单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）后脑脊液TNF-α、区域度中心性（DC）与抑郁症状的横断面观察研究

《Frontiers in Neurology》：Cerebrospinal fluid TNF-α, regional degree centrality, and depressive symptoms after herpes simplex encephalitis: a cross-sectional observational study

　　

背景：单纯疱疹病毒性脑炎（herpes simplex encephalitis, HSE）幸存者常出现神经精神后遗症，包括抑郁症状，但HSE后抑郁背后的生物学相关因素仍未完全阐明。神经炎症和功能性脑组织改变已被认为与抑郁有关；然而，其在HSE后的关系尚未得到表征。本研究探讨HSE幸存者脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）、静息态功能脑连接与抑郁症状之间的关联。
方法：这项两中心横断面观察研究纳入2023年6月至2025年6月期间招募的成人HSE患者和健康对照。参与者被分为健康对照（healthy controls, HC）、无抑郁的HSE（HSE without depression, HSE-ND）和伴抑郁的HSE（HSE with depression, HSE-D）组。抑郁症状使用17项汉密尔顿抑郁量表（17-item Hamilton Depression Rating Scale, HAMD-17）评估。测量CSF炎性细胞因子，并进行静息态功能MRI。CSF TNF-α被预设为影像、分层回归和探索性中介分析的主要细胞因子；其他细胞因子在次级组间比较和症状相关分析中评估。使用体素水平度中心性（degree centrality, DC）分析识别与HSE后抑郁相关的功能网络改变。进一步使用相关、回归和探索性中介分析评估CSF TNF-α、区域DC值和抑郁症状严重程度之间的关联。
结果：共纳入74名参与者（24名HC、27名HSE-ND和23名HSE-D）。HSE-D的CSF TNF-α浓度高于HC和HSE-ND，并与HSE队列中HAMD-17评分正相关。主要全脑体素水平对比识别出右杏仁核、右岛叶、左梭状回和左中央后回DC较低的候选簇。在次级区域比较中，HSE-D与HSE-ND差异在右杏仁核和左中央后回仍显著，但在左梭状回或右岛叶不显著。CSF TNF-α与右杏仁核、右岛叶和左中央后回的DC呈负相关。区域DC值与抑郁症状严重程度呈负相关。探索性分层模型显示，将CSF TNF-α和区域DC加入临床协变量后，样本内解释方差增加，但模型3并非经过验证的独立预测模型。标准化间接效应点估计为右杏仁核0.149、左梭状回0.081、右岛叶0.163和左中央后回0.091。这些探索性估计需要验证。
结论：在HSE幸存者中，CSF TNF-α升高和功能性脑网络组织改变与抑郁症状相关。该区域模式具有探索性，不应被解释为原发性抑郁障碍所特异、独立于神经系统后遗症或因果关系。需要纵向研究确定时间关系、区室炎症相关指标和临床相关性。

单纯疱疹病毒性脑炎（herpes simplex encephalitis, HSE）是严重中枢神经系统感染，尽管及时抗病毒治疗改善生存，恢复常不完全。幸存者可出现持续认知缺陷、疲劳、情绪症状、社会功能受损和生活质量下降。HSE后长期记忆和其他认知损害较明确。抑郁症状可在急性后恢复期出现或持续，并使康复复杂化，其识别困难，因为情感症状常与认知缺陷、焦虑、药物暴露和残余神经功能障碍共存。随访传统上强调生存、癫痫和认知结局，对情感恢复关注较少。急性疾病严重度和结构损伤的常规指标不能完全解释HSE后神经精神结局。因此，HSE后抑郁的机制和临床相关因素仍不清楚。神经炎症异常与感染性、炎症性和获得性神经疾病中的行为和情感症状有关。重性抑郁障碍的CSF研究支持中枢炎症标志物包括TNF-α与抑郁相关。TNF-α是全身和中枢免疫反应的关键促炎细胞因子。CSF TNF-α可能反映中枢神经系统内炎症信号，但不能识别细胞来源或证明活动性实质炎症。其临床意义可能随疾病阶段、治疗暴露、神经血管完整性和残留组织损伤而变化。既往HSE研究多关注急性CSF细胞因子反应、病毒学结果和短期神经结局，CSF TNF-α是否与急性后恢复期抑郁症状相关仍不确定。HSE神经影像研究主要关注结构性病灶、区域萎缩和认知障碍，可能不能捕捉分布式功能组织破坏。静息态功能磁共振成像（resting-state functional MRI, fMRI）测量血氧水平依赖（blood oxygen level-dependent, BOLD）信号自发相关，无需任务。度中心性（degree centrality, DC）是体素水平图论指标，测量每个体素与脑其余部分的连接，可在无先验种子下识别网络中心性改变。DC异常已在抑郁中报道，但其与HSE后抑郁的关系未知。整合CSF TNF-α与功能影像可能显示中枢区室标志物变化是否伴随脑网络组织改变。HSE后CSF TNF-α、功能网络变化和抑郁症状之间的关系尚未充分表征。

