·“我們結(jié)合了行為數(shù)據(jù)和多模態(tài)MRI的最好的模型準(zhǔn)確率是83%，比人的判斷稍微好一點(diǎn)。我們實(shí)驗(yàn)中臨床醫(yī)生的正確診斷率為75%，他們是很普通的醫(yī)生。如果是超級(jí)醫(yī)學(xué)專家，目前模型要趕超他們還非常困難。人類專家的先驗(yàn)知識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)十分重要?！?/u>

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院松江研究院王杰研究員與廣州醫(yī)科大學(xué)腦科醫(yī)院林康廣教授團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一種利用多模態(tài)神經(jīng)影像技術(shù)來(lái)輔助青少年雙相情感障礙診斷的方法，準(zhǔn)確率達(dá)83%。相關(guān)論文于2024年7月26日發(fā)表于期刊《生物精神病學(xué)》（Biological Psychiatry）。

據(jù)《精神障礙診療規(guī)范（2020年版）》，雙相情感障礙的診斷主要依據(jù)臨床現(xiàn)象學(xué)，確診需要正確識(shí)別“情感不穩(wěn)定”等核心癥狀，及其病程具有“發(fā)作性、波動(dòng)性”等特征，近70%的雙相障礙患者曾被誤診為其他精神障礙。

2024年8月7日，論文第一作者、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院松江研究院吳金峰副研究員針對(duì)他們的研究作了線上分享。據(jù)他介紹，雙相情感障礙（Bipolar Disorders，BD，以下簡(jiǎn)稱“雙相”）是從青少年開(kāi)始高發(fā)的疾病，主要包括躁狂和抑郁的兩個(gè)相位。雙相的遺傳率非常高，約為60-80%。如果一級(jí)親屬（父母、子女以及兄弟姐妹）有雙相癥狀，其患病風(fēng)險(xiǎn)約為一般人群的10倍，即使沒(méi)有轉(zhuǎn)化成雙相，也很有可能出現(xiàn)閾下癥狀（Subthreshold Symptoms，指不滿足診斷標(biāo)準(zhǔn)，但仍然具有一定臨床意義的癥狀）。因此，雙相情感障礙的研究需要考慮遺傳因素。

在2024年1月發(fā)表于《自然-心理健康》（Nature Mental Health）期刊的一項(xiàng)隊(duì)列研究中，吳金峰所在團(tuán)隊(duì)收集了500多例10-20歲青少年樣本，將其分為五組：雙相患者（BD）、健康對(duì)照組（HC）、父母不是雙相患者但有閾下癥狀的人（nOBDs）、父母是雙相患者但沒(méi)有閾下癥狀的人（OBDns）、父母是雙相患者且有閾下癥狀的人（OBDs）。通過(guò)對(duì)照健康者和雙相情感障礙患者的大腦影像，他們發(fā)現(xiàn)雙相情感障礙患者可能存在變異的腦區(qū)。此外，他們區(qū)分了父母有遺傳因素的雙相患者和父母沒(méi)有遺傳因素的雙相患者，發(fā)現(xiàn)兩組有重疊的異常腦區(qū)。隨后，研究團(tuán)隊(duì)在10年后對(duì)有閾下癥狀的青少年進(jìn)行電話隨訪，發(fā)現(xiàn)有20-30%參與研究的青少年已經(jīng)轉(zhuǎn)化成雙相患者，該結(jié)果與以往研究結(jié)論相似。這驗(yàn)證了腦區(qū)的變異能夠預(yù)測(cè)雙相、抑郁等精神疾病的轉(zhuǎn)化。

在此基礎(chǔ)上，吳金峰所在團(tuán)隊(duì)嘗試將青少年雙相診斷與多模態(tài)磁共振結(jié)合，以提高高危青少年的診斷率。他介紹，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了三個(gè)GLMNET統(tǒng)計(jì)模型——臨床診斷模型、基于MRI（磁共振成像）的模型、綜合模型——通過(guò)納入或不納入各個(gè)變量，衡量各模型對(duì)診斷青少年雙相是否有所幫助。

具體來(lái)說(shuō)，臨床診斷模型完全基于行為變量（共16個(gè)特征），模擬臨床醫(yī)生觀察到的癥狀，如父母是否有精神疾病、本人是否有躁狂、抑郁傾向、總體功能表現(xiàn)等，其總體預(yù)測(cè)精度為75%，即在僅通過(guò)臨床指標(biāo)診斷的情況下，有25%的患者會(huì)被漏診或誤診。這一模型識(shí)別出診斷的決定性因素是PBD（父母雙相病史），隨后才是各種癥狀的評(píng)分。

