《Brain, Behavior, and Immunity》:Inflammatory markers (IL-6 and CRP) in childhood and their association with brain structure and psychotic experiences in adulthood
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本刊推薦:為揭示炎癥增加精神病風險的神經機制,研究人員圍繞兒童期IL-6與CRP水平對成年腦結構的影響開展縱向研究。發現IL-6升高普遍導致默認模式網絡灰質體積縮小,而CRP僅對出現精神病性體驗者表現為額葉體積增大,提示炎癥可能通過不同通路影響神經發育與精神病易感性。
在探索精神分裂癥等精神病性障礙的病因時,科學家們逐漸將目光投向免疫系統與大腦的相互作用。大量研究表明,炎癥反應可能在精神病的發病過程中扮演重要角色——特別是兩種關鍵的炎癥標志物:白細胞介素-6(IL-6)和C反應蛋白(CRP)。在精神病患者體內,這兩種物質的水平常常明顯升高。更引人注目的是,即使在兒童時期,較高的IL-6和CRP水平也能預測未來發生精神病性體驗(PEs)甚至精神病性障礙的風險。然而,一個關鍵問題尚未解決:早期的炎癥是如何影響大腦發育,從而增加精神病風險的?
為了回答這一問題,來自倫敦大學學院的研究團隊利用英國雅芳父母與子女縱向研究(ALSPAC)這一寶貴資源,開展了一項跨越十余年的追蹤研究。他們假設:兒童期的炎癥會改變成年后的腦灰質體積,而這種關聯在那些最終出現精神病性體驗的個體中最為明顯。這項研究最終發表在《Brain, Behavior, and Immunity》雜志上。
研究人員主要采用了幾個關鍵技術方法:首先,他們利用ALSPAC出生隊列,在參與者9歲時測量其血液中的IL-6和CRP水平;其次,在參與者20歲時,使用3T磁共振掃描儀采集高分辨率T1加權像;最后,通過基于體素的形態測量學(VBM)分析童年炎癥標志物與成年灰質體積的關聯,并考察精神病性體驗狀態的調節作用。統計分析控制了年齡、性別、顱內總體積等多個潛在混淆因素。
3.1. 炎癥標志物與精神病性體驗的關聯
在磁共振成像子樣本中,分析顯示9歲時的CRP水平與后來出現精神病性體驗存在邊緣顯著的關聯,而IL-6則未顯示出顯著關聯。這一結果可能與子樣本量相對較小有關,減弱了統計檢驗的效力。
3.2. IL-6的研究結果
研究發現,在排除了可能存在急性感染的個體后,較高的兒童期IL-6水平與成年后多個腦區的灰質體積縮小相關,包括左側緣上回、右側海馬旁回和左側楔前葉。這些區域都屬于默認模式網絡(DMN)的重要組成部分。重要的是,IL-6對灰質體積的影響在所有參與者中普遍存在,并未因是否出現精神病性體驗而有所不同。
3.3. CRP的研究結果
與IL-6不同,CRP對大腦的影響表現出群體特異性。研究發現,CRP與精神病性體驗狀態之間存在顯著的交互作用,主要體現在右側額上回區域。在那些出現精神病性體驗的個體中,兒童期較高的CRP水平與成年后更大的額上回體積相關;而在對照組中,CRP水平與該腦區體積無顯著關聯。即使在排除急性感染參與者后,這一交互作用仍然存在。
綜合研究結果,可以得出幾個重要結論:兒童期的IL-6升高對大腦發育的影響可能是普遍性的,主要導致默認模式網絡關鍵區域的灰質體積縮減,這種影響不依賴于個體是否會出現精神病性體驗。相比之下,CRP的影響則具有特異性——僅在對精神病性體驗易感的個體中表現為額葉體積增大,提示這可能是一種疾病特異性的通路。
這一發現具有重要的理論意義和臨床價值。從理論角度看,它揭示了不同炎癥標志物可能通過不同機制影響大腦發育:IL-6可能通過影響廣泛的神經發育過程,而CRP可能在與精神病易感性相關的特定神經生物學背景下發揮作用。從臨床角度,這些發現提示我們,針對精神病風險的早期干預可能需要考慮個體特定的炎癥特征。例如,對于CRP水平較高的高風險個體,可能需要特別關注額葉功能的發育情況。
研究的創新之處在于其縱向設計,首次在從兒童期到成年早期的關鍵發育窗口中,探討了炎癥標志物與腦結構的關系。然而,作者也指出了幾個局限性,包括樣本量相對較小可能影響統計效力,以及無法完全排除反向因果關系(即大腦變化可能導致炎癥水平改變)的可能性。
總之,這項研究為我們理解炎癥與精神病風險之間的神經生物學機制提供了重要線索。它表明,兒童期的炎癥環境可能通過改變特定腦網絡的發育軌跡,增加個體對精神病性體驗的易感性。未來的研究可以在此基礎上,進一步探索這些腦結構變化如何轉化為臨床癥狀,以及如何通過調節炎癥反應來促進大腦健康發育。