综述:推进双相障碍脑与全身血管成像研究:国际双相障碍学会血管工作组报告

《Bipolar Disorders》:Advancing Brain and Body Vascular Imaging in Bipolar Disorder: A Report From the International Society for Bipolar Disorders Vascular Task Force

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Bipolar Disorders 4.5

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  心脑关联(heart–brain nexus)对人类健康的重要性日益凸显,但这一视角在精神病学尤其是双相障碍(bipolar disorder, BD)的研究与治疗中整合仍较为有限。多系统血管成像有助于阐明双相障碍中心脏与大脑健康的关联机制,本综述的最终目的是

  
心脑关联(heart–brain nexus)对人类健康的重要性日益凸显,但这一视角在精神病学尤其是双相障碍(bipolar disorder, BD)的研究与治疗中整合仍较为有限。多系统血管成像有助于阐明双相障碍中心脏与大脑健康的关联机制,本综述的最终目的是推动并指导血管成像在双相障碍研究中更广泛的应用。 本研究由国际专家组对双相障碍领域的血管成像文献进行梳理,整合关键研究、局限性及未来方向,结果按器官系统(脑、眼、心脏、全身)分类呈现,同时纳入其他精神病性或神经系统疾病中已报道、但在双相障碍中研究不足的新兴方法。 研究发现,双相障碍患者全生命周期均存在反映大血管与微血管健康的结构及功能血管差异,功能指标较结构指标更易受状态影响。部分研究显示双相障碍相关的血管指标差异独立于传统血管危险因素,但也有研究未观察到该独立性。不同技术的可及性差异显著:部分技术(如张力测定法、视网膜成像)应用广泛,部分技术(如心脏磁共振成像[magnetic resonance imaging, MRI]、动脉自旋标记MRI)则需特殊设备。尽管现有双相障碍样本量普遍较小,但普通人群队列研究已证实这些技术在更大范围内应用的可行性。 综上,双相障碍患者在脑内及脑外均可观察到血管成像指标的特异性差异,有必要持续推进相关研究以实现其对大脑、心脏及心理健康的潜在价值。未来需要开展更大样本量的研究,以支持亚组分析和稳健的协变量建模,同时纳入前瞻性设计、体液生物标志物及患者生活体验视角,将进一步提升血管成像在双相障碍研究与临床中的应用相关性。

引言

2020年国际双相障碍学会(International Society for Bipolar Disorders, ISBD)血管工作组曾发布行动倡议,总结现有证据明确双相障碍患者存在超额且过早发生的心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)及相关死亡风险,同时探讨了生活方式因素、肥胖、高血压等个体心血管危险因素的作用,并梳理了介导超额心血管风险的潜在生物学机制,特别指出目前针对双相障碍乃至更广泛的精神病学领域,尚缺乏专门靶向血管系统的治疗研究。
心脑健康的双向关联已被认知超过一个世纪,最早可追溯至Emil Kraepelin观察到精神病患者中存在动脉粥样硬化,70年后血管性抑郁假说的提出进一步强化了这一认知。2020年以来,多项高影响力研究证实了普通成人中心脏指标与大脑健康的关联,包括英国生物样本库(UK Biobank)发现的心脏与大脑MRI表型的共享表型与基因型表达,以及美国心脏协会科学声明提出的心脏与大脑健康的共同机制。同时研究证实,即使无显性心血管疾病,肥胖、高血压、血脂异常等心血管危险因素仍与成人和青少年的大脑、认知指标存在维度关联,这一发现在双相障碍中尤为突出——心血管危险因素与更重的心境症状负担、更高的自杀风险及治疗应答不佳密切相关。
随着多项血管成像方法学进展的出现,研究者可更深入解析心脑共病的早期发生机制,但此类技术在双相障碍乃至更广泛的精神病学的应用仍十分有限。因此ISBD血管工作组开展本叙述性综述,更新双相障碍血管成像领域的研究现状,整合来自其他精神病性及非精神病性人群的相关发现,明确关键结果、研究缺口及新兴方向,为该领域未来发展提供指引。

