定量3T质子磁共振波谱对精神分裂症和抑郁症神经生化的研究

质子磁共振波谱可以对人体神经生化进行无创性测定，是研究精神疾病的重要手段。但既往关于精神分裂症和抑郁症的波谱研究对多种代谢物和不同解剖部位的报道存在重大争议，用科学的方法澄清争议的焦点是正确理解疾病神经生化机制的关键所在。基于申请者以前的工作和最近的研究发现，我们提出，波谱分析中常用的代谢物比值不能表达代谢物的个别变化，既往对感兴趣区的选择亦缺乏与功能活动相结合的神经解剖学基础，从而造成分歧。本项目拟对既往的功能性磁共振研究进行Meta-分析，选择异常激活或抑制的解剖部位作为感兴趣区，采用3T高场强磁共振仪和LCModel软件，定量分析多种神经递质及相关化学物质的绝对浓度；着重于低含量物质（如γ-氨基丁酸）的检测和较小解剖结构（如杏仁体）的分析，前期工作已取得一定进展。研究将明确揭示特定解剖部位上各种代谢物的个别变化，并有望发现与疾病特异相关的神经生化"标记"，为疾病诊治提供客观依据。

本课题以磁共振波谱的方法改进和临床应用为主线，利用3.0T磁共振扫描仪和通过通过高分辨图像三维定位和施加饱和带在国内率先实现了杏仁体波谱分析，并通过引进西门子的MEGA-PRESS序列和先进的LCModel后处理软件，实现了GABA、谷氨酸盐等重要神经递质的高场活体定量波谱分析。我们将这些方法先后用于中枢神经细胞瘤、社交焦虑症、创伤后应激障碍（PTSD）和抑郁症的研究，取得了很有意义的发现，主要包括：1）阐明中枢神经细胞瘤波谱上位于3.55ppm处的特异性代谢物是甘氨酸而不是肌醇，并指出谷氨酸盐也是中枢神经细胞瘤的重要标志；2）发现社交焦虑症患者前额叶背外侧皮层的肌酸浓度较正常对照降低，这不仅推翻了以前关于肌酸在各种疾病中浓度保持稳定的假设，也提示社交焦虑症的发生可能与额叶背外侧皮层的能量代谢障碍有关；3）发现儿童及青少年PTSD患者双侧杏仁体的神经生化均有异常改变，但左侧更明显；其中谷氨酸盐的改变可能在PTSD病理生理机制中起关键作用；4）发现正常人在0.9ppm处出现脂质的浓度在不同年龄组和不同脑区之间具有显著差异，而且白质放射冠的浓度与年龄显著相关，这对了解神经系统的发育尤其是白质的发育具有重要的参考价值。这些发现对阐明正常人和多种神经精神疾病的神经生化机制提供了重要线索，基于这些发现的观点基本上都是在国内外首次提出。随着对PTSD和抑郁症数据的进一步分析，我们相信将会有更多且更有价值的科学发现。目前，本课题已发表4篇学术论文，包括两篇SCI收录论文2篇（1篇为Plos One，影响因子4.1,另一篇为Academic Raiology，影响因子1.7），另外有1篇学术论文参加国际学术会议并受到好评，研究建立了数百例的定量波谱分析数据库，培养了1名博士和1名硕士研究生均已毕业。作为课题的延伸，我们还与加拿大神经精神疾病研究领域的著名专家Georg Northoff教授建立了联系并将开展合作研究。