解码药物初治强迫症患者的纹状体：转录组与纵向功能磁共振成像研究揭示纹状体亚区在病理机制中的特异性贡献

本研究针对强迫症(OCD)患者纹状体亚区(SSs)功能异质性问题，通过整合转录组学与多模态功能磁共振成像(fMRI)技术，对49例药物初治OCD患者进行4周帕罗西汀治疗前后的纵向研究。研究发现纹状体亚区存在异常的自上而下控制增强与自下而上调节减弱的信息流模式，治疗后自下而上连接改善与症状缓解相关。通过Granger因果分析(GCA)揭示的异常有效连接(EC)模式与特定基因表达谱相关，这些基因富集于神经发育、免疫调节等通路。该研究为理解OCD病理机制提供了新的神经环路和分子靶点。

　　

强迫症(OCD)是一种以反复出现的强迫思维和强迫行为为特征的精神疾病，其病理机制尚未完全阐明。尽管皮质-纹状体-丘脑-皮质(CSTC)环路的异常已被广泛认可，但纹状体作为该环路的关键节点，其不同亚区在OCD中的特异性贡献仍不清楚。现有研究表明，纹状体在习惯性和目标导向性双学习系统中扮演重要角色，但关于其亚区功能连接和信息流向的异常模式，特别是药物初治患者的基线特征和治疗引起的神经可塑性变化，仍缺乏系统研究。

中南大学湘雅二医院的研究团队在《Translational Psychiatry》发表了一项开创性研究，通过结合转录组学分析和多模态功能磁共振成像技术，首次全面描绘了药物初治OCD患者纹状体亚区的功能异常模式及其分子基础。研究招募了49例药物初治OCD患者和53例健康对照，在帕罗西汀治疗前后进行临床评估和静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)扫描。采用低频振幅(ALFF)、区域同质性(ReHo)、度中心性(DC)、功能连接(FC)和有效连接(EC)等多模态指标，结合Allen人脑图谱的基因表达数据，系统分析了纹状体亚区的功能异常及其遗传基础。

研究主要采用了以下关键技术方法：(1)基于Brainnetome图谱精细划分12个纹状体亚区；(2)多模态fMRI指标分析(ALFF/ReHo/DC/FC)；(3)Granger因果分析量化信息流向；(4)Allen人脑图谱转录组数据空间关联分析；(5)基因富集分析(GO/KEGG)。所有参与者均接受3.0T Philips扫描仪的标准成像协议，fMRI数据使用RESTplus工具箱预处理。

研究结果揭示：

1. 局部活动与连接变化：虽然全脑分析未发现显著差异，但区域特异性分析显示右侧苍白球DC值显著降低(p<0.01)。治疗后右侧背侧尾状核低频振幅增加，左侧腹侧尾状核活动降低。

1. 功能连接异常：OCD患者表现为右侧腹侧尾状核、双侧苍白球和左侧背侧尾状核与多个脑区的功能连接改变。治疗后右侧背侧尾状核与颞叶连接减少。

2. 有效连接模式：基线期OCD患者表现出显著的自上而下控制增强（皮质→纹状体信息流入增加）和自下而上调节减弱（纹状体→皮质信息流出减少）。治疗后自下而上连接改善，特别是从右侧苍白球到内侧眶额叶皮层(mOFC)的连接增强。

1. 基因表达关联：GCA系数改变相关基因显著富集于细胞结构与发育、信号转导、免疫过程等生物学过程。这些基因在双向信息流和同伦纹状体亚区间存在显著重叠。

1. 临床相关性：有效连接改变与应对策略和人格特质相关。小脑VIII区到左侧腹内侧壳核连接变化与社会功能改善相关(rho=-0.442)。

这项研究通过多模态方法系统揭示了OCD纹状体亚区的功能异质性。主要发现包括：(1)纹状体亚区存在特异性的信息流方向异常，表现为自上而下控制过度和自下而上调节不足；(2)帕罗西汀治疗可部分逆转这种异常，特别是增强自下而上调节；(3)有效连接改变与特定基因表达模式相关，这些基因富集于神经发育和免疫相关通路。这些发现为理解OCD的神经环路异常提供了新视角，提示纹状体亚区在病理机制中扮演不同角色。治疗引起的自下而上连接改善可能通过影响高级脑区功能而缓解症状，这为开发靶向干预策略提供了理论依据。研究创新性地整合了转录组与神经影像数据，为OCD的生物学基础研究开辟了新途径。

研究的临床意义在于：(1)首次全面描绘了药物初治OCD患者的纹状体亚区功能图谱；(2)揭示了帕罗西汀作用的新机制——调节自下而上信息流；(3)为基于信息流方向的精准治疗提供了潜在靶点；(4)建立的基因-脑连接关联框架可推广至其他精神疾病研究。局限性包括样本量中等、缺乏因果推断等，未来研究可通过扩大样本和干预实验进一步验证这些发现。