因此，研究人员开展这项观察性研究，比较HSE-D、HSE-ND和健康对照的抑郁症状、CSF TNF-α、白细胞介素（interleukin, IL）-6、IL-1β、IL-10、IL-8浓度和静息态功能连接。分析前预设CSF TNF-α为主要炎症变量用于影像、分层回归和探索性中介分析；其余细胞因子用于次级组间比较和症状相关分析。研究人员先描述HSE后抑郁相关临床和CSF细胞因子特征，再检查CSF TNF-α与体素水平和区域DC的关联，并评估区域DC与症状严重程度的关系。HSE组比较识别与抑郁相关的特征，健康对照提供区域DC和CSF细胞因子参考值。分层回归评估临床变量、CSF TNF-α和区域DC对HAMD-17评分的增量关联。探索性中介分析估计涉及CSF TNF-α、区域DC和抑郁症状的统计间接效应。这些分析描述关联，非因果解释。研究人员认为结果支持多模态关联框架，可能为HSE后照护提供信息，神经精神随访应超越癫痫监测和认知测试，系统评估抑郁和焦虑，尤其在急性病程复杂或认知困难持续时；但CSF TNF-α和DC均不是经验证的诊断或预后生物标志物，需要独立验证。

关键技术方法（不超过250字）：这项两中心横断面观察研究于2023年6月至2025年6月在浙江大学医学院附属第一医院和衢州市柯城区人民医院招募成人HSE患者和健康对照。HSE依据国际脑炎联盟标准诊断，并经CSF聚合酶链反应检测单纯疱疹病毒DNA确认。抑郁障碍通过基于DSM-5的结构化访谈诊断，HAMD-17评估症状严重度，汉密尔顿焦虑量表（Hamilton Anxiety Rating Scale, HAMA）、简易精神状态检查（Mini-Mental State Examination, MMSE）和蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment, MoCA）评估焦虑和认知。腰椎穿刺获取CSF，检测TNF-α及IL-6、IL-1β、IL-10、IL-8。3.0-T MRI采集静息态BOLD、T₁加权和T₂加权FLAIR图像，计算体素水平DC，采用高斯随机场校正，并进行相关、分层回归和探索性中介分析。

