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科学家确定了六种不同的抑郁症生物类型

2024-08-29 16:44

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 Eric W. Dolan 酷炫脑

Via：Pixabay

作者 | Eric W. Dolan

翻译 |杜雅兴

审校 | 酷炫脑

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

斯坦福大学医学院（Stanford Medicine）的一项新研究引入了一种开创性的方法，将脑成像与机器学习结合起来，以识别抑郁症的亚型，即“生物类型”，并据此调整治疗方法。这项研究发表在《自然医学》（Nature Medicine）杂志上，将抑郁症分为六种不同的生物类型，并为三种类型找到了有效的治疗方法。这种创新的方法可能为患有抑郁和焦虑症的个体带来更个性化和有效的治疗策略。

抑郁症和焦虑症是全球重大的公共卫生挑战。传统的治疗方法往往效果不佳，许多患者对一线治疗没有反应。这个问题部分源于当前的诊断系统将各种症状归为同一种诊断，忽视了可能需要不同治疗方法的潜在神经生物学差异。

由Leanne Williams领导的研究人员旨在通过识别与不同形式的抑郁和焦虑相关的特定大脑模式来解决这个问题。他们的最终目标是为个性化治疗铺平道路，从而显著改善患者的治疗效果。

Williams是斯坦福大学精神病学和行为科学Vincent V.C. Woo就职教授，兼斯坦福大学医学精确心理健康与保健中心的主任。她说：“这个想法是在15年前通过观察数百名重度抑郁症患者症状的变化而产生的。一些人表现为难以集中注意力，而另一些人则难以入睡。我们还观察到，不同类型的抑郁症对抗抑郁药、心理干预以及最近的速效神经调节治疗的反应不同。这些观察结果促使我们想要确定更精确的抑郁症类型和个性化治疗。”

“我和我的团队受到其他医学领域，比如心脏病学的进步的启发。例如，74年前，心脏病学缺乏MRI或CT扫描等成像工具，限制了个性化的心脏评估。今天，在休息和压力条件下进行心脏成像是标准的，有助于确定胸痛等症状的原因，无论是结构性还是功能性。”

Williams 补充道：“当患者寻求精神病学和/或心理学帮助时，我们要求他们自我报告他们正在经历的症状。即使他们处于危机之中，我们也不会进行任何测试。然而在其他卫生领域，为了确定症状的根本原因，不仅要询问症状，更重要的是要进行检查。”

“一旦确定了病因，就可以选择治疗方法。例如，在心脏病学中就是这样:如果一个胸痛的病人来就诊，我们会扫描心脏，进行心电图和其他检查，以确定问题的根源。对于抑郁和焦虑，感兴趣的器官是大脑。”

在他们的新研究中，Williams和她的同事们使用功能性核磁共振成像(fMRI)扫描了801名被诊断患有抑郁症或焦虑症的参与者的大脑。这些脑部扫描可以在休息时进行，也可以在测试认知和情感功能的任务中进行，比如识别面部表情和执行测试认知控制的Go-NoGo任务。

为了完善他们的数据，研究人员集中研究了已知与抑郁症有关的六种大脑回路:默认模式、显著性、注意力、消极影响、积极影响和认知控制回路。他们使用斯坦福Et Cere图像处理系统来量化这些区域的大脑活动和连通性。处理系统确保了标准化测量，以相对于健康参照组的标准偏差单位表示。

研究人员最终确定了六种不同的抑郁症生物类型，每一种都有独特的大脑活动模式。Williams 说：“我们的新脑扫描生物型技术，即斯坦福Et Cere成像处理系统允许我们使用功能磁共振成像来识别抑郁症患者的脑回路功能障碍。通过量化大脑在休息和特定任务中的功能，我们已经表明抑郁症由六个主要大脑回路中的六种特定功能障碍模式组成。”

Via：iconfront

这六种生物型分别是:

生物型1(认知区域过度活跃):这种生物型的参与者在与认知功能相关的大脑区域表现出过度活跃。该组使用抗抑郁药：文拉法辛(Effexor)疗效最佳。

生物型2(三个大脑区域的高静息活动):这种生物型的特点是，在休息时，与抑郁和解决问题有关的三个特定大脑区域的活动水平较高。这组参与者对行为谈话疗法反应良好。

生物型3(注意力控制回路活性低):其特点是控制注意力的大脑回路在休息时活性较低，与其他生物型相比，这一组不太可能从谈话治疗中受益。

生物型4(默认模式、显著性和注意回路中的超连通性):这种生物型在这些回路中表现出内在的超连通性，导致较慢的情绪和注意力反应。这一组的参与者对联合行为干预反应更好。