方法

本研究采用聚焦式非系统性综述,系统梳理双相障碍血管成像的现有证据。考虑到部分血管成像方法在双相障碍中的研究基础极为有限,叙述性综述的设计可兼容其他精神病性(如重度抑郁障碍[major depressive disorder, MDD]、精神分裂症)及非精神病性人群(如心、脑血管疾病)的相关研究证据。文献检索于PubMed/MEDLINE数据库完成,纳入与血管成像、心脑交互及生物标志物高度相关的代表性研究。结果按器官系统(脑、眼、心脏、外周)及方法学(如MRI、超声等)分类整合,重点讨论结果的一致性/异质性、不同方法在双相障碍研究中的优劣势、新兴研究领域及未来方向。文中同时提供了核心血管成像技术的对比信息,涵盖成本、时间需求、可及性等关键维度。

结果

脑成像

脑血流量
脑血流量(cerebral blood flow, CBF)是大脑氧、葡萄糖及酮体的供给来源,由于大脑能量储备能力极低,CBF与局部能量需求紧密匹配,对脑功能至关重要。动脉自旋标记(arterial-spin labelling, ASL)MRI等非侵入性序列可在无需注射放射性或钆基示踪剂的情况下定量评估CBF,较正电子发射断层显像(positron emission tomography, PET)、单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomography, SPECT)、动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast, DSC)等方法更具安全性优势。
双相障碍患者的CBF紊乱贯穿急性期与缓解期,可能属于特质性特征。早期1?O-PET研究支持心境状态相关的额叶CBF差异:躁狂期右侧腹侧及吻侧前额叶区域CBF降低,背侧前扣带回皮层CBF升高;抑郁发作期亦存在额叶灌注异常,且CBF与抑郁症状存在维度关联。针对ASL与DSC研究的系统综述显示,双相障碍急性期样本最常见的发现是额叶与颞叶高灌注。同时CBF对药物治疗及非药物干预敏感,基线较高CBF可预测MDD的治疗应答,药物或脑刺激治疗也可诱导区域性CBF改善。
青少年双相障碍研究同样观察到CBF改变,且可能存在心境特异性特征:缓解期青少年双相障碍患者中央前回与颞叶CBF高于无精神障碍对照,可能属于早期特质性紊乱或代偿性灌注机制;体重正常的双相障碍青少年奖赏相关区域CBF显著高于对照及超重/肥胖双相障碍组,可能与疾病严重度、代谢缺陷或代偿反应有关;抑郁评分与前扣带回CBF呈负相关,与成人抑郁状态低灌注的发现一致。此外,单次有氧运动可更大程度降低双相障碍青少年的额叶与扣带回CBF,提示运动对该人群兼具全身健康与脑健康获益;女性青少年双相障碍患者的楔前叶与后扣带回CBF高于女性对照;CBF模式可区分青少年双相障碍与健康对照,但小样本异质性可能限制分类准确性。
