科研进展

中心研究成果速递:针对强迫症患者辅助运动前区的个性化磁刺激可能通过降低靶点网络的连接强度缓解强迫症状

研究背景


强迫症(OCD)患者长年饱受无法控制的强迫思维、强迫行为的困扰,感到十分痛苦,而且有约30%-60%的患者对传统的药物或心理治疗无效。近年来,尽管有许多临床试验研究了重复经颅磁刺激(rTMS)这种新疗法治疗OCD的疗效,但研究结果喜忧参半。rTMS靶点的选择是与刺激效果相关的最重要的因素之一,而刺激靶点的内在连接模式是理解其作用机制的关键。辅助运动前区(Pre-SMA)与丘脑底核(STN)的连接对于抑制OCD患者的不恰当反应非常重要, 为了进一步提高治疗效果,本研究选择与 STN 存在最显著正性功能连接的右侧Pre-SMA 为治疗靶点,探究具有个性化靶点的rTMS方案的临床疗效的同时利用静态功能磁共振成像(fMRI)数据阐明其潜在的神经机制。


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研究过程

研究中将37名OCD患者随机分成两组(rTMS组和sham组),对rTMS组的右侧Pre-SMA进行连续14天的1 Hz rTMS刺激(14天,30min/天),sham组的治疗设置与rTMS组相同,但使用假线圈进行治疗。在rTMS治疗前后采集了患者的人口统计学信息、临床症状评估、神经心理学测试和fMRI数据。治疗所使用的个体化靶点由STN的个性化功能连接图确定。


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研究结果

治疗后,真刺激组在耶鲁布朗强迫症量表(Y-BOCS)上比Sham组的改善更显著(F1,35=6.0,p=0.019)。治疗前确定了一个“理想的靶点连接”。交叉验证表明,这种连接性模式可以显著预测OCD患者的症状改善(r =0.60,p=0.009),经过真刺激治疗,靶点网络的平均连接性强度在真刺激组中显著降低,而在假刺激组中无显著差异。这一网络层面的变化在一个精神分裂症和两个健康人的数据集中(n=65)进行了交叉验证,发现rTMS的靶点网络机制可以应用到其他刺激方案,而且不受靶点位置和刺激顺序的影响。


本研究通过随机临床试验研究了rTMS治疗OCD患者潜在的神经机制。主要有四个发现:首先,真刺激组强迫症状的缓解程度大于假刺激组。真刺激组中45%的患者对治疗有反应。第二,每个患者的靶点网络与理想连接模式的空间相似性预示着症状的改善。第三,经真刺激治疗后,种子网络(ITN)的全脑连接强度明显降低。后扣带回皮质(PCC)和缘上回(SMG)的功能连接(FC)变化越大,YBOCS的改善越大。最后,在三个独立的数据集中进一步验证了rTMS的网络机制,表明其对其它rTMS方案也适用。



图(a, b):靶点在组间表现出相似的空间位置和功能连通性(阈值,|z|>0.14)。

图(c, d): 主要结果(Y-BOCS)得分在TMS治疗前后真刺激组比假刺激组下降更显著(C);真刺激组的应答者/无应答者的比率高于假刺激组。

图(e): 真刺激组和假刺激组的患者各有9名和2名应答者(Y-BOCS减分>35%)。


图(a, b): 通过平均患者间的症状加权靶点连接图来确定“理想的靶点网络”。腹侧注意网区,如缘上小叶、前岛叶和扣带沟,呈现明显的正连接。留一交叉验证分析表明,靶点连通性预测的Y-BOCS改善与实际改善呈正相关。

图(c): 9号和12号患者的基线连接模式分别作为应答者和无应答者的示例。

图(d, e):假刺激的“理想靶点网络”模式,无法进行预测。


图(a, b,c);理想的靶点网络在组间表现出不同的空间格局。我们把与基线种子网络正相关或负相关的体素作为两个感兴趣的区域,它们与种子网络的连接强度在真刺激组显著降低。治疗前后的体素比较显示,真刺激组PCC和SMG的连接强度显著降低,假刺激组无显著差异。正向影像-症状相关显示了更显著的连通性改变预示着更好的症状改善。

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研究结论

研究发现rTMS治疗可以显著缓解OCD的临床症状。患者的症状改善很大程度上可以由刺激靶点的基线连接模式来预测。症状改善与靶点网络和VAN/DMN(腹侧注意网络/默认模式网络)区域之间的连通性改变显著相关。综上所述,我们的研究结果表明,针对Pre-SMA的rTMS治疗可能通过降低靶点网络的全脑连接强度而有效地缓解强迫症状。

目前相关成果发表在Human Brain Mapping杂志(IF=5.038),中心主任汪凯教授,朱春燕教授为通讯作者,中心成员季公俊和安徽省精神卫生中心精神病科主任谢雯为共同第一作者。


原文链接:https://doi.org/10.1002/hbm.25468