基于MRI的模型則有意排除行為變量，僅從純數(shù)據(jù)挖掘的角度進(jìn)行分析，側(cè)重于形態(tài)和圖形測(cè)量（共6006個(gè)特征），其總體預(yù)測(cè)精度僅為65%。這說(shuō)明在診斷精神疾病時(shí)，臨床醫(yī)生的行為學(xué)判斷比MRI準(zhǔn)確率更高。這一模型識(shí)別出的診斷因素包括一系列特征，但分辨指數(shù)并不高。

綜合模型包括所有影像學(xué)和行為學(xué)特征（共6022個(gè)特征），其總體精度約為83.3%。這一模型識(shí)別出診斷的決定性因素也是PBD。

“這個(gè)模型有力地證明了家族病史在雙相預(yù)測(cè)中的重要性，但診斷疾病的過(guò)程非常復(fù)雜，不能把復(fù)雜的事情簡(jiǎn)單化，醫(yī)生應(yīng)始終保持謹(jǐn)慎，利用多模態(tài)MRI模型輔助判斷，提高診斷效率與準(zhǔn)確率。”吳金峰說(shuō)。

磁共振能成為未來(lái)診斷或預(yù)防精神疾病的常規(guī)手段嗎？吳金峰表示，醫(yī)學(xué)模型的訓(xùn)練過(guò)程與大語(yǔ)言模型的訓(xùn)練過(guò)程類似，需要集合市場(chǎng)上幾乎所有的網(wǎng)頁(yè)、文本來(lái)訓(xùn)練，成本極高，且需要長(zhǎng)時(shí)間的積累。未來(lái)磁共振如果要往這方面發(fā)展，需要走很長(zhǎng)一段路。用磁共振或醫(yī)學(xué)影像去搜集病例，不全面，費(fèi)用高，計(jì)算資源特別昂貴，存在方方面面的約束。“至少在50年內(nèi)，訓(xùn)練一個(gè)高準(zhǔn)確率的醫(yī)學(xué)大模型來(lái)診斷精神疾病是不太現(xiàn)實(shí)的?！?/p>

吳金峰在回答問(wèn)題時(shí)指出，基于磁共振的疾病診斷目前還尚不成熟。從技術(shù)的角度說(shuō)，多模態(tài)磁共振分辨率有限，最低為1cm3，但1cm3中可能就包含上億個(gè)神經(jīng)元，幾萬(wàn)億個(gè)有功能的突觸。磁共振屬于介觀（指介于宏觀和微觀之間的尺度，通常是指納米到微米的范圍）的診斷手段，它能做的僅僅是識(shí)別比較明顯的病變腦區(qū)，無(wú)法識(shí)別更細(xì)微的神經(jīng)代謝過(guò)程或生物學(xué)過(guò)程。

“我們結(jié)合了行為數(shù)據(jù)和多模態(tài)MRI的最好的模型準(zhǔn)確率是83%，比人的判斷稍微好一點(diǎn)。我們實(shí)驗(yàn)中臨床醫(yī)生的正確診斷率為75%，他們是很普通的醫(yī)生。如果是超級(jí)醫(yī)學(xué)專家，目前模型要趕超他們還非常困難。人類專家的先驗(yàn)知識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)十分重要?！彼J(rèn)為，要出具權(quán)威的診斷報(bào)告，模型的準(zhǔn)確率至少要達(dá)到95-99%。此外，目前這一模型還未進(jìn)行臨床試驗(yàn)，因此尚未在臨床上應(yīng)用，主要用于基礎(chǔ)科研，也可以作為臨床科研的輔助工具。

吳金峰還表示，雖然雙相情感障礙是一類遺傳率極高的疾病，但青少年是否發(fā)病與后天成長(zhǎng)環(huán)境也有關(guān)聯(lián)。他們的隨訪表明，幾乎所有青少年都攜帶有易感的拷貝基因，但其中只有20-30%表達(dá)了基因，轉(zhuǎn)化成精神疾病。家庭暴力、父母的忽視、學(xué)校的壓力、就業(yè)的壓力等一系列復(fù)雜社會(huì)因素，可能導(dǎo)致基因的強(qiáng)表達(dá)，最終發(fā)展成為雙相、抑郁等精神疾病。

參考資料：

1.https://www.nature.com/articles/s44220-023-00194-x

2.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006322324014859