除心境状态差异外,双相障碍还存在脑代谢耗氧量与氧化血流动力学的异常。亚甲蓝神经代谢挑战后,成人双相障碍患者区域性脑代谢耗氧量(cerebral metabolic oxygen consumption, CMRO?)降幅大于年龄、性别匹配的健康对照。青少年双相障碍患者虽全脑CBF更高,但全脑CMRO?无显著差异,提示脑代谢效率下降及能量稳态潜在缺陷,与双相障碍中线粒体与代谢功能障碍的广泛证据相符,是血管、代谢与线粒体功能交互的重要研究方向。
血脑屏障通透性
血脑屏障(blood–brain barrier, BBB)是血管-神经元通信的关键界面,其功能障碍参与双相障碍等多种精神疾病的病理生理过程,机制可能涉及脑微血管内皮功能障碍、紧密连接蛋白功能异常、炎症过程及神经元代谢缺陷。动态对比增强(dynamic contrast enhanced, DCE)-MRI常用于检测脑卒中、脑血管病、脑肿瘤、创伤性脑损伤等疾病的大分子对比剂渗漏,一项小样本成人双相障碍DCE-MRI研究显示,部分患者存在BBB通透性升高,且与慢性病程、更重的精神症状负担相关。但DCE-MRI依赖大分子对比剂渗漏,难以检测双相障碍相关的轻度BBB破坏。
扩散制备ASL(diffusion-prepared ASL, DP-ASL)无需对比剂,可检测毛细血管到神经元区间的神经血管水交换率(Kw),目前主要应用于老年队列的正常衰老轨迹研究,发现BBB功能随年龄下降。该技术尚未在双相障碍中应用,但已在精神分裂症谱系障碍中观察到全脑Kw降低,顶叶区域缺损最显著,且该差异独立于年龄、性别、吸烟、体重指数、血压、心率等协变量;阴性症状与约59%脑区的Kw降低显著相关,外周内皮功能(通过血流介导扩张评估)与对照组Kw正相关,但与精神分裂症谱系组的Kw无关联,提示该指标在双相障碍研究中的重要价值。
脑血管反应性
脑血管反应性(cerebrovascular reactivity, CVR)反映脑血管对血管活性分子的舒张反应,是脑血管健康的综合指标,可通过经颅多普勒超声、依赖CO?吸入或屏气任务的功能MRI量化。双相障碍相关的炎症与氧化应激可能损伤内皮功能,导致CVR减弱。目前双相障碍的CVR研究十分有限,多数针对青少年人群,一项小样本研究显示青少年双相障碍患者屏气后的CVR低于健康对照,差异在后扣带回、脑室周围白质最显著,校正体重指数后差异延伸至舌回、缘上回及颞极。
重度抑郁障碍的CVR研究相对更多,同样观察到抑郁患者CVR低于对照,且抑郁症状缓解后CVR可改善;未经治疗的青年重度抑郁障碍患者也存在大脑中动脉CVR减弱,而颈内动脉CVR无差异。CVR受心境状态、吸烟、年龄等多因素影响,近红外光谱研究也发现双相障碍患者高氧血红蛋白与总血红蛋白增幅更低,认知任务期间前额叶激活减弱,提示对血管活性刺激存在生理性反应钝化。CVR同时受糖尿病、高血压等心血管与脑健康危险因素影响,可作为微血管的广谱探针,且短时长、非侵入性的任务范式适合在研究场景中推广。

