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为解决难治性抑郁症（TRD）患者接受胼胝体下扣带区深部脑刺激（SCC-DBS）疗效差异问题，研究人员基于术前 FDG-PET 代谢数据构建支持向量机（SVM）模型。结果显示模型外样本分类准确率 77.1%，且代谢水平影响白质束刺激与疗效关联，为个性化治疗提供依据。
抑郁症如同笼罩在人类心灵上空的阴霾，折磨着无数患者。据世界卫生组织数据，全球有数亿人受其困扰，其中约 30% 的抑郁症患者会发展为难治性抑郁症（TRD），传统的药物和心理治疗对他们往往收效甚微。深部脑刺激（DBS）作为一种新兴的神经调控技术，为 TRD 患者带来了新希望，尤其是针对胼胝体下扣带区（SCC，包含腹侧前扣带皮层灰质及邻近白质）的深部脑刺激（SCC-DBS），多项研究显示其能使约 60% 的 TRD 患者获得有临床意义的持久缓解。然而，这也意味着仍有相当一部分患者无法从该治疗中获益，且目前缺乏可靠的生物标志物来精准筛选适合的患者、优化治疗方案，导致治疗效果存在较大差异，制约了该疗法的进一步推广和应用。
为了攻克这一难题，多伦多西部医院的研究人员开展了一项关于术前 FDG-PET（18F - 氟脱氧葡萄糖正电子发射断层成像，用于反映脑内葡萄糖代谢水平）作为 SCC-DBS 疗效预测生物标志物的研究。该研究成果发表在《Biological Psychiatry》上，为 TRD 的个性化治疗提供了重要的科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：收集接受 SCC-DBS 治疗的 TRD 患者术前 FDG-PET 数据，对数据进行预处理后，将其输入支持向量机（SVM）分类器。模型以额极、前扣带皮层、颞极的葡萄糖代谢值作为输入特征，利用 21 例患者的队列进行训练和调优，然后在 35 例未见过的 TRD 验证集上进行测试。同时，在合并队列中，结合电极定位和激活建模，探讨葡萄糖代谢对先前显示的白质束刺激与临床结果之间关系的潜在影响。
结果
- 模型外样本分类性能：研究人员构建的 SVM 模型在未见过的验证集上对治疗反应状态的分类准确率为 77.1%， precision 为 80.0%，recall 为 87.0%，F1 分数为 0.83。置换检验显示该性能具有统计学显著性（ppermute=0.008），且优于另一种基于临床信息的 SVM 模型。这表明术前 FDG-PET 代谢数据构建的模型具有较好的泛化能力，能够较为准确地预测 SCC-DBS 的治疗反应。
- 葡萄糖代谢与白质束刺激疗效的关联：研究发现，颞极代谢较低的患者，钩束（uncinate fasciculus，连接颞叶和额叶的重要白质束）的参与程度（通过电极定位和激活建模评估）与临床结果之间的耦合更强（p=0.027）。这提示葡萄糖代谢水平可能影响白质束刺激与治疗效果之间的关系，为进一步理解 SCC-DBS 的作用机制提供了新视角。
结论与讨论
本研究通过在独立队列中验证，证实了基于术前 FDG-PET 的机器学习模型能够有效预测 SCC-DBS 的治疗反应，为 TRD 患者的个性化治疗提供了一种潜在的生物标志物。该模型有助于精准筛选适合接受 SCC-DBS 的患者，减少不必要的治疗风险和资源浪费，同时为优化手术靶点和刺激参数提供了依据。此外，研究还发现葡萄糖代谢水平与白质束刺激疗效的关联，这可能为深入研究 SCC-DBS 的神经机制、开发更具针对性的治疗策略奠定基础。尽管研究存在样本量从机器学习角度看仍有限、验证队列来自同一机构等局限性，但其结果仍为 TRD 的治疗带来了重要突破，有望推动 DBS 技术在精神疾病治疗中的精准化发展。
