引言
重度抑郁症（MDD）是一种致残性精神疾病，是全球致残的主要原因，其特征是情感和认知功能的广泛紊乱（Friedrich, 2017）。尽管药物治疗仍是主要治疗手段，但约三分之一的患者无法达到缓解，并可能发展为治疗抵抗性抑郁症（Rush et al., 2006）。重复经颅磁刺激（rTMS），尤其是左侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）的高频刺激，是治疗MDD的一种既定干预手段（O'Reardon et al., 2007）。尽管其临床疗效已得到证实，但其抗抑郁效应相关的神经生物学过程仍不完全清楚。表征这些过程可能有助于优化刺激策略和开发与治疗反应相关的影像学标志物。
早期的MDD模型强调离散脑区的异常。然而，神经影像学的发展已将抑郁症越来越概念化为一种系统水平的疾病，涉及大规模脑网络内部的通信紊乱，尤其是额-边缘系统和默认模式系统（Kaiser, Andrews-Hanna, Wager, & Pizzagalli, 2015; Mayberg, 1997）。扩散张量成像（DTI）能够体内表征白质微结构并重建支持区域间通信的结构架构。先前的DTI研究报告MDD存在广泛的白质异常，包括多个联合、连合和投射通路的分数各向异性（FA）降低（Liao et al., 2013）。这些发现提示MDD中的功能失调可能发生在改变的结构基质内，尽管结构异常与功能异常之间的关系仍然复杂。
神经调控研究中的一个核心问题是：局灶性重复刺激是否伴随超出目标皮质区的变化。尽管rTMS的即时效应通常归因于皮质兴奋性的改变，但越来越多的证据表明，左侧DLPFC的刺激可以影响与刺激位点相连的分布式网络。功能磁共振研究已证明治疗相关默认模式和额-边缘连接的改变，包括DLPFC与颞下区前扣带回之间的连接（Fox, Buckner, White, Greicius, & Pascual-Leone, 2012）。白质在重复刺激后也可能表现出活动依赖性可塑性（Cheeran et al., 2008），纵向扩散成像研究已报告特定通路的微结构变化，包括扣带束（Peng et al., 2012）。然而，大多数先前研究聚焦于单个纤维束或区域扩散指标，使全脑结构连接组拓扑及其纵向变化表征不足。
图论提供了一种数学框架，通过将脑表征为区域及其连接的网络来检验这种系统水平组织。全局效率等指标量化整合信息传输的能力，而聚集性和小世界性表征网络分离与整合之间的平衡（Wang, Zuo, & He, 2010）。MDD的结构连接组研究报告了全局组织和节点中心度的改变，特别是在额叶、边缘和皮层下系统内（Ye et al., 2015）。然而，不同样本和分析方法的结果存在差异，rTMS治疗是否伴随结构连接组全局或区域拓扑的变化仍不确定。
传统结构连接组分析主要检查低级结构连接（LOSC），其中边代表纤维束成像推导的区域间直接连接。尽管LOSC捕获了单个连接的解剖强度，但它并未显式表征不同区域全脑连接谱之间的相似性。高级结构连接（HOSC）通过量化区域间LOSC谱的对应性来解决这一互补方面，即两个区域与脑其余部分表现出相似结构连接模式的程度（Zhang et al., 2016）。因此，即使两个区域之间没有突出的直接解剖连接，只要它们在更广泛的结构架构中占据相似的位置，就可能表现出强HOSC。尽管从相同的扩散数据推导而来，HOSC提供了共享结构嵌入的更高级表征。先前的研究表明，这种方法可能揭示网络组织中不太明显的临床相关改变（Xu et al., 2024; Zhao, Zhang, Rekik, An, & Shen, 2018）。然而，其对MDD治疗相关结构连接组变化的潜在敏感性尚未得到充分探索。
在本研究中，我们采用图论分析检查MDD患者在左侧DLPFC接受10 Hz rTMS治疗前后的结构连接组组织，以健康对照（HC）作为基线参考。LOSC网络从直接的纤维束成像连接重建，而HOSC网络从区域间LOSC谱的相似性构建。在两个组织水平上检查全局和节点拓扑指标，并使用基于网络的统计方法识别显示基线病例对照差异或治疗后纵向变化的特定子网络。我们假设MDD患者在LOSC和HOSC中均表现出相对于HC的小世界和节点组织改变。我们进一步假设治疗期将伴随全局、区域或子网络特性的纵向变化，且HOSC将对传统LOSC无法完全捕获的分布性变化提供互补的敏感性。