视网膜成像

视网膜微血管是脑微血管的良好替代指标,二者胚胎起源相同,结构与生理功能相似,均存在血脑屏障及相似的自身调节机制,且视网膜成像的成本与受试者负担远低于传统脑成像。视网膜成像涵盖基于摄影的方法与三维光学相干断层扫描(optical coherence tomography, OCT),还可提供视网膜神经纤维层厚度等神经指标,可能反映神经退行性变、突触病理及双相障碍的易感性。
视网膜眼底照相
视网膜眼底照相通过数字相机直接可视化视网膜血管,大型队列研究证实其血管指标可独立于传统危险因素预测未来脑卒中与心肌梗死风险。视网膜小动脉狭窄、小静脉增宽可见于肥胖、高血压及成人神经认知障碍,双相障碍、精神分裂症与重度抑郁障碍成人患者也存在动静脉比值降低(即小动脉管径缩小、小静脉管径增大),部分研究提示该差异独立于传统心血管危险因素。达尼丁出生队列研究显示,38岁时精神分裂症患者的静脉管径宽于糖尿病/糖尿病前期、持续性烟草依赖、持续性抑郁人群,且近1年未使用抗精神病药的患者静脉管径更宽。青少年研究则观察到相反趋势:13~20岁双相障碍青少年的小动脉管径高于对照,且一项865人的青少年流行病学研究显示小动脉管径与抑郁、焦虑症状的正向维度关联独立于体重指数、吸烟状态、平均动脉压等因素。
视网膜血管形态计量学还关注血管迂曲度与分形维度:静脉迂曲度与糖尿病、糖化血红蛋白、血压、C反应蛋白等心血管危险因素正相关,且糖尿病状态可修饰迂曲度与危险因素的关联;动脉分形维度降低与静脉迂曲度升高可独立预测主要不良心血管事件。双相障碍与精神分裂症成人患者的视网膜迂曲度高于无重大精神疾病诊断的对照,但分形维度无诊断间差异。
视网膜指标还与双相障碍的神经影像及神经认知指标相关:青少年双相障碍的小动脉与静脉管径与灰质体积、脑血流量、白质完整性(包括前扣带回等奖赏相关区域)相关,低小动脉管径通常对应更差的区域脑结构、脑血流与白质完整性,但现有小样本研究的异质性较高,提示血管-双相障碍关联的复杂性。
光学相干断层扫描
OCT可三维可视化视网膜各层的血管与神经结构,除用于糖尿病视网膜病变、青光眼的诊疗外,近年已逐步应用于精神科转化研究。成人双相障碍患者的浅层与深层血管密度低于健康对照,而亚临床血管密度降低也见于高血压、糖尿病,可能反映毛细血管丢失、内皮功能障碍与血管重构;深层血管密度降低与发病年龄更早、病程更长、发作次数更多相关,但现有研究多数未充分校正协变量,结果存在异质性。
OCT还可评估视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer, RNFL)厚度等指标,神经节细胞层包含神经节细胞的胞体,其变薄可能反映神经元丢失;内丛状层包含视网膜神经节细胞、双极细胞与无长突细胞的突触,其变薄可能反映突触病理与信号整合缺陷。大型人群队列研究显示,精神疾病的多基因风险与OCT神经指标相关,联合定位的血管与神经信息可用于高时空分辨率下的血管-脑关联研究。
单中心临床研究报道成人双相障碍患者的RNFL与神经节细胞层厚度低于重度抑郁障碍患者及无重大精神疾病对照,纵向研究显示黄斑与视盘周围神经纤维层厚度在5年内进行性变薄,且RNFL厚度与执行功能、自杀风险、病程、精神药物使用、心血管危险因素相关,但部分研究未发现组间差异,或观察到神经节细胞层增厚、RNFL厚度与临床指标无关联。英国生物样本库3万余人的数据显示,精神分裂症多基因风险与神经节细胞-内丛状层(ganglion cell-inner plexiform layer, GC-IPL)变薄相关,而双相障碍与重度抑郁障碍的多基因风险无此关联,且该关联在校正年龄、性别、体重指数、高血压、吸烟与遗传主成分后仍显著。
目前双相障碍的视网膜成像研究受限于小样本量,部分研究仍发现相关指标的差异独立于躯体共病与心血管危险因素,但扫描方案、分析方法的异质性限制了结果的跨研究比较,未来需推行标准化流程。眼底照相的指标(小动脉与小静脉管径)对心血管事件的预测价值更成熟、可及性更高、成本更低;OCT分辨率更高,可提供精细的血管表型与血管-神经关联信息,二者互为补充,均可在研究与临床场景落地。

