探秘 22q11.2 缺失综合征:不完全海马反转的关键影响

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging 5.7

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  为探究 22q11.2 缺失综合征(22q11DS)患者海马异常原因,研究人员评估其与健康对照者的不完全海马反转(IHI)情况。结果发现 22q11DS 患者 IHI 更普遍、严重,影响海马体积和记忆。该研究对理解 22q11DS 神经机制意义重大。

  在神经科学的神秘世界里,大脑的奥秘一直吸引着众多科研人员不断探索。22q11.2 缺失综合征(22q11DS)作为一种较为常见的遗传疾病,一直备受关注。它由染色体 22 长臂上一小段基因缺失引起,会导致约 50 个基因的杂合性丢失 ,进而引发一系列复杂的临床症状。从腭部异常、先天性心脏病,到免疫缺陷、甲状旁腺功能减退,再到各种神经精神障碍,如精神分裂症、自闭症谱系障碍(ASD)、注意缺陷多动障碍(ADHD)等,这些症状严重影响着患者的生活质量和健康。
在这些复杂的症状背后,海马体的异常引起了研究者们的注意。海马体在大脑中起着至关重要的作用,与记忆、认知和情感调节等功能密切相关。以往的研究发现,22q11DS 患者的海马体存在体积减小和功能紊乱的情况,但具体原因却一直是个未解之谜。在胎儿发育过程中,海马体有一个特殊的变化阶段,在妊娠 20 - 30 周时,齿状回和海马角会发生反转,形成其独特的 C 形结构。然而,这个过程有时会出现异常,导致不完全海马反转(IHI)。在普通人群中,IHI 在左侧大脑半球更为常见,但在 22q11DS 患者中,其患病率、严重程度以及对功能的影响却鲜为人知。如果能够深入了解 22q11DS 患者的 IHI 情况,或许就能揭开与神经精神和神经认知症状相关的海马体形态异常的神秘面纱,这对于改善患者的治疗和生活具有重要意义。

于是,来自国外的研究人员决定开展一项深入的研究。他们的研究成果发表在《Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging》杂志上。

研究人员为了全面深入地了解 22q11DS 患者的 IHI 情况,采用了多种关键技术方法。首先,他们收集了 108 名 22q11DS 患者和 633 名健康对照者(HC)的 3T 结构磁共振成像(MRI)数据。这些数据来源广泛,部分 22q11DS 患者的数据由费城儿童医院(CHOP)的 22q 和 You 中心与宾夕法尼亚大学的大脑行为实验室合作收集,另外一部分则来自 CHOP 放射科的临床数据库。对于健康对照者,他们从宾夕法尼亚大学 - CHOP 寿命大脑研究所(LiBI)和宾夕法尼亚大学医学院的大脑行为实验室招募。其次,利用 FreeSurfer 软件对 MRI 图像进行处理,实现对海马体的皮质和皮质下重建以及亚区分割,进而提取海马体整体及其头部、体部和尾部的体积数据。在评估 IHI 时,研究人员基于已发表的方法并加以改进,通过在原生空间中进行评级,利用 ITK - SNAP 软件在冠状面上观察左右海马体的形态特征来判断 IHI 的存在和严重程度。最后,运用 t 检验、卡方检验和线性混合模型等统计分析方法对数据进行处理,探究不同组之间的差异以及各因素之间的关系。

研究结果如下:

  • IHI 的存在和严重程度:通过对比发现,22q11DS 患者在左右大脑半球的 IHI 患病率都显著高于健康对照者。左侧大脑半球,22q11DS 患者的患病率为 63%,而健康对照者仅为 30%;右侧大脑半球,22q11DS 患者患病率为 29%,健康对照者仅 8%。并且,22q11DS 患者的 IHI 严重程度在双侧大脑半球都更高。进一步分析还发现,左侧大脑半球的 IHI 严重程度高于右侧,而且 22q11DS 患者中双侧 IHI 的比例(19%)也明显高于健康对照者(4%)。
  • IHI 对海马体体积的影响:研究发现 22q11DS 患者的双侧海马体体积小于健康对照者。当将 IHI 的存在作为一个因素考虑时,诊断、大脑半球和 IHI 之间存在显著的三方交互作用。具体来说,存在左侧 IHI 时,22q11DS 患者的左侧海马体体积小于健康对照者;但存在右侧 IHI 时,两组的右侧海马体体积没有差异。在没有 IHI 的情况下,22q11DS 患者双侧海马体体积都显著小于健康对照者。
  • IHI 对海马体亚区的影响:对海马体亚区体积的后续分析表明,存在左侧 IHI 时,22q11DS 患者海马体的头部和尾部体积小于健康对照者,而体部不受影响;存在右侧 IHI 时,仅尾部体积存在差异。在没有左侧或右侧 IHI 时,22q11DS 患者与健康对照者在海马体不同亚区的体积也存在差异。
  • IHI 与精神病理学的关联:研究人员评估了 22q11DS 患者的多种精神疾病诊断情况,包括 ADHD、焦虑症、精神分裂症和前驱精神病等,但发现左侧或右侧 IHI 的存在与这些精神病理状况均无关联。
  • IHI 与基于海马体的记忆表现的关联:在探索性分析中,研究人员发现 22q11DS 患者中,存在左侧 IHI 的患者面部记忆表现比没有左侧 IHI 的患者更差,而在其他记忆测试中未发现与 IHI 的关联。

在研究结论和讨论部分,此次研究揭示了 22q11DS 患者与健康对照者在 IHI 方面存在显著差异。22q11DS 患者的 IHI 更为频繁和严重,尤其是在左侧大脑半球。IHI 对海马体的结构和功能有着复杂的影响,虽然与精神病理学的关联有限,但却与面部记忆表现相关。这表明 IHI 在塑造 22q11DS 患者的认知和神经易感性方面可能发挥着重要作用。然而,研究也存在一些局限性,例如 MRI 数据来自不同的研究和临床来源,可能存在一定的差异;研究中健康对照者的 IHI 发生率与先前报道有所不同;研究未对临床样本的精神病理学和认知表现进行全面评估等。尽管如此,该研究依然为我们理解 22q11DS 患者的神经机制提供了重要线索,未来还需要更多的研究来进一步探索 IHI 在 22q11DS 中的作用机制,为改善患者的治疗和生活质量提供更坚实的理论基础。

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