精神分裂症与双相情感障碍遗传风险的脑网络定位:揭示共病神经机制与诊断分类新视角

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Psychological Medicine 5.5

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  本研究针对精神分裂症(SZ)与双相障碍(BD)存在临床特征和遗传风险重叠但神经机制不明的现状,通过功能连接网络映射技术(FCNM)对2364名SZ亲属和864名BD亲属的脑影像数据进行分析,首次构建了四种疾病易感性网络。研究发现SZ与BD在功能性和结构性损伤网络中分别涉及不同的核心脑网络(如执行控制网络、默认模式网络等),但整合两种模态后显示显著空间相似性。该成果为精神疾病分类提供了神经生物学依据,并揭示了共享遗传机制导致临床表型重叠的脑网络基础。

  
在精神病学领域,精神分裂症(schizophrenia, SZ)和双相障碍(bipolar disorder, BD)长期以来被视为两种独立的疾病实体。然而临床实践中发现,这两种疾病存在显著的症状重叠——SZ患者可能表现出情感症状,而BD患者也可能出现精神病性特征。更重要的是,基因组学研究不断揭示二者共享多种遗传风险因子,这种基因-临床表型的复杂关联对传统诊断分类体系提出了重大挑战。
目前的研究瓶颈在于:虽然已知未患病亲属(relatives, RELs)能反映遗传风险带来的脑改变,但既往神经影像研究多聚焦于孤立脑区异常,而忽视了精神病理现象本质上是通过分布式脑网络运作的。如何从脑网络层面解析SZ与BD遗传风险的异同,成为揭开疾病共病机制的关键。
为解决这一问题,安徽医科大学第一附属医院放射科团队在《Psychological Medicine》发表了创新性研究。该研究首次采用功能连接网络映射(functional connectivity network mapping, FCNM)技术,整合了103项已发表研究中2364名SZ亲属、864名BD亲属和4114名健康对照的脑影像数据,结合大队列静息态功能磁共振(resting-state fMRI)数据集,成功绘制出四种疾病特异性脑网络图谱。
研究人员主要运用了三种关键技术:首先通过系统文献检索和坐标提取Meta分析,获取亲属群体脑功能与结构损伤的坐标点;其次采用功能连接网络映射(FCNM)技术,将离散的脑异常坐标映射到连续脑网络空间;最后基于两个独立数据集(安徽医科大学数据集AMUD和西南大学成人生命周期数据集SALD)进行发现与验证,确保结果的可靠性。样本涵盖18-60岁人群以排除神经发育和退行性影响。
研究结果揭示出高度差异化的网络模式:
SZ易感性功能损伤网络
主要涉及右侧执行控制网络(10.2%重叠率)和后部突显网络(9.2%),涵盖背内侧前额叶、 inferior parietal lobule 等区域。这些网络负责目标导向行为和 salient 刺激处理,其异常与SZ的认知缺陷和精神病性症状密切相关。
BD易感性功能损伤网络
主要定位於背侧默认模式网络(41.5%)和基底节网络(18.7%),包括腹内侧前额叶、海马、杏仁核等边缘系统结构。这些区域与情绪调节和内省处理相关,解释了BD患者的情感症状特征。
SZ易感性结构损伤网络
显著涉及听觉网络(66.9%)和默认模式网络(57.1%),包括颞上回、岛叶等区域。听觉网络的异常特别与SZ的幻听症状存在病理关联。
BD易感性结构损伤网络
主要涵盖语言网络(63.5%)和左侧执行控制网络(38.2%),涉及背外侧前额叶和 lateral temporal cortex 等高级认知功能区。
值得注意的是,当单独比较任一模态时,SZ与BD的网络相似性极低(功能网络Dice系数=0.04,结构网络Dice系数=0.23)。但将功能与结构网络整合后,两者的脑损伤网络展现出显著的空间相似性(Dice系数=0.59)。共同异常脑区包括前扣带皮层、颞极、海马、丘脑和纹状体等关键区域,这些共享网络可能构成了遗传风险导致临床表型重叠的神经基础。
研究结论表明,SZ和BD既存在疾病特异的脑网络损伤模式,又共享部分共同的神经基质。从神经生物学视角支持了“SZ与BD是 distinct 诊断类别”的观点,同时通过发现共享网络机制,解释了为何两种疾病会表现出临床表型重叠。这种网络层面的解析为理解精神疾病的遗传机制提供了新框架——特定遗传风险可能通过影响分布式脑网络的功能整合,最终表现为不同的精神病理现象。
该研究的创新价值在于:首次从脑网络层面系统描绘了SZ和BD遗传风险的神经定位;突破了传统单脑区研究的局限,提供了更接近疾病本质的网络视角;建立的FCNM分析方法为未来精神疾病神经影像研究提供了新范式。这些发现对发展基于脑网络的生物标志物、改进疾病分类系统、以及开发靶向特定脑网络的干预措施都具有重要意义。
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