心脏成像

超声心动图
心力衰竭是导致双相障碍患者超额早死的主要心血管疾病之一,早期发现心脏结构与功能异常对预防至关重要。经胸超声心动图是无创、可快速评估心脏结构与功能的首选工具,成本效益良好。左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)是临床常用的左心室收缩功能指标,但初始小样本研究未在双相障碍中发现LVEF差异,且LVEF对亚临床心功能异常的敏感性有限,难以满足早期筛查需求。
斑点追踪超声心动图的进步革新了左心室收缩功能评估,其通过追踪心肌散射的“斑点”图案,可角度独立地定量心肌形变,其中整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)已成为多种心血管疾病中亚临床左心室功能障碍的早期检测指标,大型流行病学研究与荟萃分析证实,校正年龄、高血压、糖尿病等混杂因素后,GLS降低仍可强效预测心肌梗死、心力衰竭、脑卒中、心血管死亡等主要心血管事件。双相障碍研究已观察到无心力衰竭临床诊断的患者GLS受损,且体重指数与GLS负相关;20~45岁青年双相障碍患者的GLS与心肌做功均低于年龄匹配的健康对照,而LVEF保留,且受损累及三支冠状动脉供血区域;部分研究还报道了GLS的心境状态差异,但尚未被重复验证。
除功能评估外,近期研究依据美国超声心动图学会与欧洲心血管成像协会指南评估心脏形态指标,包括左心室质量指数(left ventricular mass index, LVMI)与左心室相对室壁厚度(left ventricular relative wall thickness, RWT)。心血管领域证据明确显示LVMI与RWT升高是心力衰竭与心脏死亡的强危险因素。双相障碍成人患者的LVMI高于健康对照,且LVMI与白细胞介素-8水平、体重指数正相关;另一项研究也发现双相障碍患者的RWT高于年龄、性别匹配的对照,且RWT与血清甘油三酯水平、血小板与淋巴细胞比值正相关,均独立于体重指数。此外,代谢、炎症与氧化应激的聚集异常与青年双相障碍及精神分裂症患者的RWT升高相关。值得注意的是,接受锂盐维持治疗的双相障碍患者RWT低于未接受锂盐治疗者,提示锂盐可能存在心脏保护作用,但具体机制仍需明确。
计算机断层扫描
部分心脏成像研究聚焦于双相障碍的心外膜冠状动脉粥样硬化,计算机断层扫描衍生的冠状动脉钙化(coronary artery calcium, CAC)评分显示,约四分之一的双相障碍参与者存在CAC阳性,且阳性率与年龄、既往精神科住院次数正相关,与住院次数呈维度关联。但严重精神障碍(serious mental illness, SMI,含双相障碍与精神分裂症)的CAC研究结果存在异质性:西方丹麦心脏注册库的48757名成人数据显示,校正年龄、性别与日历期后,SMI组与非SMI组的CAC评分无差异,且高CAC评分与非SMI组的总死亡率升高相关,但与SMI组的死亡率无显著关联,可能与SMI组非心血管死亡比例更高有关。
心脏MRI
计算机断层扫描存在辐射暴露问题,对青少年人群的适用性受限。加拿大团队的研究显示,13~20岁青少年双相障碍患者的常规心脏结构与功能指标(如左心室质量、每搏输出量)与健康对照无差异,但屏气任务后的冠状动脉微血管反应性显著低于对照,且该差异独立于传统心血管危险因素与药物使用,提示冠状动脉微血管反应性是疾病早期亚临床心功能异常的敏感指标。
其他精神障碍人群
其他患者群体与精神疾病多基因风险的研究也可为双相障碍的心脏微血管功能提供启示:英国生物样本库3万余成人的数据显示,精神分裂症多基因风险与多个心脏MRI表型(如右心室收缩末期与舒张末期容积、纵向峰值舒张应变)负相关,且精神分裂症多基因风险与体重指数显著负相关。重度抑郁障碍的心脏MRI研究显示,异卵双胞胎中抑郁患者的冠状动脉血流储备比非抑郁双胞胎低14%,而同卵双胞胎中无此差异,且该差异校正Framingham心血管危险因素后仍显著,提示遗传因素可能影响重度抑郁障碍的微血管功能,该发现对遗传度更高的双相障碍具有重要参考价值。此外,无正式精神疾病诊断的人群中,心理痛苦(含抑郁、创伤后应激障碍、焦虑、愤怒与总体感知压力)与SPECT检测的心肌缺血相关,且关联仅存在于心理痛苦程度最高的人群与既往心肌梗死患者中,与双相障碍中病程更长、病情更重者心脏成像异常更突出的发现一致。
目前双相障碍的心脏成像研究仍较为有限,但提示心力衰竭的易感性可在疾病早期被检测到,不同核心技术的特征可参考文中的对比信息。

