重度抑郁症 （MDD） 是一种普遍存在的精神疾病，由于其对日常生活的不利影响以及与其管理相关的医疗成本不断上升，因此造成了巨大的社会经济负担。氧化应激成为主要精神疾病发展的关键途径。许多研究报告了情感障碍患者氧化应激相关标志物水平升高，例如超氧化物歧化酶 （SOD） 和谷胱甘肽还原酶 （GSR）。

功能性磁共振成像 （fMRI） 被认为是研究大脑区域神经活动的最佳方法之一。它被广泛用于记录神经精神疾病的大脑变化，尤其是MDD。低频波动幅度 （ALFF） 是 fMRI 研究中局部自发神经元活动的稳健而敏感的指标。

先前的证据表明，氧化应激与高水平的炎症有关并相互影响，这将共同促进MDD的发生和发展。同时，已发现氧化应激相关标志物与首次发作精神病患者的脑结构变化有关。然而，氧化应激相关标志物与抑郁症人群功能性脑异常之间的关联仍然知之甚少。

这篇文章是第一项调查氧化应激相关标志物（特别是 SOD 和 GSR）与首次发作的初治 MDD 患者功能性脑异常之间关联的研究。

研究参与者上，首先作者从天津安定医院招募了 57 名初治 MDD 患者（年龄在 18-55 岁之间）首次发作，以及 60 名年龄和性别匹配的健康对照。MDD 的诊断是使用DSM-V 的结构化临床访谈确定的。本研究仅纳入进行汉密尔顿抑郁量表-17 （HDRS-17） 和 Beck 自杀意念量表 （BSSI） 的患者。

研究设计上，所有参与者都接受了 fMRI 扫描，并对 MDD 患者进行了血液采样。使用 HDRS-17 量表评估 MDD 患者的抑郁症状严重程度。MDD 患者根据 BSSI 上对第 4 项和第 5 项（主动自杀企图的欲望和被动自杀欲望）的反应进行分类。那些被评为“弱”或“中度至强”的人被归类为有自杀意念（MDD with SI），而那些被评为“无”的人被归类为没有自杀意念（MDD without SI）。

随后进行血浆氧化应激标志物（GSR、SOD）的测量、MRI数据采集，使用 DPABI 工具箱对 fMRI 数据进行预处理，计算每个参与者的 ALFF。首先，使用快速傅里叶变换（FFT）将每个体素的时间进程转换为频域。然后，计算功率谱，在0.01-0.1 Hz频率范围内对功率谱的平方根求平均值，得到ALFF。最后，将ALFF值标准化为Z值（zALFF），以在个体之间对其进行归一化。

统计分析方面，使用年龄t检验和性别卡方检验进行组间比较。进行偏相关以探索血浆 SOD 和 GSR（对数变换后）水平与 HDRS-17 评分之间的相关性，校正年龄和性别作为协变量。使用 SPM 12 和 DPABI 工具箱对 fMRI 数据进行统计分析。在确定 ALFF 测量的组差异时，考虑了年龄、性别和平均帧位移 （FD） 等因素。FWE 校正定义了显著区域，应用体素水平阈值 p < 0.05。然后从这些重要区域获得ALFF值。

进行探索性分析1，探讨有或无SI的MDD患者的临床特征与SOD和GSR血浆水平之间的差异，以及ALFF值与SOD和GSR血浆水平之间的关系（对数转换后）（调整年龄、性别、平均FD和HDRS-17评分的相关性分析）（p < 0.05被认为具有统计学意义）。 在探索性分析 2 中，我们通过检查 MDD 患者 ALFF 与血浆 SOD 和 GSR（对数转化后）水平之间的显着部分相关性，确定了与氧化应激相关的大脑区域。

Fig. 1. Significant Differences in Amplitude of Low-Frequency Fluctuations (ALFF) between Major Depressive Disorder (MDD) and Healthy Controls (HCs) in Various Brain Regions. (FWE: voxel-level p < 0.05).

从图1可以看到，MDD 患者在包括小脑后叶、枕中回、颞下回和额中回在内的多个大脑区域表现出 ALFF 降低 （FWE：体素水平 p < 0.05）。然而，MDD患者在扣带回前回、丘脑和额上回（FWE：体素水平p < 0.05）中表现出ALFF增加。

Fig. 2. Correlation between Plasma Oxidative Stress Marker Levels and ALFF Values among MDD Patients. 

从图2可以看到，血浆GSR水平与以下大脑区域的ALFF值呈正相关：前扣带回，丘脑和额上回。 同样，血浆SOD水平也与前扣带回、丘脑和额上回的ALFF值呈正相关。

Fig. 3. Correlation between Plasma Oxidative Stress Marker Levels and ALFF Values in MDD Patients with or without Suicidal Ideation (SI). 

关于探索性分析1，结果可以看到有SI的MDD患者（n=40）比没有SI的患者（n=17）年轻（p < 0.05）。然而，有和没有SI的MDD患者在性别、HDRS-17评分以及血浆SOD和GSR水平方面没有显著差异（p > 0.05）。

Fig. 4. Correlation between Plasma Oxidative Stress Marker Levels and Functional Connectivity (FC) in MDD Patients.

在探索性分析 2 中，可以注意到 GSR 和 SOD 的血浆水平与丘脑和脑岛之间的 FC 以及 MDD 患者的楔前叶之间存在显着关联。

总之，这项研究揭示了首次发作的初治 MDD 患者血浆 SOD 和 GSR 水平与丘脑、前扣带回和额上回的局部脑活动呈正相关。同时，这些血浆水平与丘脑和脑岛以及楔前叶之间的功能连接显示出显着的相关性。

文献出处：

Liu Y, Zhang B, Zhou Y, Li M, Gao Y, Qin W, et al. Plasma oxidative stress marker levels related to functional brain abnormalities in first-episode drug-naive major depressive disorder. Psychiatry Res 2024;333:115742. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2024.115742.