研究背景及目的:青少年自杀是一个极其严峻的社会问题,重度抑郁症（major depressive disorder,MDD）是导致青少年自杀的主要原因之一。在自杀风险方面,MDD青少年中常见的自杀自伤行为（包括非自杀性自伤（non-suicidal self-injury,NSSI）和自杀未遂（suicide attempt,SA））与MDD存在显著的交互效应,被认为是将来实施自杀行为的重要预示。当下对自杀风险的评估仍主要基于众多的社会-人口学特征和临床危险因素,通常灵敏性较高,但特异性较低。采用特异的神经生物学标记加临床评估,将有助于预测自杀自伤青少年MDD患者未来的自杀风险。额边缘环路在情绪、认知及行为的调节中起到重要作用。本课题组前期在SA和MDD青少年的研究中发现,额叶、岛叶等额边缘环路多个脑区存在局部神经活动和静息态功能连接（resting-state functional connectivity,rs-FC）的异常。本研究基于多模态磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）的研究技术探讨静息态下NSSI行为青少年MDD患者额边缘环路脑区结构和功能的差异,以期发现MDD青少年早期实施NSSI行为的神经生物学标志;研究还进一步探讨了不同自杀自伤行为模式下青少年MDD患者的额边缘环路脑区神经影像学差异,以期早期识别和评估MDD青少年将来发生自杀行为的倾向或风险,为自杀预警分级提供客观证据,并进一步制定针对发病机制的预防性心理干预策略,为临床预防和分级诊疗提供客观依据。方法:分别纳入43例伴NSSI行为的青少年MDD患者（NSSI组）和29例不伴NSSI行为的青少年MDD患者（MDD组）以及22例并存NSSI和SA行为的青少年MDD患者（NSSI+SA组）、29例仅伴SA行为的青少年MDD患者（SA组）和43例仅伴NSSI行为的青少年MDD患者（NSSI组）进入研究,详细评估临床心理量表并做静息态MRI扫描。采用基于体素的形态学分析（voxel-based morphometry,VBM）方法分析额边缘环路脑区9个感兴趣区（region of interest,ROI）102个种子点（Seed）的灰质体积（gray matter volume,GMV）的组间差异。对预处理后的功能MRI（functional MRI,f MRI）数据,采用低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF）、局部一致性（regional homogeneity,Re Ho）、比率低频振幅（fractional amplitude of low-frequency fluctuation,f ALFF）分析方法检测额边缘环路脑区局部神经活动差异,采用FC分析方法评估额边缘环路脑区各Seed与全脑各体素时间序列相关性的差异。对差异脑区的GMV、ALFF、Re Ho、f ALFF和FC值与汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression rating scale,HAMD）、冲动行为量表(Barratt Impulsive Scale 11thversion,BIS-11)、自杀意念量表（Scale for suicide ideation,SSI）总分进行皮尔逊相关分析,评估结构或功能异常脑区与临床症状之间是否存在显著相关性。结果:1.分别比较NSSI组和MDD组,以及NSSI+SA组、SA组和NSSI组的人口学资料和临床心理量表发现,在NSSI和MDD组中,两组被试在性别（p=0.369）、年龄（p=0.329）、受教育年限（p=0.559）及病程（p=0.171）上没有表现出显著差异;在临床量表评分方面,两组间HAMD（p=0.618）、SSI（p=0.103）得分没有显著差异,但NSSI组的BIS-11（p<0.001）得分较MDD组明显升高,差异具有统计学意义;在NSSI+SA组、SA组和NSSI组中,三组被试在性别（p=0.472）、年龄（p=0.268）、受教育年限（p=0.267）及病程（p=0.639）上也没有显著差异,在临床量表评分方面,三组间HAMD得分无显著差异（p=0.226）,但SSI（p<0.01）和BIS-11（p<0.001）得分存在显著不同,进一步事后两两比较发现,与SA组相比,NSSI+SA组、NSSI组BIS-11总分显著增高（p<0.001,p<0.01）,在SSI得分上,与SA组、NSSI组相比,NSSI+SA组得分显著增高（p<0.05,p<0.001）。2.NSSI组和MDD组的结构磁共振（structural MRI,s MRI）研究发现,与MDD组相比,NSSI组在左侧额中回（Seed 13 of the middle frontal gyrus,MFG Seed 13）、右侧额下回（Seed 8 of the inferior frontal gyrus,IFG Seed 8）、右侧眶回（Seed 12 of the orbital gyrus,Or G Seed 12）、双侧岛回（Seed 1and Seed 2 of the insula gyrus,INS Seed 1,INS Seed 2）、左侧海马（Seed 3 of the hippocampus,Hipp Seed 3）脑区的GMV显著减少（依次p<0.05,p<0.05,p<0.01,p<0.05,p<0.05,p<0.05）;NSSI+SA组、SA组和NSSI组的s MRI研究发现,在右侧额上回（Seed 2 of the superior frontal gyrus,SFG Seed 2）、右侧MFG（MFG Seed 6）脑区,与NSSI组相比,NSSI+SA组GMV显著减少（p<0.01,p<0.05）,而NSSI+SA与SA及SA与NSSI之间未见显著改变（p>0.05）;在左侧Or G（Or G Seed 3）、右侧INS（INS Seed 8）、右侧Hipp（Hipp Seed 2）脑区,发现与SA组、NSSI组相比,NSSI+SA组均显示出GMV减少（依次p<0.05,p<0.05;p<0.001,p<0.001;p<0.001,p<0.001）,而SA和NSSI组间差异不显著（p>0.05）。