外周血管评估

双相障碍与心血管疾病的强关联使得潜在机制研究难度较高,外周循环血管功能测量为风险决定因素的研究提供了可行路径。现有证据一致显示,双相障碍的外周血管功能差于非精神病对照与 normative 数据,涉及脉搏波速度、颈动脉弹性模量、反应性充血指数、颈动脉内膜中层厚度、脉搏波分析的增强指数等多个指标。
双相障碍的疾病进程存在异质性,部分患者出现发作性病程,部分则为慢性病程、长期症状负担更重,而更高的心境症状负担(包括抑郁与躁狂发作)与更高的心血管死亡风险相关。协作性抑郁研究的35名参与者随访平均27年的数据显示,躁狂/轻躁狂症状负担(随访期间有临床意义症状的周数占比)与血流介导扩张评估的内皮功能障碍正相关。但双相障碍外周血管功能与心境状态的纵向数据十分有限:一项40名双相障碍患者长达6个月的随访未发现心境症状学与阻力血管、传导血管、内皮功能、动脉僵硬度的关联;尽管既往研究显示躁狂症状负担与心血管死亡、内皮功能/动脉僵硬度相关,但该研究中仅未校正的模型显示躁狂症状与阻力血管的内皮非依赖性功能相关,与儿童青少年的发现存在呼应——13~20岁青少年双相障碍中,当前处于轻躁狂/混合发作的患者反应性充血指数(小血管内皮功能指标)高于抑郁、缓解期患者及对照,若该发现被重复验证,提示躁狂的急性效应可能与长期效应存在差异,也可能与躁狂症状反映的睡眠差、治疗依从性低、物质使用等因素相关。
心境状态也与外周血管功能相关,重度抑郁障碍与其他心境障碍中也观察到类似发现:135名青少年与青年女性的前瞻性研究显示,自我报告的抑郁症状加重伴随内皮功能恶化;另一项青年队列中,抑郁症状的发生与反应性充血指数降低(即血管功能恶化)相关;较大样本的一般人群数据显示,女性重度抑郁障碍患者的反应性充血指数低于非抑郁女性,但男性中无此差异,小样本青少年一般人群研究也得到类似结果,抑郁症状的维度评分还与超声血流介导扩张指标相关。
青少年双相障碍的外周血管研究多来自单一加拿大中心,除前述轻躁狂/混合发作患者反应性充血指数升高的发现外,同一人群的后续分析显示反应性充血指数与血清C反应蛋白无相关,但外周内皮功能与双相障碍青少年的脑血流量相关(校正年龄、性别、体重指数后),且关联方向与预期相反——更高的反应性充血指数预测丘脑、额极与距状前皮质更低的脑血流量。国际青少年数据显示,早发双相障碍患者的颈动脉内膜中层厚度(carotid intima media thickness, cIMT)升高,该指标反映早期血管重构与动脉粥样硬化。另一项30人的加拿大青少年样本中,cIMT与脂质氢过氧化物(氧化应激指标)相关,但扩大至40名双相障碍与20名对照的样本后,组间cIMT与血流介导扩张无显著差异。成人双相障碍患者(n=103)的血浆促炎细胞因子(如可溶性肿瘤坏死因子受体1[sTNF-R1]、可溶性白细胞介素-6受体[sIL-6R])水平与更高的cIMT相关,提示慢性炎症可能加速动脉粥样硬化。此外,锂暴露也被认为可延缓双相障碍患者的动脉粥样硬化进展,即使在心血管高风险人群中也是如此。
现有不同设计的研究尚未明确统一的模式以揭示相关机制,未来仍需探索急性心境发作如何参与血管功能障碍的生理机制,长期随访研究也可进一步明确疾病病程、心境特异性特征对风险的影响。

讨论

血管成像研究证实双相障碍患者存在跨器官系统的血管结构与功能缺陷,涵盖大血管与微血管表型,且部分差异独立于体重指数、血压、药物使用、年龄等传统心血管危险因素。梳理现有文献可提炼出若干核心主题:多数血管成像表型成本低、易获取,可与现有成像体系互补,在研究及临床场景中可规模化应用;但不同年龄组与心境状态的结果存在异质性,样本量、方法学与协变量校正的局限性仍较突出,结果的时序性与因果方向尚不明确。

发展考量与特质-状态区分

成人与青少年数据存在明显分歧,涉及脑、视网膜、心脏等多个器官系统:青少年双相障碍常观察到“更优”的血管结构/功能,如缓解期青少年脑血流量升高、轻躁狂/混合发作患者反应性充血指数升高、青少年小动脉管径更大,机制可能与发育阶段特征或青少年对下游代谢缺陷、基线心血管负荷的代偿能力有关。而更大年龄、病程更长的双相障碍患者的血管指标差异更显著,在心脏成像与外周血管评估中尤为突出。
结构成像指标(如常规心脏指标、视网膜血管管径与密度、颈动脉内膜中层厚度)相对稳定,随年龄与心血管风险变化缓慢,更可能反映“特质”;功能指标(如脑血流量、脑与心肌血管反应性、内皮功能)对急性心境状态敏感,可同时反映特质与状态,在尚未出现明确特质性血管异常或显性心血管疾病的年轻样本中尤其具有价值,需在研究设计中予以考量。

结果异质性

除心脏MRI研究外,各器官系统的血管成像结果均存在不一致性,如成人外周反应性充血指数与动脉僵硬度存在零结果,成人视网膜血管密度、脑血流量模式也存在混合发现。异质性可能源于多方面:首先,现有研究多为小样本横断面设计,难以解析心境状态、性别、疾病严重度、双相障碍亚型、药物使用等关键变量的影响,协变量校正的能力不足或未开展校正的情况普遍;其次,特质与状态的区分不充分,部分表型反映 transient 状态(如急性炎症或应激反应),部分反映稳定的长期结构改变,导致跨器官的时序不匹配;第三,年龄构成的影响如前所述;最后,不同血管表型的潜在病理生理机制存在差异,如视网膜微血管密度改变可能反映氧化应激与血管重构,而脑与心肌血管反应性更多受内皮功能障碍影响。这进一步凸显了解释多器官血管成像结果的复杂性,亟需整合多血管表型的前瞻性纵向研究。

