脑源性神经营养因子(BDNF)作为PCI支架术后6个月患者心脏和抑郁结局的潜在预测因子

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Progress in Lipid Research 14.0

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  本研究针对恐慌症(PD)患者脑功能偏侧化异常这一未解难题,通过多模态影像组学结合转录组分析,首次揭示了皮质-基底节-丘脑网络的半球特异性改变与神经递质系统及基因表达的关联。研究人员采用参数不对称性(PAS)量化功能连接强度(FCS),发现未用药PD患者尾状核/苍白球和丘脑区域存在显著偏侧化异常,这些改变与多巴胺/5-HT受体密度及突触功能相关基因表达相关。机器学习模型证实PAS对PD诊断准确率达75.52%,治疗预测效度r=0.763,为PD提供了新型生物标志物。

  

恐慌症(PD)作为一种突发性强烈恐惧发作的精神障碍,其神经机制研究长期聚焦于经典的"恐惧网络模型"。从Gorman最早提出的脑干-边缘系统-前额叶三重模型,到近年纳入岛叶、前扣带回乃至感觉皮层的扩展理论,学界逐渐认识到PD可能涉及更广泛的神经环路异常。然而,作为人类大脑重要特征的功能偏侧化现象——即左右半球在认知情感处理中的分工差异——在PD中却鲜有研究。这种知识空白令人困惑,因为大量证据表明,从抑郁症到强迫症等多种精神疾病都存在脑功能不对称性改变,而负责情绪调控的关键脑区如杏仁核、前额叶本身即具有天然偏侧化特性。

中南大学湘雅二医院的研究团队创新性地将参数不对称性(PAS)这一量化指标引入PD研究。PAS通过计算半球内功能连接强度(FCS)与半球间FCS的差值,能精确反映大脑各区域的偏侧化程度。该研究招募58例未用药PD患者和85例健康对照,在4周帕罗西汀单药治疗前后分别进行静息态功能磁共振扫描,结合艾伦人脑图谱的基因表达数据和神经递质图谱,首次系统揭示了PD患者偏侧化异常的神经生物学基础。

研究采用三大关键技术:1) 基于图论的多阈值功能连接分析(相关系数阈值0.15/0.2/0.25);2) 影像-转录组空间关联分析整合AHBA数据库;3) 支持向量机等机器学习算法构建诊断预测模型。队列来自中国右利手人群,经严格运动伪影控制后保留55例患者和83例对照。

主要发现

  1. 偏侧化模式异常:PD患者尾状核/苍白球和丘脑区域表现出显著的半球内FCS增强伴PAS负值,提示这些基底节-丘脑网络节点存在过度偏侧化。这种异常在所有连接阈值下均稳定存在,且治疗后未见显著改变。

  2. 分子机制关联:空间转录组分析发现,PAS异常区域与突触传递(SYT1、RIMS3)、神经递质转运(SLC6A3)相关基因表达高度相关。神经递质图谱显示多巴胺D2受体密度、5-HT1A受体分布及囊泡乙酰胆碱转运体(VAChT)与偏侧化改变存在显著空间关联。

  3. 临床应用价值:机器学习模型显示,基于PAS的诊断分类准确率达75.52%,治疗反应预测效度r=0.763,显著优于传统临床指标。

理论突破与启示

该研究首次证实PD患者存在特征性的皮质-基底节-丘脑网络偏侧化紊乱,挑战了传统认为前额叶-边缘系统失调是PD核心病理的观点。更引人注目的是,这些功能改变与特定基因表达模式和神经递质系统异常存在精确的空间对应关系——SYT1、RIMS3等基因参与突触小泡释放,而D2/5-HT1A受体正是抗焦虑药物的主要作用靶点,这为理解PD的分子机制提供了全新视角。

临床转化方面,研究证实PAS可作为PD的客观影像学生物标志物。尤其值得注意的是,偏侧化异常在症状缓解后仍持续存在,这提示其可能是PD的"特质性"标记而非状态指标。该发现对PD的早期识别和个体化治疗具有重要价值——当患者主观症状改善但PAS未恢复正常时,或许提示需要调整治疗方案以预防复发。

未来研究可进一步探索:1) 偏侧化异常的发育轨迹是否预示PD发病风险;2) 不同神经递质系统的协同作用如何影响偏侧化模式;3) PAS指标在其它焦虑障碍中的普适性。这项开创性工作为精神疾病的"影像-基因-递质"多维度研究范式树立了新标杆。

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