研究结果：
参与者特征。研究人员在2023年6月至2025年6月评估103名参与者资格，最终纳入74名，其中24名HC、27名HSE-ND和23名HSE-D。年龄、性别、教育、体重指数无组间差异。HSE-D住院时间较HSE-ND更长，MMSE和MoCA评分更低，HAMD-17和HAMA评分更高；HSE-D当前抗抑郁药使用更常见。HSE组间疾病持续时间、抗病毒治疗、皮质类固醇使用等差异无统计学意义。DSM-5抑郁障碍亚型包括重性抑郁障碍、因其他医学状况所致抑郁障碍、伴抑郁情绪的适应障碍及其他或未特定抑郁障碍，HAMD-17作为当前症状严重度的连续测量，并非唯一诊断标准。
CSF细胞因子浓度。通过组间比较，CSF TNF-α浓度在HSE-D、HSE-ND和HC间存在差异，HSE-D高于HC和HSE-ND。CSF IL-6也存在组间差异，HSE-D高于HC。CSF IL-1β、IL-10和IL-8无总体组间差异。
功能性脑网络改变。主要HSE-D与HSE-ND体素水平对比发现四个DC较低簇：右杏仁核、右岛叶、左梭状回和左中央后回。次级区域比较中，HSE-D较HC在四个区域标准化DC（zDC）均更低；HSE-D较HSE-ND在右杏仁核和左中央后回zDC更低，而左梭状回和右岛叶比较不显著。HC与HSE-ND比较均不显著。因此，梭状回和岛叶被视为探索性候选区域，而非抑郁特异性区域异常。
CSF TNF-α、区域度中心性与抑郁症状之间的关联。在合并HSE队列中，CSF TNF-α与HAMD-17正相关，CSF IL-6也与HAMD-17正相关；IL-1β、IL-10和IL-8无显著相关。CSF TNF-α与右杏仁核、右岛叶和左中央后回zDC负相关，与左梭状回无显著关联。调整CSF TNF-α后，HAMD-17与右杏仁核、左梭状回、右岛叶和左中央后回zDC均负相关。加入HAMA进行敏感性分析后，这些关联方向一致但效应量减弱，CSF TNF-α与HAMD-17的正相关仍显著。研究人员认为焦虑症状可能部分参与但不完全解释这些关系。
多变量回归分析。以HAMD-17为因变量，模型1包含年龄、性别、教育、MMSE和log转换疾病持续时间，R²为0.194，MMSE与HAMD-17负相关。模型2加入log转换CSF TNF-α后，样本内R²升至0.302，ΔR²为0.108，CSF TNF-α与HAMD-17正相关。模型3加入右杏仁核和右岛叶zDC后，样本内R²升至0.421，ΔR²为0.119，右杏仁核zDC与HAMD-17负相关，右岛叶zDC和CSF TNF-α不显著。由于样本量、模型复杂性和同一样本推导影像区域，模型3被作为探索性而非验证性独立预测模型。
探索性中介分析。标准化间接效应点估计为右杏仁核0.149、左梭状回0.081、右岛叶0.163和左中央后回0.091。研究人员强调这些探索性估计描述统计关联，不建立因果中介。

