六种抑郁症亚型的发现与个性化治疗

研究人员通过大脑成像和机器学习确定了六种抑郁症亚型,揭示了量身定制的治疗方案。精准精神病学的这一突破可以根据患者的大脑活动模式为其匹配最有效的疗法,从而改善治疗效果。

根据斯坦福大学医学院研究人员领导的一项新研究,大脑成像与机器学习相结合,可以揭示抑郁症和焦虑症的亚型。研究6月17日发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志上,将抑郁症分为六种生物亚型(或称"生物类型"),并确定了对其中三种亚型更有可能有效或更不可能有效的治疗方法。

大约30%的抑郁症患者患有所谓的难治性抑郁症,这意味着多种药物或疗法都无法改善他们的症状。对于多达三分之二的抑郁症患者来说,治疗无法将他们的症状完全恢复到健康水平。

药物的处方大多是通过试验和错误的方法得出的,因此可能需要数月或数年的时间才能找到一种有效的药物(如果有的话)。而长时间尝试一种又一种治疗方法,却得不到任何缓解,可能会加重抑郁症状。

研究者想知道,在抑郁症领域,除了这种一刀切的方法之外,有没有更好的替代方法,如何在第一次就把药物/治疗选对。

生物类型可预测治疗反应

为了更好地了解抑郁症和焦虑症的生物学基础,威廉姆斯和同事使用功能性核磁共振成像(fMRI)成像技术对801名先前被诊断为抑郁症或焦虑症的参与者进行了评估,以测量他们的大脑活动。研究者还随机分配了250名参与者,让他们接受三种常用抗抑郁药物中的一种或行为谈话疗法。

他们扫描了志愿者在休息和执行不同任务时的大脑,这些任务旨在测试他们的认知和情绪功能。利用一种被称为聚类分析的机器学习方法对患者的大脑图像进行分组,他们在所研究的大脑区域中发现了六种不同的活动模式。

其中一种亚型患者的大脑认知区域过度活跃,与其他生物型患者相比,他们对抗抑郁药物文拉法辛的反应最好。

另一种亚型患者的大脑在休息与抑郁和解决问题相关的三个区域的活动水平较高,他们在接受行为谈话疗法后症状得到了更好的缓解。

第三种亚型的患者在控制注意力的大脑回路的静息活动水平较低,与其他生物型的患者相比,他们的症状不太可能通过谈话疗法得到改善。

据我们所知,这是首次证明抑郁症可以用大脑功能的不同干扰来解释。从本质上讲,这是一种基于大脑功能客观测量的个性化心理健康医学方法的展示。

在最近发表的另一项研究中,威廉姆斯和她的团队表明,使用fMRI脑成像技术提高了他们识别可能对抗抑郁治疗产生反应的个体的能力。在这项研究中,科学家们重点研究了一种被称为抑郁症认知生物型的亚型,这种亚型影响着四分之一以上的抑郁症患者,而且不太可能对标准抗抑郁药物产生反应。

通过使用fMRI识别认知生物型患者,研究人员准确预测了63%患者病情缓解的可能性,而不使用脑成像技术的准确率仅为36%。准确率的提高意味着更有可能在第一时间获得正确的治疗。

科学家们目前正在研究针对这种生物类型的新型治疗方法,希望能为那些对标准抗抑郁药没有反应的患者找到更多的选择。

对抑郁症的进一步探索

不同的生物型还与试验参与者在症状和任务表现方面的差异有关。例如,那些大脑认知区域过度活跃的人比其他生物型的人有更高程度的失乐症(无法感受快乐);他们在执行功能任务时的表现也更差。那些对谈话疗法反应最好的亚型患者也会在执行功能任务中出错,但在认知任务中表现良好。

在研究发现的六种生物类型中,有一种生物类型的成像区域与非抑郁症患者的大脑活动没有明显差异。威廉姆斯认为,他们很可能还没有探索到这种疾病背后的全部大脑生物学特性--他们的研究主要集中在已知与抑郁和焦虑有关的区域,但这种生物型可能还有其他类型的功能障碍,而他们的成像技术没有捕捉到。

威廉姆斯和她的团队正在扩大成像研究,以纳入更多的参与者。她还希望在所有六种生物型中测试更多种类的治疗方法,包括传统上不用于治疗抑郁症的药物。

个性化脑回路评分可识别抑郁症和焦虑症中截然不同的生物型

目前迫切需要根据连贯的神经生物学功能障碍或"生物型 "得出量化指标,以便对抑郁症和焦虑症患者进行分层。我们在多项研究中使用了来自标准化功能磁共振成像方案的无任务和任务诱发数据,该方案适用于未接受治疗(801人)和随机接受药物治疗或行为治疗(250人)的抑郁症和焦虑症患者。

从这些患者中,我们得出了以理论分类学为基础的个性化、可解释的脑回路功能障碍评分。

根据默认模式、显著性和前顶叶注意回路的内在无任务功能连通性,以及情绪和认知任务引起的额叶和皮层下区域的激活和连通性的不同特征,参与者被细分为六种生物类型。这六种生物类型与我们的理论分类法一致,并根据症状、在一般和情绪认知计算机测试中的行为表现以及对药物治疗和行为治疗的反应进行了区分。

研究结果提供了一种新的、理论驱动的、经临床验证的、可解释的定量方法,来解析抑郁和焦虑的生物异质性。因此,它们是推进精神病学精准临床治疗的一种很有前景的方法。

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参考文献

Tozzi L,et al. Personalized brain circuit scores identify clinically distinct biotypes in depression and anxiety. Nat Med. 2024 Jun 17. doi: 10.1038/s41591-024-03057-9.