3.运用功能磁共振（functional MRI,f MRI）技术对NSSI组和MDD组进行局部神经活动检测,ALFF分析发现,与MDD组相比,NSSI组在左侧眶部额中回/眶部额上回团块中ALFF值显著增高（p<0.001）;Re Ho分析发现,与MDD组相比,NSSI组在右侧三角部额下回中Re Ho值也显著增高（p<0.05）;而f ALFF分析发现,两组间f ALFF值差异没有明显的统计学意义（p>0.05）。对NSSI+SA组、SA组和NSSI组进行局部神经活动检测,ALFF分析结果发现,三组ALFF值差异没有明显的统计学意义（p>0.05）;Re Ho分析显示,NSSI+SA组较SA组右侧眶部额下回Re Ho值显著升高,较NSSI组右侧眶部额中/眶部额下回团块中Re Ho值显著升高,而SA组较NSSI组也表现出右侧眶部额中/眶部额下回团块Re Ho值的显著升高（均p<0.05）;f ALFF分析显示,NSSI+SA组较SA组右侧三角部额下回f ALFF值显著升高,较NSSI组双侧三角部额下回中f ALFF值显著升高,而SA组较NSSI组也表现出左侧三角部额下回f ALFF值的显著升高（均p<0.05）。4.运用f MRI技术对NSSI组和MDD组进行基于额边缘环路102个Seed与全脑的rs-FC分析发现,与MDD组相比,NSSI组右侧Or G（Or G Seed 2）与双侧补充运动区/左侧中央旁小叶团块、左侧Or G（Or G Seed 9）与左侧中央前回的rs-FC显著减弱（均p<0.05）;此外,NSSI组在左侧杏仁核（Seed 1 of the amygdala,Amyg Seed 1）与右侧枕中回/颞中回团块、左侧Amyg（Amyg Seed 3）与左侧前扣带和旁扣带回、右侧Amyg（Amyg Seed 4）与右侧颞中回/额中回/眶部额下回团块的rs-FC也显著减弱（均p<0.05）;还有,以INS亚区为Seed的rs-FC中,NSSI组左侧INS（INS Seed 7）与双侧前扣带和旁扣带回、左侧INS（INS Seed 9）与右侧三角部额下回/眶部额下回团块的rs-FC也显著减弱（均p<0.05）;最后,以Hipp的4个亚区为Seed,结果显示NSSI组中左侧Hipp（Hipp Seed 1）与左侧眶部额中回的rs-FC仍旧显著减弱（p<0.05）。对NSSI+SA组、SA组和NSSI组进行基于额边缘环路102个Seed与全脑的rs-FC分析发现,与SA、NSSI组相比,NSSI+SA组右侧SFG（SFG Seed 14）与右侧颞上回/颞中回团块rs-FC显著降低（p<0.001,p<0.05）,而与NSSI组相比,SA组右侧SFG（SFG Seed 14）与右侧颞中回/颞上回团块rs-FC显著升高（p<0.01）;此外,与SA、NSSI组相比,NSSI+SA组右侧Or G（Or G Seed 8）与右侧颞上回rs-FC也显著降低（p<0.001,p<0.001）,而与NSSI组相比,SA组右侧Or G（Or G Seed 8）与右侧颞上回rs-FC显著升高（p<0.01）。5.进一步做NSSI组和MDD组差异脑区与临床心理量表之间的相关性分析发现,MDD组左侧MFG（MFG Seed 13）的GMV均值与HAMD总分呈显著的正相关关系（r=0.466,p=0.011）,而NSSI组右侧Or G（Or G Seed 12）、右侧INS（INS Seed 2）的GMV均与BIS-11总分呈显著负相关（r=-0.305,p=0.047;r=-0.307,p=0.046）。做NSSI+SA组、SA组、NSSI组差异脑区与临床心理量表之间的相关性分析发现,NSSI+SA组右侧SFG（SFG Seed 14）与右侧颞上回/颞中回团块的rs-FC与BIS-11总分呈显著负相关（r=-0.423,p=0.049）,NSSI组左侧Or G（Or G Seed 3）的GMV与HAMD呈显著负相关（r=-0.373,p=0.014）。结论:1.MFG、Or G、INS等额边缘环路多个脑区中GMV的差异提示GMV改变可能是NSSI行为青少年MDD患者和不同自杀自伤行为模式青少年MDD患者额边缘环路脑区功能改变的基础。2.NSSI行为青少年MDD患者和不同自杀自伤行为模式青少年MDD患者在额边缘环路多个脑区中局部神经活动及rs-FC的改变,提示这些脑区可能通过调控情绪调节、认知控制和冲动反应过程影响MDD青少年的自杀自伤行为,且不同自杀自伤行为模式青少年MDD患者脑功能的差异可能有助于理解其发生的神经生物学过程。3.相关分析结果提示,左侧MFG脑区GMV改变可能影响青少年MDD患者抑郁症状的严重程度,右侧Or G、右侧INS脑区GMV减少可能促进NSSI行为青少年MDD患者冲动性的显著增加;此外,降低的右侧SFG-右侧颞上回/颞中回rs-FC可能是并存SA和NSSI行为青少年MDD患者的冲动性明显增加的神经基础,而左侧Or G的GMV减少还可能与NSSI行为青少年MDD患者抑郁严重程度有关。