基于多模态磁共振成像的创伤后应激障碍早期预警及转化机制研究

Post-traumatic stress disorder (PTSD) is an anxiety disorder that can follow exposure to extreme stressful experiences, which causes considerable damage to patient's mental health. When experiencing acute stress events, most people will have acute psychological stress response but soon recover, and about 8% of these subjects will develop to PTSD. A few previous studies have reported that the subjects in the acute stress phase already exhibited abnormalities of brain function and structure. However, there were only a few preliminary investigations, and whether the brain abnormalities in the acute stress phase can early warning the occurrence of PTSD, as well as how the brain changes from the acute stress to the PTSD remain unclear. This project will examine the brain changes in the different periods of the stress response (acute stress and PTSD phases), by combining the multi-mode magnetic resonance imaging (MRI) e.g., resting state functional MRI, diffusion tensor imaging, and neuropsychological evaluation. By doing this, we plan to investigate the early pathophysiological basis of different transformation of acute stress, and the transformational mechanism of PTSD. This project will help to find a sensitive, specific functional and structural neuroimaging biomarker for the early warning and dynamic observation of PTSD, providing objective neuroimaging clues for early identification and treatment of PTSD.

创伤后应激障碍(PTSD)是个体面临强烈的精神应激后延迟性发生的一类临床症状严重、极大损害病人精神健康的应激相关障碍。经历急性应激事件的个体，多数会产生急性应激反应，随着时间的推移，一般会逐渐恢复，而8%左右会转化为PTSD。前期研究表明急性应激期被试即可表现出大脑功能和结构的异常，但相关研究较少，且急性应激时的改变能否在PTSD发生前预警PTSD的发生，以及急性应激反应向PTSD转化的机制仍不明确。本项目拟采用静息态功能磁共振、扩散张量成像等多模态磁共振分析技术，联合精神量表评估，观察应激反应不同时期(急性应激期、PTSD期)关键脑区的脑功能和结构改变特征，探讨急性应激反应不同转化的早期脑功能和结构基础，以及急性应激反应向PTSD转化的神经病理机制。进而筛选出敏感的、特异的功能和结构影像学生物指标，用于PTSD的早期预警及动态监测，为PTSD临床早期识别及干预提供客观的影像学依据。

在本项目中，我们使用多种磁共振成像分析方法，对不同时期、不同应激源所致的创伤后应激反应的神经病理机制、及其干预治疗后神经影像学的改变进行了系统、深入的研究。我们发现，车祸后1周内，急性应激反应期车祸幸存者即出现脑功能连接的异常，其全脑长程及短程脑区功能连接均发生改变，主要异常位于前额叶-边缘系统脑区，其中短程功能连接的改变更加明显，且与患者的焦虑症状显著相关。此外，我们对不同应激源（包括矿难、台风及地震）所致创伤后应激障碍（PTSD）的神经病理生理机制进行研究，使用的分析方法包括静息态局域功能连接（ReHo）、远程功能连接、Grange因果分析、以及任务态BOLD信号变异率，综合各研究结果发现多种PTSD的脑功能异常主要位于额叶-边缘系统脑区。以上研究提示额叶-边缘系统脑区可作为急、慢性应激期脑改变的影像生物学标记。我们进一步通过纵向随访研究，发现药物干预后随访PTSD患者的症状好转，且伴随着右侧额中回、双侧后扣带回/楔前叶及小脑半球的正激活减弱。相关分析结果进一步验证了上述发现，提示PTSD患者小脑蚓部及右侧额中回的激活强度有助于预测患者的症状改善，即这两个脑区在早期PTSD的激活越强，患者在后期的症状改善程度则越大，提示功能影像学检查具有预测病人病情发展及对治疗措施的反应，从而指导临床治疗方案的制定的应用前景。通过国家自然科学基金的资助，项目组已基本完成了项目计划书的内容。目前共发表SCI论著4篇，中文论著3篇（含中华医学杂志1篇），中文综述3篇。资助项目执行期间培养该研究方向博士研究生2名，以及在读硕士研究生1名。