Nature Medicine：一种新的强迫症神经生物标志物

来源：作者：人气：-发表时间：2024-07-18 13:35:00【大中小】

摘要：贝勒医学院和德克萨斯儿童医院最近的一项研究确定了一种特定的神经活动模式。

贝勒医学院和德克萨斯儿童医院最近的一项研究确定了一种特定的神经活动模式，作为一种新的生物标志物，可以准确预测和监测接受深部脑刺激(DBS)治疗的强迫症(OCD)患者的临床状态，深部脑刺激是一种迅速出现的治疗严重精神疾病的方法。这项研究由博士领导。Sameer Sheth和Wayne Goodman以及共同主要作者。Nicole Provenza, Sandy Reddy和Anthony Allam发表在《自然医学》杂志上。

贝勒医学院助理教授、麦克奈尔学者妮可·普罗文茨博士说:“外科神经调节的最新进展使强迫症患者在日常生活中长期连续监测大脑活动成为可能。”“我们利用这个新机会来识别关键的神经特征，这些特征可以作为12名接受DBS治疗的难治性强迫症患者临床状态的预测因子。”

图1 神经周期性中断可预测深度脑刺激对强迫症的临床反应

DBS正在成为一种治疗严重、难治性强迫症的有效方法

强迫症是一种常见的使人衰弱的精神健康状况，影响着全世界2-3%的人口。美国大约有200万人患有强迫症。在严重的情况下，患者花费大量的时间进行重复的，看似毫无意义的强迫行为，并坚持侵入性的想法。强迫症对患者及其照顾者的健康和生活质量造成了巨大的影响，并可能干扰维持就业和人际关系的能力。虽然心理治疗和药物治疗对大多数受影响的个体有效，但大约20-40%的严重强迫症患者对这些常规治疗有抗药性。

自21世纪初以来，DBS疗法已被用于调节与强迫症症状相关的大脑特定区域的神经活动。许多有资格接受这种疗法的患者并没有从传统疗法中获得足够的益处。在这个治疗抵抗的人群中，大约三分之二的患者在DBS后强迫症症状明显改善。

就像起搏器设备如何调节心脏的电活动一样，DBS设备调节大脑的电活动。DBS设备将来自发生器的电脉冲通过一对细导线(导线)传输到大脑的特定目标区域，这些脉冲通常被植入胸腔上部。刺激参数的精确调整允许电脉冲将功能失调的大脑回路恢复到健康状态。

DBS是一种经fda批准的手术，通常用于治疗运动障碍，如原发性震颤和帕金森病，并且越来越多地用于治疗严重的强迫症。

“我们已经看到了DBS研究领域的显著进步，这项技术已经使用了几十年来治疗运动障碍，”美国国立卫生研究院通过推进创新神经技术计划(the Brain Initiative?)的大脑研究主任John Ngai博士说，他为这项研究提供了部分资金。“这里报道的进展只是越来越多的成功案例中的一个，BRAIN计划帮助开发了新一代DBS技术，使强迫症等疾病的治疗更接近临床。”

需要一种临床生物标志物来监测强迫症患者对DBS的反应

对于像强迫症这样的精神疾病来说，确定正确的剂量通常比运动障碍更难。Sheth博士是贝勒医学院神经外科研究副主任、戈登和玛丽·凯恩儿科神经病学研究基金会实验室主任、德克萨斯儿童医院简和丹·邓肯神经病学研究所的研究员，他说:“在运动障碍患者中，当刺激的传递和调整是正确的，因为震颤或僵硬等异常运动立即减少，这一点更明显。”“然而，在强迫症和其他精神疾病中实现这种水平的精确DBS编程要困难得多，因为在刺激开始和症状改善之间存在很长的延迟。很难知道是什么特定的调整导致了几个月后的特定变化。因此，我们开展这项研究的目的是找到一种可靠的神经生物标志物来指导我们进行DBS治疗，并远程监测患者症状的变化。这一点尤其重要，因为我们的一些患者从全国或世界各地长途跋涉来接受DBS治疗，目前只有很少的专业中心提供针对强迫症的治疗。”

图2 强迫症患者的VS记录显示窄带~9 Hz的功率特征

针对强迫症问题的根源

为了确定开发生物标志物的最佳目标，该团队专注于强迫症最典型的行为之一——病理性回避的倾向。患有强迫症的人通常难以控制地避免潜在的伤害或痛苦。为了在日常生活中避免这种感知到的威胁，他们经常被侵入性的内在想法和非理性的恐惧(强迫症)所困扰，这导致了僵化的常规和重复的行为(强迫症)。

该团队的目标是了解在theta(4-8赫兹)到alpha(8-12赫兹)范围内的低频大脑振荡是如何在患有严重的，治疗难治性强迫症的个体中发生改变的。大量科学文献发现，theta(4-8赫兹)到alpha(8-12赫兹)范围内的低频大脑振荡在认知过程中发挥着突出作用。为了做到这一点，他们利用了现代DBS设备的一个新功能——不仅能够提供刺激，还能记录大脑活动。

通常，监测大脑活动模式的研究被设计成在参与者执行特定认知任务时进行的简短插曲。然而，这项研究是独一无二的，因为研究人员能够使用DBS系统在日常活动的背景下持续监测大脑活动模式。这项研究的这一特点将研究带入了研究参与者的自然生活，而不是局限于非自然的实验室环境。

在植入DBS系统后开始录音。由于刺激通常在几天到几周后开始，研究小组能够测量严重症状状态下的神经活动模式。有趣的是，他们发现9赫兹(θ - α边界)腹侧纹状体神经活动表现出明显的昼夜节律，在24小时的周期内波动。

“在DBS之前，我们在所有参与者身上都看到了一种非常可预测的周期性神经活动模式，”古德曼博士说，他是贝勒医学院精神病学和行为科学系的教授和医学博士，也是精神病学的艾琳·埃尔伍德主席。“然而，在激活DBS后，随着个体开始反应并症状改善，我们看到了这种可预测模式的崩溃。这是一个非常有趣的现象，我们有一个理论来解释它。强迫症患者对任何特定情况的反应都是有限的。他们经常重复执行相同的仪式，很少改变他们的常规或参与新的活动，这可能导致该大脑区域的活动具有高度可预测性。然而，激活DBS后，它们的行为曲目扩展;他们可能会对情况做出更灵活的反应，而不仅仅是被避免强迫症诱因的强烈愿望所驱使。这种扩展的功能可能反映了更多样化的大脑活动模式。因此，我们认为，这种高度可预测的神经活动的丧失表明，参与者的重复性和强迫性强迫症行为减少了。”

“总之，我们已经确定了一种神经生理生物标志物，可以作为DBS治疗后强迫症患者情绪和行为改善的可靠指标。我们预计这些发现将改变患者在DBS治疗过程中的监测方式，”Sheth博士补充说，他也是贝勒医学院的麦克奈尔学者和卡伦基金会捐赠主席。

“例如，将这些信息整合到面向临床医生的仪表板中，可以帮助指导治疗的实施，从而揭开强迫症DBS编程过程的神秘面纱，使更多的临床医生和患者更容易接受这种治疗。”此外，我们对这种潜在的可能性感到兴奋，这种类似的神经活动特征可能是其他神经精神疾病的基础，并可以作为诊断、预测和监测这些疾病的生物标志物，”普罗文茨博士总结道。

参考资料

[1] Disruption of neural periodicity predicts clinical response after deep brain stimulation for obsessive-compulsive disorder