基于症状维度的脑网络分析探索rTMS治疗难治性强迫症的神经机制

Obsessive-compulsive disorder (OCD) is one of the disabling mental disorders with the highest rate of suicide, disease burden and quality of life impairment in the world. The clinical symptoms are highly heterogeneous. Patients with different symptom dimensions have different response to treatment. Up to 40%–50% of patients do not respond to the available treatment modalities . A new approach, called repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), sheds light on treatment-resistant obsessive-compulsive disorder. However, its therapeutic mechanism is not yet clear. Orbital frontal cortex as a critical brain region in the cortex-striatum-thalamic-cortex loop may play an important role in the pathophysiology of OCD and rTMS treatment. We hypothesize that there are differences in brain network models of obsessive-compulsive disorder patients with different symptom dimensions, and rTMS may play its therapeutic effect by mainly interfering with the systematic integration pattern of important nodes (eg., orbital frontal gyrus) of brain network. This study aims to establish brain-network models of OCD with different symptom dimensions, and use rTMS as a brain network intervention tool to compare imaging and brain network changes of patients with obsessive compulsive disorder before and after rTMS treatment. By integrating information from clinical symptoms, neurocognitive function and brain imaging features, we sought to explore the neurological mechanism of obsessive-compulsive disorder, and provide a theoretical basis for clinical application of rTMS.

强迫症是全球自杀率、疾病负担、生活质量损害最严重的致残性精神障碍之一，其临床症状具有高度的异质性，不同症状维度的患者对治疗反应存在差异，约有40%至50%的难治性患者对传统治疗方案效果不理想或无效。重复经颅磁刺激（rTMS）为治疗难治性强迫症带来新的曙光，但其治疗机制尚未明确。眶额回作为皮质-纹状体-丘脑-皮质环路中的关键脑区，可能在强迫症的病理生理机制和rTMS治疗中发挥了重要作用。本研究假设不同症状维度的强迫症患者的脑网络模型存在差异，而rTMS 技术则主要通过干预强迫症的脑网络的重要节点（眶额回）的系统整合模式发挥其治疗作用。本研究拟建立不同症状维度的强迫症脑网络模型，利用rTMS作为脑网络干预工具，比较rTMS治疗前后不同症状维度的强迫症患者的影像学和脑网络变化，挖掘临床症状、神经认知功能和脑影像学特征三者之间的内在关联，为探索强迫症的神经机制和rTMS的临床应用提供理论依据。

强迫症是全球自杀率、疾病负担、社会危害最严重的致残性精神障碍之一，有40%至50%的患者对传统治疗方案效果不理想或无效，重复经颅磁刺激（rTMS）为治疗难治性强迫症带来新的曙光，但其治疗机制不详。受国家自然科学基金委和单位自筹经费的资助，本课题组在前期工作基础之上建立了强迫障碍的脑结构和脑功能网络模型，评估了rTMS的治疗干预，从局部脑区和系统水平考察了强迫障碍的多个临床指标与影像学改变之间的关联，为进一步深入开展以强迫障碍为代表的精神障碍的病理生理机制研究和治疗干预提供了重要的科学线索。本项目主要取得了以下几方面的研究成果：①扩充了多维指标的跨病种影像数据库，涵盖强迫障碍、精神分裂症、成瘾障碍和情感障碍等四大病种，样本逾600例，为开展随访和跨病种研究奠定了基础；②联合纤维跟踪技术和图论分析技术，构建并解析了强迫障碍的脑结构网络，比较了强迫障碍与正常对照在网络属性上的差异，并对脑网络指标与临床症状指标的相关性进行了探索；③分别从局部脑区和全脑功能整合的角度考察了强迫障碍的脑功能指标，解析了强迫障碍的自发神经活动特征，并对脑影像指标与多个临床症状指标之间的关系进行了探索；④探索了新的分析方法和研究策略，综合评估了方法学处理流程对静息态脑功能网络共激活模式的影响，为从脑网络动力学角度理解精神障碍的神经病理机制提供了新的见解；⑤在同一个研究框架下系统比较了精神分裂症和强迫症神经影像学特征，考察了脑网络指标与临床症状之间的相关性，为探索精神分裂症与强迫症的神经病理机制的差异提供了新的研究线索。本项目的研究成果加深了对脑结构和脑功能的损害与精神疾病相关性的理解，提示rTMS干预的重要临床应用潜力，有望筛选和建立强迫障碍的客观脑影像学评估指标，对理解疾病发病机制、临床演变和治疗干预具有重要的科学参考价值。目前已发表SCI收录期刊论文6篇，中文期刊论文4篇，相关论文工作获得了国际同行较高的关注和引用。