研究背景:精神分裂症(Schizophrenia)是复杂遗传的异质性精神障碍,临床表现包括幻觉、妄想、思维障碍、言语行为紊乱及情感障碍,常伴有感知觉异常以及认知功能障碍等。精神分裂症自发病后,可持续终身,给家庭及社会带来沉重负担。精神分裂症是多因素疾病。目前认为,遗传因素、神经生化异常、环境因素、发育因素等均参与了精神分裂症的发病过程。部分研究者认为精神分裂症可能起源于发育异常。但另有研究表明精神分裂症自发病后呈进行性发展,精神分裂症是发育性疾病还是退行性疾病一直备受争议。脑成像技术的发展,为研究神经精神疾病的神经机制提供了可能。近年来,脑网络退行性假说(Network degeneration hypothesis)逐渐被应用于神经退行性疾病的研究中。该理论认为,神经退行性疾病的进行性发展,不是简单的从起始病变脑区向相邻的脑区扩散,而是遵循既定的网络模式,先从特定脑网络中关键节点的病变开始,进而在整个网络中蔓延,并逐渐累及邻近的脑网络。本文将采用功能磁共振成像技术(Functional magnetic resonance imaging,f MRI),从结构连接、功能连接与精神分裂症病程间相关性的角度,研究精神分裂症是否存在基于网络的脑退行性变。但由于精神分裂症患者病程长短,抗精神病药物种类、剂量、服药时间的差异性,均可对研究结果产生影响,本文将从以下两个方面分别进行研究。研究一:对首次入院早期精神分裂症患者,结构连接、功能连接与精神分裂症病程之间的相关性进行分析,探讨早期精神分裂症患者是否即存在脑网络的退行性变。研究二:选取经非典型抗精神病药物治疗的慢性精神分裂症患者,研究其结构连接、功能连接与病程、累计服药时间之间的相关性,探讨慢性精神分裂症患者是否也存在脑网络退行性改变;若存在,是非典型抗精神药物治疗效应所致,还是疾病本身的进行性发展所致。方法:①研究一:选取首次发作精神分裂症患者28人(13名女性,15名男性),病程小于等于3年。与病人组年龄、性别相匹配的正常对照26人(13名女性,13名男性)。病人组与正常组的年龄分布在17—42岁之间。28名精神分裂症患者在静息态功能磁共振扫描时,16人从未接受过任何抗精神病药物治疗,另外12人接受最小剂量抗精神病药物治疗不超过10天。②研究二:选取25名经非典型抗精神病药物治疗的慢性精神分裂症患者(15名女性,10名男性),平均病程35.50±34.21月。研究二与研究一共用正常对照组,正常对照组与慢性精神分裂症病人组年龄、性别相匹配。通过磁共振弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)与静息态功能磁共振(Resting state f MRI)扫描,采用基于纤维束示踪的空间统计(Tract-based spatial statistics,TBSS)以及感兴趣区(Region of interest,ROI)的分析方法,研究早期与慢性精神分裂症患者在白质纤维结构以及默认网络中功能连接与正常对照的差异,并分别研究这两组精神分裂症患者功能、结构连接与病程、累计服药时间(仅针对慢性精神分裂症患者)的相关性。结果:研究一:①早期精神分裂症患者胼胝体、放射冠等白质区域各向异性分数(Fractional anisotropy,FA)减小;②早期精神分裂症患者默认网络中双侧颞顶联合(Temporoparietal-junction,TPJ)与后扣带(Posterior cingulate cortex,PCC)、背外侧前额叶(Dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)间功能连接减弱;③早期精神分裂症患者胼胝体、放射冠FA值与病程呈现负相关;④早期精神分裂症患者颞顶联合与后扣带、背外侧前额叶、腹内侧前额叶功能连接随病程增加递减。研究二:①慢性精神分裂症患者胼胝体、内囊、放射冠、丘脑后辐射、上纵束区域广泛白质纤维受损;②慢性精神分裂症患者默认网络中,颞顶联合与背外侧前额叶、后扣带、腹内侧前额叶功能连接减弱;③慢性精神分裂症患者胼胝体、内囊、放射冠、丘脑后辐射、上纵束、穹窿、额枕束等区域FA值与病程呈现负相关;④慢性精神分裂症患者默认网络中,颞顶联合与背外侧前额叶、后扣带、腹内侧前额叶间功能连接随病程增加递减;⑤慢性精神分裂患者结构连接、功能连接与服药累计时间不相关。结论:基于以上研究结果,本文认为:①脑退行性机制参与了精神分裂症患者脑结构和脑功能的改变;②精神分裂症脑退行性变具有明显的结构网络和功能网络特征;③胼胝体与放射冠是精神分裂症脑结构退行性变的关键脑区。胼胝体与放射冠参与智力、执行功能、工作记忆、注意控制等多项认知功能,受损后可致精神分裂症患者广泛认知功能障碍;④默认网络中的颞顶联合区,是精神分裂症脑功能退行性变的重要脑区。颞顶联合区接受来自丘脑、边缘系统、视觉、听觉,躯体感觉区域的纤维投射,与皮层区域前额叶、颞叶互联,在整合多样化感官信息,参与各种认知功能以及自我相关信息中具有重要作用。精神分裂症颞顶联合异常可引起默认网络受损,从而进一步引起错误的自我认知以及广泛的认知功能改变。⑤虽有文献报道,非典型抗精神病药物可在一定程度改变脑结构与功能,但本研究发现精神分裂症患者,大脑结构与功能连接与病程呈负相关。慢性精神分裂症患者结构连接、功能连接与累计服药时间不相关,提示慢性精神分裂症脑网络退行性变是疾病本身进展所致,非典型抗精神病药不能逆转精神分裂症脑网络退行性变的趋势。