近期動(dòng)態(tài)
| 心理所研究揭示偏頭痛與腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)之間的因果關(guān)系 |
| 作者: 中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室涂毅恒研究組 ?U 日期: 2023/02/27 |
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偏頭痛是一種常見的慢性發(fā)作性腦功能障礙性疾病，表現(xiàn)為劇烈的疼痛，并伴有畏光、畏聲、惡心或嘔吐等癥狀。長(zhǎng)期反復(fù)的偏頭痛發(fā)作導(dǎo)致廣泛的健康損失、生活質(zhì)量下降和生產(chǎn)力的損耗。根據(jù)Steiner等人發(fā)表于Nature Reviews Neurology期刊的研究成果，全球約10.4億人患有偏頭痛，現(xiàn)已成為全球公共衛(wèi)生的主要問題。 隨著神經(jīng)影像技術(shù)的發(fā)展，偏頭痛的發(fā)病機(jī)制逐漸從外周血管學(xué)說轉(zhuǎn)向中樞機(jī)制為主的神經(jīng)機(jī)制學(xué)說，迄今已有大量基于神經(jīng)成像的研究報(bào)告了偏頭痛患者的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常，Pashina等人于Lancet期刊發(fā)表的文章論述了這一現(xiàn)象，表明腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)可能是理解偏頭痛發(fā)病機(jī)制的重要切入點(diǎn)。然而，這些研究是建立在觀測(cè)數(shù)據(jù)上的相關(guān)分析，無法揭示因果關(guān)系，即哪些腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的改變是偏頭痛的病因，而哪些又是偏頭痛引發(fā)的結(jié)果。 為解決這一問題，中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室涂毅恒研究組利用孟德爾隨機(jī)化技術(shù)（圖1）揭示了偏頭痛與腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)之間的因果關(guān)系。相關(guān)成果已在線發(fā)表于The Journal of Headache and Pain，題為Causal relationships between migraine and microstructural white matter: a Mendelian randomization study。 孟德爾隨機(jī)化技術(shù)可以利用遺傳數(shù)據(jù)檢驗(yàn)暴露與結(jié)局變量間的因果關(guān)系，避免了相關(guān)分析中常見的混淆變量干擾與反向因果問題。該研究納入了偏頭痛的全基因組關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（N = 599,356）以及360個(gè)腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)成像表型的全基因組關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（N = 31,356）。納入的成像表型由磁共振彌散加權(quán)成像測(cè)量（dMRI），共包含了60條白質(zhì)纖維束的6種度量指標(biāo)，反映了腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的不同特性。基于所納入的遺傳數(shù)據(jù)，該研究執(zhí)行了遺傳關(guān)聯(lián)分析與雙向孟德爾隨機(jī)化分析。前向孟德爾隨機(jī)化分析以成像表型為暴露，以偏頭痛為結(jié)局變量，探究了腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的改變?nèi)绾卧黾悠^痛風(fēng)險(xiǎn)。后向孟德爾隨機(jī)化分析以偏頭痛為暴露，以成像表型為結(jié)局變量，探究了偏頭痛對(duì)腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的影響。 圖1.偏頭痛與腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)因果關(guān)系推斷的分析流程 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，76個(gè)腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)成像表型與偏頭痛存在遺傳關(guān)聯(lián)，其中4個(gè)成像表型與偏頭痛存在因果關(guān)系（圖2）。前向孟德爾隨機(jī)化分析的結(jié)果證明，左側(cè)額枕下束（inferior fronto-occipital fasciculus）的擴(kuò)散張量模式（MO）每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，偏頭痛的風(fēng)險(xiǎn)將提高76%。右側(cè)的后丘腦輻射（posterior thalamic radiation）的神經(jīng)突起方向分散程度（OD）每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，偏頭痛的風(fēng)險(xiǎn)將提高29%。額枕下束連接了枕葉與其他皮層區(qū)域，后丘腦輻射則連接了枕葉與丘腦核團(tuán)，這表明枕葉可能是引起偏頭痛的關(guān)鍵區(qū)域。后向孟德爾隨機(jī)化分析的結(jié)果證明，患有偏頭痛會(huì)使左側(cè)小腦上腳（superior cerebellar peduncle）的OD降低0.09個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，同時(shí)也會(huì)使右側(cè)鉤束（uncinate fasciculus）的MO降低0.14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。小腦上腳與感覺運(yùn)動(dòng)功能有關(guān)，而鉤束則在情緒調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，這些區(qū)域的損傷可能涉及了偏頭痛患者伴發(fā)的感覺功能擾亂與情緒失調(diào)。 圖2.孟德爾隨機(jī)化分析結(jié)果 研究證實(shí)了腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)與偏頭痛的因果關(guān)系，為偏頭痛的預(yù)防與治療提供了潛在靶點(diǎn)。在方法上，該研究證明了將神經(jīng)成像與遺傳技術(shù)聯(lián)系起來的潛力。未來，涂毅恒研究組將進(jìn)一步探究腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)與偏頭痛癥狀的關(guān)系。 研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院心理研究所科學(xué)基金、中國科協(xié)青年托舉工程的資助。論文第一作者為心理所博士生趙磊，通訊作者為涂毅恒研究員。 論文信息： Zhao L, Zhao W, International Headache Genetics Consortium (IHGC), Cao J, Tu Y (2023) Causal relationships between migraine and microstructural white matter: a Mendelian randomization study. J Headache Pain 24:10.https://doi.org/10.1186/s10194-023-01550-z |
