
在不久的将来,快速脑成像技术可能用于筛查抑郁症,以确定最佳治疗方法。
斯坦福大学医学院科学家领导的一项新研究表明,脑成像与机器学习相结合可以识别抑郁症和焦虑症的亚型。这项即将发表在《自然医学》杂志上的研究将抑郁症分为六种生物亚型,或称“生物型”,并确定了哪些治疗方法对其中三种亚型更有效或更无效。
需要更好的治疗选择方法
研究主要作者、斯坦福医学院精准精神病学和幸福中心主任、精神病学和行为科学教授林恩·威廉姆斯博士表示,迫切需要更好的定制治疗方案。威廉姆斯的伴侣于2015年因抑郁症去世,她一直致力于精准精神病学的开创性研究。
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。对于三分之二的抑郁症患者来说,治疗无法完全消除症状,使其恢复到健康水平。
部分原因在于,目前尚无可靠的方法来确定哪种抗抑郁药物或疗法对特定患者有效。药物的处方需要反复试验,因此即使找到有效的治疗方法,也可能需要数月甚至数年的时间。长期尝试不同的治疗方法却得不到缓解,反而会使抑郁症状恶化。
“我们工作的目标是找到一次性解决问题的方法。在抑郁症领域工作却没有比‘一刀切’方法更好的替代方案,这非常令人沮丧,”威廉姆斯博士说。
生物型预测治疗反应
为了更好地理解抑郁症和焦虑症的生物学机制,威廉姆斯和她的同事们对801名此前被诊断患有抑郁症或焦虑症的参与者进行了评估,并使用一种名为功能性磁共振成像(fMRI)的成像技术来测量他们的大脑活动。他们扫描了志愿者在静息状态下以及执行各种旨在测试其认知和情绪功能的任务时的大脑。科学家们重点研究了大脑中已知与抑郁症相关的区域及其之间的联系。
他们使用一种称为聚类分析的机器学习方法对患者大脑图像进行分组,发现了所检查大脑区域中的六种不同的活动模式。
研究人员还随机分配了250名研究参与者,分别接受三种广泛使用的抗抑郁药物或行为疗法。一种亚型(其特征是大脑认知区域活动增加)的患者对抗抑郁药物文拉法辛(Effexor)的反应优于其他生物型。另一种亚型(其特征是大脑中与抑郁和解决问题相关的三个区域静息时活动增加)的患者对行为疗法的反应更好。而第三种亚型(其特征是控制注意力的大脑回路静息时活动减少)的患者,与其他生物型相比,行为疗法对症状改善的可能性较小。
研究的重要性
“据我们所知,这是我们首次证明抑郁症可以用不同的脑功能异常来解释,”威廉姆斯说。“这本质上展示了一种基于客观脑功能指标的个性化心理健康医疗方法。”
在另一项近期研究中,威廉姆斯和她的团队表明,使用 fMRI 对大脑进行成像可以提高他们识别可能对抗抑郁药物有反应的患者的能力。在这项研究中,研究人员重点研究了一种他们称之为认知生物型的抑郁症亚型,这种亚型影响了超过四分之一的抑郁症患者,并且对标准抗抑郁药物的反应率较低。通过使用 fMRI 识别认知生物型患者,研究人员准确预测了 63% 的患者病情缓解的可能性,而未使用脑成像的准确率为 36%。这种准确率的提高意味着医生更有可能一次性开出正确的治疗方案。研究人员目前正在探索针对这种生物型的新疗法,希望为那些对标准抗抑郁药物无反应的患者找到更多治疗选择。
抑郁症的进一步研究
不同的生物型也与研究参与者的症状和任务表现差异相关。例如,大脑认知区域活动增强的人比其他生物型的人快感缺乏(无法体验快乐)程度更高;他们在执行功能任务中的表现也更差。对行为疗法反应最好的亚型的人在执行功能任务中也会出错,但在认知任务中表现良好。
研究中确定的六种生物型中,有一种在成像区域的大脑活动与非抑郁症患者的活动相比没有明显差异。威廉姆斯认为,他们可能尚未探索该疾病背后的全部大脑生物学机制。他们的研究重点关注已知与抑郁和焦虑有关的区域,但该生物型中可能还存在其他类型的功能障碍,而他们的成像技术未能捕捉到。
威廉姆斯和她的团队正在扩大成像研究,以纳入更多参与者。她还希望针对所有六种生物型测试更多治疗方法,包括那些传统上未用于治疗抑郁症的药物。
她的同事、精神病学和行为科学助理教授、医学博士劳拉·哈克(Laura Hack)已开始通过一项实验方案在斯坦福医学院的临床实践中使用该成像技术。该团队还希望为该方法建立易于实施的标准,以便其他心理健康从业者能够开始应用。
“为了真正推动该领域走向精准精神病学,我们需要找到最有可能对患者有效的治疗方法,并尽快让他们接受这些治疗,”马教授说道。“掌握患者脑功能的信息,尤其是我们在本研究中评估的已证实的特征,将有助于为患者提供更精准的治疗方案和处方。”