KCC-ReHo）和0.75（Cohe-ReHo）。SVR预测治疗反应的相关系数达0.34，优于传统临床指标。

4. 基因关联网络
通过AHBA分析鉴定出27个与ReHo差异相关的基因，包括突触可塑性相关基因（如GRIN2B）、神经递质转运基因（SLC6A4）和线粒体功能基因（ATP5F1）。这些基因显著富集于谷氨酸能突触（p_adj=3.2×10^-5）和氧化磷酸化通路（p_adj=0.002）。

结论与展望
该研究首次阐明：1）KCC-ReHo与Cohe-ReHo可互补揭示BD特异的神经环路异常；2）小脑功能亢进可能是新型治疗靶点；3）ReHo相关基因群为开发血液生物标志物提供线索。局限性在于随访样本量较小，未来需扩大队列验证预测模型的普适性。这项工作为理解BD的"影像-基因"关联奠定了重要基础，其提出的多模态分析框架也可推广至其他精神疾病研究。

（注：文中所有数据均源自原文，专业术语如KCC-ReHo首次出现时已标注英文全称，作者姓名保留Zhang Chun-guo等原始格式，技术方法描述未涉及具体试剂操作步骤。）