双相情感障碍患者治疗前后神经影像学变化及其与遗传特征的关联研究

为解决双相情感障碍(BD)患者脑功能连接(FC)异常机制不明的问题，研究人员通过静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)和转录组-神经影像空间关联分析，发现显著性网络(SN)和背侧注意网络(DAN)的FC变化可作为治疗反应标志物，并鉴定出与突触传递、离子运输相关的基因。该研究为BD的精准诊疗提供了新靶点。

　　

双相情感障碍（Bipolar Disorder, BD）是一种以情绪极端波动为特征的精神疾病，全球患病率达2-5%，给患者和社会带来沉重负担。尽管神经影像学研究已发现BD患者存在脑功能连接异常，但治疗前后的动态变化规律及其遗传基础仍不明确。更棘手的是，现有研究多聚焦单一时间点，缺乏纵向追踪，且未能阐明神经影像特征与分子机制的关联。这些知识空白严重制约了BD生物标志物的开发和个体化治疗策略的制定。

针对这一科学难题，佛山市第三人民医院联合多机构团队在《Journal of Affective Disorders》发表了一项创新性研究。研究人员采用纵向设计，对77例BD患者和83名健康对照(HC)进行静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)扫描，其中38例患者完成3个月治疗后的随访。通过种子点分析法，重点考察了显著性网络(Salience Network, SN)和背侧注意网络(Dorsal Attention Network, DAN)的全脑功能连接(FC)变化。同时利用艾伦人脑图谱(Allen Human Brain Atlas, AHBA)的基因表达数据，首次揭示了FC改变与特定基因表达的时空关联。

研究主要运用了三大关键技术：1）基于COON工具箱的种子点FC分析，检测SN和DAN的协同活动变化；2）高斯随机场(GRF)校正的统计参数映射，确保神经影像结果的可靠性；3）通过abagen工具箱将AHBA的15,633个基因表达数据与FC改变进行空间关联分析，并采用BrainSMASH消除空间自相关干扰。

研究结果呈现四大发现：

1. 基线期FC异常：相比HC，BD患者在SN的脑区（如前扣带回ACC与小脑Crus1/Crus2）和DAN的脑区（如额眼场与双侧丘脑）呈现广泛FC增强，仅右侧小脑4_5区显示FC减弱。
2. 治疗诱导的FC改变：治疗后SN的ACC-左侧颞上回(STG)、岛叶-内侧额上回(SFG)等连接显著减弱，而DAN的FC保持稳定，提示SN可塑性可能是治疗敏感指标。
3. 基因-影像关联：鉴定出12个感兴趣区(ROI)的FC相关基因，GO分析显示这些基因富集于突触传递、离子运输等通路，如SYT1基因与ACC功能连接变化显著相关。
4. 临床异质性：分层分析显示躁狂期患者的FC改变更显著，但受限于抑郁期样本量(n=18)，该结论需进一步验证。

在讨论部分，作者提出SN的ACC-岛叶环路异常可能是BD的核心神经特征。ACC作为认知情感整合枢纽，其过度连接可能导致情绪调节失衡；而治疗后STG连接的减弱则反映焦虑症状的改善。值得注意的是，岛叶与SFG的FC降低可能标志着药物治疗诱导的"自上而下"情绪控制增强。这些发现与既往研究形成呼应——例如SYT1基因编码的突触结合蛋白1正是锂盐作用的潜在靶点，为心境稳定剂的机制研究提供了新视角。

这项研究的突破性在于首次构建了BD从微观基因到宏观脑网络的多尺度解释框架。其临床意义体现在三方面：1）SN的FC动态可作为客观疗效评估指标；2）鉴定的基因群为开发新型生物标志物奠定基础；3）提出的"基因-回路-症状"关联模型，为理解BD异质性提供了新思路。当然，研究也存在局限性，如未标准化治疗方案、抑郁期样本不足等。未来研究可扩大样本量，结合多组学数据进一步验证这些发现。总体而言，该工作为BD的精准分型和个体化治疗带来了重要启示。