功能性便秘导致精神障碍的脑肠交互作用机制的影像学研究

The incidence of constipation is as high as 16%, it has become one of the important factors that affect the quality of our life. Constipation can lead to depression, anxiety and other mental disorders, while mental factors aggravate constipation and vice versa. The interactive mechanism between brain and gut is not clear. Our functional magnetic resonance imaging (fMRI) pilot study of constipation causing mental disorders revealed abnormal brain activities of motor and somatosensory areas and the emotional arousal network, thus whether such functional alterations causing intestinal motility disorders through the brain-gut axis and eventually leading to constipation is the hypothsis of the present study. The current study will utilize fMRI and patients with functional constipation (FC) associated with psychological disorders to investigate the brain-gut interaction underlying FC causing mental disorders from the perspectives of the brian-gut interaction and clinical treatments. Firstly, we will establish a brain-gut interactive causal influence model of FC causing mental disorders using multi-modality imaging, and study the correlation between the alterations of brain structure and function and symptoms of FC by combining clinical and imaging data. Secondly, we will characterize relationship between FC subtype and their corresponding brain regions. Finally, we will study the intervention mechanism of brain-gut interaction through the intestinal tract intervention and mental therapy. The current cross-cutting multidisciplinary study will provide theoretical support and clinical guidance via traditional and a combination of psychological intervention treatiments of FC.

便秘发病率高达16%，已成为影响人们生活质量的重要因素之一。便秘可导致抑郁焦虑等精神障碍，精神因素反之加重便秘，但便秘患者脑肠之间异常交互作用机制尚不明确。申请人课题组对便秘导致精神障碍患者的功能影像初步研究发现中枢运动控制与躯体感觉反馈和情绪唤醒网络存在功能异常，这种功能性改变是否就是通过脑肠轴引起便秘患者肠道动力障碍，最终导致便秘的原因，便是本课题研究假设。研究中将采用功能磁共振成像，针对功能性便秘导致精神障碍的患者，从脑肠交互和临床治疗两方面研究便秘导致精神障碍的脑肠交互作用机制。主要利用多模态成像建立功能性便秘导致精神障碍的脑肠交互因果作用模型；结合临床与影像数据，研究大脑结构功能变化与便秘症状之间的相关性；确立功能性便秘分型对应的大脑特征区域；通过肠道干预和精神药物治疗，研究其对脑肠交互的干预机制。本项多学科交叉研究将为便秘传统治疗和抗精神干预的联合治疗提供理论支持和临床指导。

功能性便秘（FC）是临床实践中常见的功能性胃肠道疾病（FGID），严重影响人们的生活质量。大部分FC患者与焦虑/抑郁状态（FCAD）有关，但便秘患者中枢功能和脑肠交互的异常机制尚不明确。此外，临床显示FC患者中女性与男性比例约为2:1，表明男、女性功能性便秘存在不同的异常机制。基于以往报道和我们的工作基础，本课题采用磁共振成像，从功能和结构的角度，探究单纯功能性便秘患者（FCNAD）和伴有焦虑抑郁的功能性便秘（FCAD）患者的脑肠交互机制异常，以及男、女性功能性便秘患者的中枢异常。.依据焦虑/抑郁行为量表评分，采用层次聚类将FC分为FCNAD和FCAD两类。功能研究表明: 1）FCAD和FCNAD组在涉及情绪唤醒（前扣带回-pACC/背内侧前额叶-DMPFC）和自我参照（楔前叶-Precuneus）的脑区均存在活动水平降低；FCAD患者还存在眶额叶（OFC）和躯体感觉相关的丘脑（THA）活动水平降低；2）功能连接分析表明：FCAD/FCNAD患者PreCen-THA连接增强和precuneus-THA连接减弱，突显THA作为大脑网络功能连接核心；3）相关分析发现FCAD患者脑区活动和功能连接异常不仅与便秘症状相关，而且和焦虑/抑郁评分相关。FCAD患者腹胀感与OFC活动水平相关被状态焦虑介导。结构研究表明，FC患者皮质厚度/体积/表面积降低脑区包括：左侧额中回、DMPFC、腹内侧前额叶、pACC、左侧OFC，后扣带、颞中回、PreCen和辅助运动区（SMA），且DMPFC与SMA皮质厚度与排便不尽感负相关，pACC的皮层厚度和便秘时间负相关。.FC患者性别差异研究表明：女性FC患者的脑区活动水平低于男性，主要包括OFC、THA、INS和PreCen，且INS和OFC活动水平分别与腹痛和排便困难程度负相关。女性FC患者INS-外侧OFC（lOFC）的功能连接弱于男性患者，且与焦虑负相关，男性患者组INS-lOFC连接与腹胀负相关。.这些发现揭示了FCAD和FCNAD患者以及男性和女性之间FC患者不同的肠脑交互机制，反映了心理因素参与肠脑交互和阐明FCAD病理生理机制，有助于开发抗精神病药物和便秘相结合的个性化治疗。此外，基于FC亚型的影像学研究为改善治疗策略提供了重要线索。