生物型5(注意回路的低连通性):由于注意回路的内在连通性减少，这种生物型的参与者在注意力和冲动性方面表现出明显的失误。

生物型6(情绪处理回路活动增强):这一组大脑中与处理悲伤和积极情绪相关的区域活动增加。在临床上，这与严重的快感缺乏(快乐的丧失)和反刍思维有关。

Williams说:“我们惊喜地发现，我们的新功能磁共振成像技术鉴定的生物型是稳健的，这意味着即使经过多次统计验证测试，它们也能被一致地观察到。除了静息状态功能磁共振成像外，我们还惊喜地发现任务功能磁共振成像在识别生物型方面的重要性。”

为了进一步完善他们的发现，研究人员对250名参与者进行了随机对照试验。这些参与者被随机分配到三种常用的抗抑郁药物(艾司西酞普兰、舍曲林或文拉法辛)或行为谈话疗法中的一种。这项试验使研究人员能够观察不同亚型的抑郁症对各种治疗的反应。

他们发现这些生物型与不同的临床症状和治疗反应相关。例如，认知区域过度活动的生物型(生物型1)对文拉法辛的反应更好，而在三个大脑区域具有高静息活动的生物型(生物型2)从行为谈话治疗中获益更多。这种分化表明，特定的大脑活动模式可以预测哪种治疗方法对个体患者最有效。

Williams说:“这一发现可能具有变革性。这是一条超越仅根据观察到的症状进行诊断的途径，从前的途径是一刀切的，不能告诉我们哪种治疗方法对每个人都最有效。该研究为精神健康领域的精准医疗打开了大门。”

“我们也为这种方法减少耻辱的潜力感到鼓舞。我们观察到，当个体能够‘看到他们的大脑’时，它提供了一种切实可行的方式来了解他们的情况，以及为什么要考虑某些治疗方法。它消除了责备感和‘这是我的错，为什么我不能控制它’的体验。”

Williams指出:“尽管我们有五种不同治疗条件的数据，但不可能考虑所有与特定生物型相关的抑郁症治疗方法。我们正在进行的研究正在扩展到其他治疗方法。”

例如，在《自然心理健康》（Nature Mental Health）杂志上发表的另一项研究中，Williams的团队证明了经颅磁刺激(TMS)对患有认知生物型抑郁症的个体的疗效。这项研究涉及43名退伍军人，其中26人通过功能磁共振成像扫描被确定为具有认知生物型。在每天30次针对认知控制回路的经颅磁刺激后，这些退伍军人在大脑连通性和认知控制测试中表现出显著的恢复，在治疗的前5天内观察到大多数益处。

虽然这些发现是向前迈出的重要一步，但研究人员承认，需要做更多的工作来完善这些生物型，并在更大、更多样化的人群中验证它们。未来的研究可以探索更多的大脑区域和功能，以及不同治疗方式的影响。

Williams解释说:“因为生物型方法对精神病学和心理学来说是新的，我们还不知道有多少生物型对于涵盖抑郁症和焦虑症的所有变化是重要的或必要的。之前的研究报告了两到四种生物类型。加上任务功能磁共振成像数据，我们确定了六种生物型。我们没有量化和分析所有已知的大脑回路，更多的生物类型可以通过扩大额外回路的覆盖范围来识别。”

Williams 说：“我们的长期目标是推动该领域向精确精神病学发展。我们正在进行前瞻性试验，确定每种生物型的最有效治疗方法，并迅速将其应用于个体患者。”

Williams从美国国家卫生研究院获得了一项为期五年、总额1886万美元的资助，用于开发一种抑郁症的诊断和治疗工具。该项目将使用脑成像、计算机化测试和一款新颖的智能手机应用程序来为抑郁症创建个性化的认知生物类型，旨在通过提供量身定制的预测和治疗指导来改变诊断和治疗。

Williams解释说:“我们的目标是扩大我们的研究规模，在所有六种生物型中测试更多的治疗方法，并利用人工智能来改进和发现新的生物型。这种扩展将把脑成像生物型与临床和数字测量联系起来，有可能实现远程监测。在斯坦福大学和其他地方，我们已经将成像技术整合到临床环境中，并希望让更多的临床医生和患者能够使用它。”

Williams还强调了研究结果对年轻人的潜在影响。

她解释说:“这种基于大脑扫描的精确方法有可能帮助解决全球抑郁性危机。全世界有2.8亿人（约占人口的8%）患有重度抑郁症。我们通常只关注临床抑郁症的持续低落情绪方面。然而，其他症状则根植于不同的脑回路，是导致疾病残疾效应的更大因素。”

“与其他慢性疾病不同，它影响的是正值壮年的年轻人。如果没有早期有效的治疗，它可能会对他们的一生产生慢性影响，并大大增加因残疾而失去的时间。绝大多数人在许多年里经历了许多“失败”的治疗试验。这一过程与残疾和自杀风险的恶化有关。在这个过程的早期进行生物型测试有可能让更多的人更快地接受正确的治疗，提高康复率和生命潜力。”

Via：海绵宝宝

参考文献（点击滑动查看）

1.Tozzi, L., Zhang, X., Pines, A. et al. Personalized brain circuit scores identify clinically distinct biotypes in depression and anxiety. Nat Med 30, 2076–2087 (2024). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03057-9