传统心血管危险因素与共病考量

肥胖、糖尿病、高血压、血脂异常等传统心血管危险因素对血管、心脏、眼与大脑存在独立影响,且在双相障碍中的患病率高于普通人群,既需作为混杂因素控制,也可作为中介因素与治疗靶点。虽然多数研究校正了体重指数,但全面校正多重心血管危险因素的研究极少,未校正的情况也较为常见。值得注意的是,肥胖本身在双相障碍或精神分裂症的其他心血管危险因素出现前即可加重灰质与白质脑改变,可能是心血管危险因素与严重精神障碍更严重表现、更差病程与预后的关联机制之一。未来采用多水平校正策略,将传统危险因素纳入最终校正层级,既可估计独立于传统危险因素的效应,也可避免过度校正可能的中介变量。
除前述危险因素外,还需全面表征双相障碍的血管疾病其他风险因素,如代谢性肝病在普通人群与双相障碍中均常见且发病率上升,其与血管疾病存在病因学关联,可导致肝脏与肝外发病,但目前双相障碍中极少筛查该类疾病,未来需加强筛查并明确其对心境障碍心血管共病的贡献。
精神科在识别与处理影响患者健康的因素中发挥核心作用,鉴于双相障碍心血管风险升高会带来显著的躯体、精神与功能后果,明确潜在机制对改善长期结局至关重要。若仅将心血管风险评估交由初级保健或心内科负责,将导致当前心血管结局差距大、功能下降、身心健康状况差的现实。但精神科医生往往缺乏本综述所涉及的多种成像领域的方法学专长,因此亟需跨医学专科的合作,未来精神科主导的倡议可依托心内科、眼科等其他学科的方法学支持,实现全面的血管评估与临床意义解读。

精神科药物的作用

心境稳定剂、第二代抗精神病药(second-generation antipsychotics, SGAs)、抗抑郁药均有明确的代谢副作用,但双相障碍的心血管疾病早发与超额死亡风险在校正精神科药物使用后仍然升高,2020年ISBD血管工作组已明确该风险很大程度上独立于药物使用,且主要未治疗的人群队列中心血管疾病发生率仍较高。早期血管成像研究也提示双相障碍相关的血管结构与功能差异可能独立于精神科药物使用。
部分研究显示精神科药物存在心血管获益,尤其是锂盐:锂盐治疗与双相障碍患者更低的总体纵向应变、左心室相对室壁厚度相关,其心脏保护机制可能包括调节结构与电重构,锂盐是已知的GSK-3β抑制剂,临床前证据显示GSK-3β可通过一氧化氮合成通路直接影响内皮细胞功能;锂盐还具有抗氧化、抗炎、神经可塑与神经保护作用,体外研究显示其可增加线粒体生物发生、减少促炎细胞因子产生,均有利于降低心血管风险。基础科学与成像数据得到了国际锂盐治疗患者研究组纵向数据的支持:双相障碍相对于对照的标准化死亡率比值在锂盐治疗后降低,近期观察性流行病学数据也显示锂盐治疗可降低全因死亡率与疾病相关死亡率,或无显著影响。
抗精神病药的研究结果则存在异质性:一项中年双相障碍超声心动图研究显示,氯丙嗪等效剂量与较低的左心室舒张功能相关;精神分裂症患者长期使用氯氮平与更低的LVEF、GLS相关,且该差异独立于其他心血管危险因素,部分研究中LVEF降低仅见于男性。此外,更高的氯丙嗪等效剂量与更高的股动脉弹性模量(反映动脉僵硬度更高)相关。但第二代抗精神病药也与部分血管指标改善相关,如首发精神病患者在第二代抗精神病药治疗6周后,背侧前扣带回灌注增加,且扣带回脑血流量正常化与认知灵活性提升相关,效应因典型/非典型分类与具体药物而异。同时多项血管成像发现校正第二代抗精神病药使用后仍然显著,提示双相障碍的血管功能差异是疾病本身的固有特征,并非完全归因于第二代抗精神病药治疗。
除直接效应外,药物还可能通过间接途径影响心血管结局:2020年血管工作组已指出,治疗依从性带来的症状控制改善可支持健康生活方式与医疗服务利用,间接促进心血管健康。鉴于病程与长期心境症状负担是血管结构功能恶化/变差的核心相关因素,精神科药物的心脏保护作用可能抵消其体重增加的风险。

