单双相抑郁障碍的神经生物学特征及客观生物学鉴别诊断指标的研究

Distinguish bipolar disorder (BD) from unipolar depression (UD), by objective biomarkers related to pathophysiological mechanisms, is crucial to ensure optimal clinical treatment and functional outcome in both disorders, especially in the early stage of depressive episode. This project is mainly focus on finding out the trait biological characteristics of BD and UD, and identifying biomarkers which could distinguish BD from UD in the early depressive episodes. We will evaluate the clinical features, neurocognitive functions, biological rhythms as well as structural and functional neuroimaging in patients with BD / UD in their depressive episode, and construct multimodal biological indicators based on neural circuitry abnormalities to find out the shared and different biological characteristics between BD and UD; While, patients with UD will be followed up for several years to recognize those who convert to BD, then machine learning will be used in combination with multimodal biological indicators in the early depressive episode and disease to identify the optimal biomarkers which can distinguish BD from UD in the depressive episode before any mania or hypomania attack.

抑郁发作是双相情感障碍（BD）和单相抑郁(UD)共同的临床表现，但这两个障碍的病因学机制、临床治疗策略及预后不尽相同。发现与BD及UD病理生理机制相关的客观生物学标记，对不同类别抑郁发作患者的诊断、治疗及预后评估至关重要。本研究将围绕单双相抑郁障碍的神经生物学特征及客观生物学鉴别诊断指标问题进行研究，对BD及UD发作期患者的临床特征及神经认知功能、睡眠-昼夜生物节律、神经影像学进行评估，构建基于情绪环路及脑功能网络连接异常的多模态生物学指标，明确单双相抑郁障碍特有及共享的神经生物学特征；通过对UD患者进行长期多时点随访，整合机器学习等分析方法，揭示UD患者在抑郁发作时的多模态生物学特征，发现UD发展为BD的早期客观生物学指标。该项目力图在单双相抑郁发作的鉴别诊断学研究中取得突破，为早期识别单双相抑郁提供客观的生物学诊断标记。

抑郁发作是双相情感障碍（BD）和单相抑郁(UD)共同的临床表现，但这两个障碍的病因学机制、临床治疗策略及预后不尽相同，发现与BD及UD病理生理机制相关的客观生物学标记，对不同类别抑郁发作患者的诊断、治疗及预后评估至关重要。本研究围绕单双相抑郁障碍的神经生物学特征及客观生物学鉴别诊断指标问题进行研究，通过建立抑郁发作患者数据库，收集了233例抑郁发作，100例双相抑郁发作患者，150例正常对照，采集了受试者神经认知、神经影像等数据，并对233例抑郁发作的患者随访。主要研究内容及结果有：1）20名UD患者转化为BD，UD转换为BD的年转换率约为3%；2）神经影像学鉴别诊断单双相抑郁发作：无假说驱动的全脑度中心功能连接研究提示BD与UD患者共有的异常情绪环路集聚于岛叶-眶额皮质，楔前叶-梭状回-舌回-矩状回-小脑后叶；与UD相比，BD左侧岛叶度中心下降双侧楔前叶度中心升高，提示岛叶-楔前叶度中心功能连接是鉴别诊断单双相抑郁的神经影像学标志；机器学习进一步提示度中心鉴别诊断单双相抑郁的准确度（ROC）为86%，提示度中心功能连接具有用于临床鉴别诊断单双相抑郁发作的潜能。基于情绪环路核心脑区假说，以扣带回、左侧杏仁核及双侧岛叶为种子点的全脑功能连接鉴别诊断单双相抑郁发作的准确率为84.78%；3）神经认知及神经影像学预测UD转为BD：对由UD转化为BD的患者研究发现，在未出现躁狂发作之前，两组抑郁发作的受试者神经认知领域即刻及延迟逻辑记忆能力均下降，数字符号、数字广度、智力水平、执行功能方面未见明显异常，提示在疾病早期两组受试者神经认知功能受损无明显差异；结构神经影像学的研究提示，单相抑郁患者梭状回的体积减少；功能神经影像学研究提示抑郁发作患者均存在海马旁回-后扣带回、海马、梭状回、扣带中回、楔前叶等功能连接异常降低，仅后期转化为BD的患者存在右侧额中回、额下回及右侧岛叶功能连接降低，提示该区域功能连接异常可能是预测抑郁发作转为双相情感障碍的标志。