《Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry》：Hierarchical alterations of brain network coupling and its clinical and cognitive relevance in systemic lupus erythematosus
编辑推荐：
•SLE患者的全脑结构-功能耦合度出现显著下降。•在SLE患者中，包括默认模式网络和前额叶皮层网络在内的高级神经网络存在明显的结构-功能耦合缺陷。•“富集俱乐部”结构及局部连接也显示出结构-功能耦合的层级性紊乱。•通过支持向量回归模型，结构-功能耦合指标可预测患者的认知表现与免疫
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SLE患者的全脑结构-功能耦合度出现显著下降。
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在SLE患者中，包括默认模式网络和前额叶皮层网络在内的高级神经网络存在明显的结构-功能耦合缺陷。
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“富集俱乐部”结构及局部连接也显示出结构-功能耦合的层级性紊乱。
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通过支持向量回归模型，结构-功能耦合指标可预测患者的认知表现与免疫指标水平。
引言
系统性红斑狼疮是一种慢性自身免疫性疾病，其特点为免疫系统异常攻击全身组织，尤其是中枢神经系统，从而导致严重的神经精神症状并降低患者的生活质量（Hoi等人，2024；Carrión-Barberà等人，2021）。SLE患者常出现认知功能问题，如执行控制能力和工作记忆受损，同时还伴有抑郁、焦虑等情绪障碍（Legge和Hanly，2024）。这些神经精神症状会增加患者残疾的风险，也凸显出了解SLE中大脑功能变化的必要性（Hanly等人，2020；Costa等人，2025；Magro-Checa等人，2023）。
近年来，神经影像学研究显示，SLE既与白质微结构损伤有关，也与功能连接异常相关（Ao等人，2024；Mackay等人，2019）。不过，大多数研究都是单独分析这些变化，未探讨在SLE中结构网络与功能网络之间的相互作用。越来越多的证据表明，结构-功能耦合度——即解剖学上的连接程度对功能通信的支持作用——对于高效的认知和情绪处理至关重要（Fotiadis等人，2024）。结构-功能耦合度的紊乱，也就是所谓的解耦现象，已被发现与多种神经精神和神经系统疾病中的认知缺陷有关（Lu等人，2025；Sun等人，2024）。
与阿尔茨海默病或帕金森病这类传统神经退行性疾病不同，SLE的发病机制是免疫介导的，比如自身抗体的产生、血脑屏障功能异常以及神经炎症，而非神经元逐渐丢失或蛋白质聚集（Magro-Checa等人，2023；Moore等人，2020）。这些免疫病理过程可能导致大脑网络出现不同的紊乱模式，从而使SLE有别于原发性神经退行性疾病。因此，研究SLE中的结构-功能耦合变化，有助于揭示免疫介导的神经损伤机制及其带来的认知后果。
此外，结构-功能耦合分析能够提供大脑网络组织的综合多模态视角，弥补了单一模态研究的局限性。结合血清学指标和临床实验室检测数据，还可以进一步了解全身性免疫功能紊乱是如何转化为大脑网络层面的变化以及认知功能障碍的。对于SLE而言，这种方法尤为重要，因为目前关于免疫状态、大脑连接性与神经认知功能之间关系的研究还十分有限。
需要指出的是，人类大脑具有层级化的网络结构，其中包含高度互连的“富集俱乐部”区域，以及介于其间的连接节点和周边的局部连接（van den Heuvel和Sporns，2011）。“富集俱乐部”区域有助于实现全局信息整合，而连接节点和局部连接则分别负责不同节点间的信息传递以及特定的局部功能处理（Kim和Min，2020；Alstott等人，2014）。无论哪个层级出现紊乱，都可能打破网络整合与分离之间的平衡，进而影响认知功能。
为填补这些知识空白，本研究系统地分析了SLE患者全脑以及不同层级网络组件中的结构-功能耦合变化，重点关注“富集俱乐部”区域、连接节点和局部连接。通过整合多模态神经影像数据、先进的网络分析方法以及临床实验室指标，我们旨在明确SLE患者结构-功能耦合紊乱的程度和模式，以及其与认知缺陷和免疫介导损伤之间的关联。研究这些网络变化有助于揭示SLE中认知功能障碍的神经机制，也为开发基于神经影像学的新型工具、用于全面评估和监测这种复杂的自身免疫性疾病提供依据。
章节节选
研究对象
本研究共招募了147名成年受试者，其中包括77名SLE患者和70名健康对照者，这些受试者均来自广州南方医科大学南方医院。SLE患者的纳入标准如下：（1）符合2019年美国风湿病学会的诊断标准（Aringer等人，2019）；（2）为右利手；（3）无磁共振检查的禁忌症。SLE患者的排除标准为男性性别，以及有神经精神疾病史等。
受试者的人口统计学特征
表1列出了受试者的人口统计学特征、认知量表得分（MoCA-B、MMSE和MES）、SLEDAI评分以及所有的临床实验室检测指标。两组受试者在年龄上没有显著差异。在本研究中，两组的受教育年限存在显著差异，SLE患者的平均受教育年限为11.41年，而健康对照组的平均受教育年限为15.02年。考虑到受教育程度差异可能对研究结果产生影响，我们在分析中纳入了受教育年限这一因素。
讨论
在本研究中，我们对SLE患者和健康对照者的多模态神经影像数据应用了层级化的结构-功能耦合分析框架。与健康对照者相比，SLE患者的全脑结构-功能耦合度普遍下降，其中前额叶皮层网络、默认模式网络以及在特定拓扑结构层面的耦合度下降更为明显。这些多层面的耦合度变化与患者的认知表现以及多种血清学指标存在关联。基于结构-功能耦合度变化构建的预测模型也显示出较好的预测效果。
CRediT作者贡献说明
刘霞：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿，软件使用，方法设计，研究实施，正式数据分析，数据整理，概念构建。王静怡：方法设计，研究实施，数据整理。王林辉：正式数据分析，数据整理。黄琴：研究实施，数据整理。林舒婷：方法设计，研究实施。何雨婷：方法设计，研究实施。李欣瑞：论文撰写——初稿，可视化分析，正式数据分析，数据整理。杜彦轩：软件使用，数据整理。
伦理声明
本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》的要求开展。所有研究工作均获得了研究所在内的机构伦理委员会的批准。在数据收集之前，所有参与者都签署了书面知情同意书。
致谢
本研究得到了以下项目的资助：广东省关键核心技术研发计划（项目编号：2023B0303020002）、国家自然科学基金（项目编号：32371101、82171914、81701639）、南方医科大学南方医院科研基金（项目编号：2023A052），以及国家重大科学研究计划（项目编号：2018YFC1705006）。
刘霞|王静怡|王林辉|黄琴|林舒婷|何雨婷|李欣瑞|杜彦轩|黄瑞旺|谭向良
