临床高危精神病态的正性情感与负性认知脑-行为双轴特征

《Biological Psychiatry》：Positive–affective and negative–cognitive brain–behavior axes in clinical high risk for psychosis

　　

背景：处于精神病临床高危（clinical high risk for psychosis, CHR）阶段的个体表现出正性症状、负性症状、情感症状、认知困难与功能受损的异质性组合，但可重复的多域表型与脑形态学之间的多元关联仍有限。方法：研究人员分析了加速药物合作伙伴计划精神分裂症项目（Accelerating Medicines Partnership Schizophrenia, AMP SCZ）中720名CHR基线的数据，采用稀疏典型相关分析（sparse canonical correlation analysis, sCCA）识别95个脑区体积与28项症状、认知及功能行为变量之间的关联；通过留一网络交叉验证（PRoNET与PRESCIENT）检验泛化性，并以自助采样与留一站点的分析评估稳定性，进一步考察其与人口学、临床及站点变量的关系。结果：识别出两条具跨网络泛化能力的脑-行为维度。正性-情感轴（r=0.21–0.23）将较高抑郁、焦虑/应激、正性症状与快感缺失，连同额-扣带-岛叶体积减少以及相对更大的胼胝体与壳核体积相关联，并与共病抑郁、大麻使用及情感性精神病家族史相关。负性-认知轴（r=0.17–0.18）将更重的社会退缩、言语贫乏、情感淡漠、运动迟滞、更差认知与功能，连同小脑与顶叶体积减少以及相对更大侧脑室和胼胝体相关联，并与较低智商和较差病前适应相关。结论：两条部分可分离的脑-行为维度被识别：正性-情感轴捕捉情感与轻微正性症状的共表达，负性-认知轴提示神经发育易损性。

研究背景与问题提出

精神病性障碍伴随显著功能残疾、高医疗成本与预期寿命下降，预防思路推动临床高危（clinical high risk for psychosis, CHR）范式的发展。CHR个体不仅具有 attenuated positive symptoms（轻微正性症状），还普遍存在负性症状、认知缺陷以及高比例的焦虑与抑郁共病。既往结构磁共振研究虽反复报道额叶、颞叶、扣带回、岛叶、小脑等灰质体积减少与脑室扩大，但多数采用单变量相关或单域分析，把复杂表型拆解为孤立症状与单一脑区的关系，忽视了症状与脑结构各自的多变量共变特性。脑区与行为之间存在多对多映射，正性、负性、情感、认知与功能损害常共同出现并相互作用。双多变量方法可同时建模两组高维数据，但CHR领域尚缺在统一框架内对广域多域表型异质性的可重复刻画，且既往多变量研究易受过拟合影响，跨样本稳定性不足。因此，研究人员开展本项研究，旨在以数据驱动方式识别可跨网络泛化的脑-行为潜维度，并检验其神经解剖学特征与临床相关性。该论文发表于《Biological Psychiatry》。

主要技术方法

研究人员使用AMP SCZ发布3.0中两个国际研究网络PRoNET与PRESCIENT的720名CHR基线数据，采集统一协议的三维T1结构磁共振，由FreeSurfer得到95个皮层、皮下、小脑、脑室与胼胝体区感兴趣区（region of interest, ROI）体积并以颅内体积标化；行为端纳入28项正性症状、负性症状、抑郁、焦虑、认知与功能变量。核心方法为L1正则化稀疏典型相关分析（sparse canonical correlation analysis, sCCA），通过留一网络交叉验证在PRoNET与PRESCIENT间双向训练与测试，采用站内自助采样、留一站点分析、置换检验与站点效应校正保障稳定性与泛化性，并以双变量统计考察智商、大麻使用、家族史等临床心理社会相关因素。

研究结果

样本特征

最终纳入334名PRoNET与386名PRESCIENT个体，年龄、性别比例与抑郁共病率存在网络间差异，但整体构成典型CHR队列，为后续多变量建模提供基础。

典型相关维度与跨网络结果

sCCA提取出两个在独立网络中仍显著的交叉验证典型变量（canonical variate, CV）。第一典型变量为正性-情感轴（CV₁），跨网络相关r为0.21至0.23；第二典型变量为负性-认知轴（CV₂），r为0.17至0.18。两轴行为权重跨网络高度一致，脑区权重亦具可接受重现性，正性-情感轴稳定性优于负性-认知轴。

正性-情感轴结果

该轴行为端稳定载荷包括更高抑郁、焦虑/应激、正性症状、快感缺失与角色或社交功能受损。脑结构端主要表现为额叶、颞叶、扣带回、岛叶以及顶枕叶体积减少，同时在胼胝体前后部与基底节区（壳核、苍白球、尾状核）及腹侧间脑呈现相对更大体积。结果表明情感痛苦与轻微正性症状共表达，其神经基础涉及凸显网络相关额-扣带-岛叶结构改变，并伴奖赏相关背侧纹状体体积偏大。

负性-认知轴结果

该轴行为端稳定载荷为更重负性症状（社会退缩、言语贫乏、情感迟钝、运动迟滞）合并认知与社交功能下降。脑结构端以双侧小脑与顶叶体积减少为主，伴侧脑室扩大、胼胝体及相关皮下结构相对体积增大。结果提示该轴反映较稳定的神经发育易损性，经小脑-丘脑-皮层与额顶控制通路影响认知与目的性行为。

稳定性与协变量分析

留一站点分析显示正性-情感轴权重稳定，负性-认知轴脑区权重波动较大。协变量分析中，负性-认知轴与较低智商和较差病前适应持续相关；正性-情感轴行为得分与重性抑郁障碍、情感性精神病家族史及频繁大麻使用相关。性别、年龄与非情感性精神病家族史无显著关联，站点均值差异在控制后不驱动核心相关。

讨论与结论翻译

讨论指出，两条潜维度并非互斥，而是连续且部分独立的变异轴，同一个体可同时具有高负载。正性-情感轴映射情感与正性症状共表达，其额-扣带-岛叶改变呼应抑郁与精神病共有前端边缘结构异常，壳核偏大可能涉及多巴胺富集纹状体在奖赏与情感加工中的作用。负性-认知轴的小脑-顶叶萎缩与脑室扩大，契合神经发育性认知易损表型，且病前适应差与低智商支持其特质性前置基础。该双轴模型为CHR异质性提供可量化机制框架，未来可据此分亚型并预测转归。

研究结论部分翻译如下：

研究人员在CHR中识别出两条脑-行为维度：正性-情感轴将情感与正性症状的共表达，主要联系额-扣带-岛叶体积减少与相对更大的壳核体积；负性-认知轴将负性症状、认知受损与功能下降，联系小脑-顶叶体积减少与更大脑室。正性-情感轴可能反映更广的跨诊断易感性，而负性-认知表达可能指示特质性神经发育易损性。