讨论总结：讨论部分指出，HSE-D参与者表现出更广泛的神经精神表型，抑郁和焦虑症状更严重，认知表现更差。CSF TNF-α在HSE-D更高，并与抑郁症状严重度相关；CSF IL-6也有组间差异并与HAMD-17相关，而IL-1β、IL-10和IL-8无此表现。TNF-α是唯一进入影像、分层回归和探索性中介分析的CSF细胞因子。HSE-D在右杏仁核、右岛叶、左梭状回和左中央后回DC更低，区域DC与CSF TNF-α及HAMD-17的关联因区域而异。将CSF TNF-α和区域DC依次加入临床协变量增加HAMD-17样本内解释方差，探索性中介模型对四个区域均产生正向间接效应点估计。研究人员因此认为这些发现支持多模态关联框架，而非因果序列。HSE结局传统上以急性死亡、癫痫、意识障碍和认知残疾判断，但神经系统稳定和病毒控制不一定代表完全恢复；持续情感、行为、认知和疲劳症状常见。本队列中抑郁症状与更高焦虑、更低MMSE和MoCA及更长住院时间共存，提示HSE后抑郁嵌入多维恢复表型，不能脱离认知、神经残疾、药物暴露或急性病严重度解释。CSF TNF-α参与固有免疫信号，其改变与突触调节、神经血管完整性、认知功能障碍和抑郁症状有关；但作用随浓度、受体通路、时机和细胞来源变化。由于所有炎症标志物均在CSF中测量，结果特指中枢液体区室，CSF和外周炎症浓度不可互换，本研究未测外周炎症标志物。CSF TNF-α系数在区域DC进入回归模型后减弱，提示统计信息重叠，不证明DC变化发生在TNF-α下游。DC发现补充结构影像，描述HSE后分布式功能组织；局灶病灶负担可能不能捕捉更广泛网络后果。杏仁核相关静息态连接在抑郁中一致改变，岛叶支持显著性检测、内感受和信息整合，梭状回支持高级视觉加工，中央后回参与躯体感觉加工和身体表征。这些功能为区域模式提供背景，但不直接解释抑郁症状。DC是全局且无方向的。次级感兴趣区分析中，梭状回和岛叶在Holm校正后HSE-D与HSE-ND差异不显著，因此不应解释为抑郁特异性。改变DC可能反映抑郁症状、认知状态、残余HSE相关损伤、焦虑、药物暴露和其他未测因素。整合CSF TNF-α与影像为本研究核心分析特征。既往工作常分别检查炎症标志物、结构损伤、认知和精神结局。本研究中CSF TNF-α与右杏仁核、右岛叶和左中央后回DC负相关；调整CSF TNF-α后，四个区域DC与HAMD-17相关。HAMA调整敏感性分析显示关联方向一致但减弱，提示焦虑是重叠但不完全的因素；鉴于焦虑和抑郁神经生物学重叠，尤其杏仁核和岛叶，不能解释为抑郁特异性神经改变。研究人员指出这些发现可能为HSE后照护提供信息，神经精神随访应超越癫痫监测和认知测试，系统评估抑郁和焦虑，尤其在急性病程复杂或认知困难持续时；但CSF TNF-α和DC均不是经验证的诊断或预后生物标志物，未定义临床阈值、未测试前瞻性预测，也未建立超越结构化精神科评估的效用。静息态fMRI需要专门采集、处理和质量控制，临床转化需要跨扫描仪可重复性、独立验证、校准及改善管理或结局的证据。纵向研究应测试急性病期或早期恢复期测量是否预测后续神经精神结局。系列CSF采样在临床和伦理适当时可区分短暂炎症变化与持续表型。重复采样结合结构和功能影像可能进一步阐明轨迹。改变炎症通路是否改善神经精神恢复需要专门试验，当前数据不支持TNF靶向治疗。研究优势包括详细临床和神经心理表征、结构化抑郁分类、多种CSF细胞因子评估、CSF TNF-α与静息态fMRI整合、全脑DC减少对预定义种子的依赖、主要影像对比采用高斯随机场校正、分层回归评估增量信息、间接效应分析明确探索性并包括多种稳健性检查。局限性包括横断面设计不能推断时间顺序或因果；样本量有限限制精度和亚组分析；HSE-D包括异质DSM-5抑郁障碍类别；更长住院和更差MMSE/MoCA提示更大神经负担，残留混杂可能包括认知障碍、病灶位置、急性病严重度、药物、睡眠、康复、血管风险、心理社会因素及焦虑抑郁症状共享方差；两中心设置、MRI资格和完成神经心理测试需求限制泛化并可能引入幸存者或选择偏倚；单时点CSF细胞因子测量不能识别细胞来源、区域分布、实质炎症活动或时间过程；缺乏配对外周炎症测量；完整病例分析可能偏倚；模型3和中介分析为探索性；DC估计依赖预处理、运动控制、灰质掩模、连接阈值和负相关排除；全局信号处理是重要预处理选择；簇推断可能限制空间特异性；静息态fMRI指标可重复性随校正策略和样本量变化；相关和中介区域在同一样本中定义，需要图谱区域、分样本程序或独立复制解决潜在循环性；横断面中介可能误示纵向间接效应。

研究结论翻译：在这项两中心横断面研究中，HSE幸存者中CSF TNF-α、区域DC和抑郁症状严重度存在统计学关联。主要体素水平对比识别四个区域候选DC簇，而次级区域比较对右杏仁核和左中央后回提供更强HSE-D与HSE-ND支持，而非梭状回和岛叶。这些发现未确立时间顺序、细胞来源、实质炎症活动、抑郁特异性或因果关系。独立纵向研究应使用重复CSF和外周测量以及预设或外部定义的影像区域评估可重复性和临床相关性。