未来方向

本综述梳理了血管成像技术的当前研究现状,核心技术的对比信息可为研究者整合相关方法提供参考。部分技术(如计算机断层扫描、超声心动图)已在医院广泛应用,另一些技术(如脉搏振幅与压平张力测定法、眼底照相、光学相干断层扫描)则具备低成本、低时间需求的优势,适合在高受试者量的纵向队列中应用。事实上,多项纵向人群队列已纳入血管成像指标,如英国生物样本库包含眼底照相、OCT、心脏MRI、cIMT与动脉僵硬度评估,部分指标已覆盖超10万人;弗雷明汉心脏研究、鹿特丹研究、达尼丁多学科健康与发展研究、加拿大健康心脏与大脑联盟、多族裔动脉粥样硬化研究等队列也收集了核心血管表型,为精神科队列研究提供了可借鉴的模式。
研究方法的选择需最终服务于具体的研究问题与患者人群:成本较低的超声心动图与计算机断层扫描适用于已发生心血管疾病的成人双相障碍患者,但难以检测年轻参与者的亚临床病理;功能MRI方法与视网膜成像、外周血管评估的微血管表型则对双相障碍的早期过程更敏感;MR类方法(如血管反应性评估)虽成本高、技术难度大,但对解析双相障碍的血管与代谢基础潜力巨大。若已收集神经影像数据,额外添加短时长ASL或功能MRI序列评估脑血流量或脑血管反应性不会显著增加受试者负担与时间。需注意表中的采集时间仅反映扫描或评估时长,未包含受试者准备与后处理时间,因此心脏或脑血管MRI的评估时长会更长,通常作为更大成像协议的一部分开展。新兴的光学脑成像方法(如宽带近红外光谱)无创便携,未来可能成为评估区域性脑氧合与潜在机制的新型可扩展方法。
血管成像也为探究双相障碍女性与男性的心血管风险与结局差异提供了良好契机:流行病学证据明确双相障碍使女性的心血管疾病相对风险升高幅度高于男性,且其他躯体共病也存在显著性别差异。英国生物样本库数据显示,女性双相障碍患者的冠心病、心力衰竭、原发性高血压风险是男性的2~3倍,且性别与诊断的交互作用在各结局中均显著;另一项系统综述显示,双相障碍女性的心血管风险与男性相当,但代谢与甲状腺疾病患病率更高,这一发现值得关注——普通人群中女性存在显著的心血管保护优势,而双相障碍可能削弱该保护效应。此外,压力、社会经济地位、种族、童年逆境、亲密伴侣暴力等社会心理因素可与性别交互,在每个生殖阶段修饰心血管风险;身体活动、睡眠等生活方式因素对女性尤为重要,而在严重精神障碍中这类因素的暴露风险更高。未来亟需开展全生命周期的机制研究,阐明并最终减轻双相障碍女性的不成比例心血管风险负担。
未来研究还应纳入互补的血管相关生物标志物(如内皮黏附蛋白、循环内皮祖细胞、氧化与炎症生物标志物)以提供更深度的机制洞见:内皮黏附蛋白(如细胞间黏附分子-1[ICAM-1]、血管细胞黏附分子-1[VCAM-1])是内皮激活与炎症的指标,在双相障碍中可能升高;循环内皮祖细胞的数量与功能可反映血管再生能力与内皮修复能力,双相障碍中也观察到其数量改变与功能异常。将这类生物标志物与成像结果结合,可实现更全面的心血管风险分层,检测显性心血管疾病前的亚临床血管改变。

结论

血管成像在双相障碍中的应用可聚焦于两个核心方向:一是为早期心血管疾病风险分层提供信息,支持靶向实施整合心脑的预防与干预策略;二是作为机制研究工具,推动对血管与代谢病理及其与双相障碍关联的理解。
该领域研究有望助力开发新型早期干预与治疗方案,缩小双相障碍的心血管健康差距,相关技术也可推广至其他精神病患者群体。未来亟需开展样本量充足、纵向、跨诊断的研究,纳入稳健的多水平协变量校正,以明确因果关系、心境状态效应与诊断特异性。
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