论文题目：

The pro-inflammatory factors contribute to the EEG microstate abnormalities in patients with major depressive disorder

中文翻译：促炎因子导致重度抑郁症患者脑电图微状态异常

作者：Ya-NanZhaoa1、Jia-KaiHea1、YuWanga、Shao-YuanLia、Bao-HuiJiab、ShuaiZhanga、Chun-LeiGuoc、Jin-LingZhanga、Guo-LeiZhangc、BinHud、Ji-LiangFangc、Pei-jingRonga

a.中国中医科学院针灸研究所生理学系，北京，中国

b.中国中医科学院广安门医院针灸科，北京，中国

c.中国中医科学院广安门医院放射科，北京，中国

d.北京理工大学医学技术学院，北京，中国

期刊：Brain, Behavior, and Immunity - Health
发表时间：2022年10月
发表网址：https://doi.org/10.3390/s22186929


摘要：

促炎因子可能与功能性脑网络异常有关，它可能是重度抑郁症 (MDD) 发病机制中的一种机制。脑电图 (EEG) 微状态能反映大脑网络的功能。但对于 MDD 患者的促炎因子与微状态异常之间的关系尚不清楚。本研究招募了 24 名 MDD 患者和 24 名年龄和性别匹配的健康对照组 (HC)，评估了蒙哥马利-阿斯伯格抑郁量表（MADRS），并收集血清（白细胞介素- 2 (IL- 2)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 和 hs-C 反应蛋白 (CRP) 和脑电图（EEG）数据。进行了 K 均值聚类分析以表征不同的EEG微状态。表征了四种微状态（例如 A、B、C、D），MDD组微状态B和微状态D的持续时间、发生率和覆盖率低于HC组，微状态A和微状态C的持续时间和IL-2、TNF-α、hs-CRP水平高于HC组。微状态 D 的持续时间、发生率和覆盖率与促炎因子（IL-2、TNF-α 和 hs-CRP）水平呈负相关（P  < 0.05)。血清促炎诱导了微状态 D 的异常。这些发现共同增加了对 MDD 病理生理学的理解，并指出了促炎因子导致了 MDD 患者的脑电图微状态异常。
背景：

多条证据表明炎症活动的长期增加与重度抑郁症 (MDD) 发病机制有关，但很少有关于 MDD 患者功能性脑网络炎症相关变化的研究。已有研究表明，促炎因子与功能网络中连接性的改变有关，这对于调节年轻人群的情绪和认知方面很重要。
EEG 研究为了解这些所谓的异常提供了窗口（Lehmann 等人，1987 年）。这些脑电图微状态的时间特征携带有关心理过程的重要信息，这些信息也是由不同的神经活动模式产生的。近年来，脑电图微状态的分析是一个新兴领域，微状态分析使我们能够将多通道 EEG 数据减少到与神经活动的不同分布相关的类别。总之，微状态分析提供了一个强大的工具来探测 MDD 患者大脑网络的功能。
据我们所知，之前没有研究评估促炎因子与 MDD 患者脑电图微状态异常的关联研究。为了填补临床指导中的这一空白，我们检查了促炎因子（IL-2、TNF-α 和 hs-CRP）与微状态参数（持续时间、发生率和覆盖率）之间的关系，以确定促炎因子之间的可能关系。
实验被试：
2020 年 1 月至 2021 年 12 月在中国中医科学院广安门医院医学科招募24 名 MDD 患者和 24 名 HC 被试收集临床特征。
促炎因子评估
促炎因子筛查由中国中医科学院广安门医院临床检验室进行
脑电图记录和预处理
所有被试以舒适的直立姿势坐在电屏蔽室中。他们在保持清醒的同时放松并闭上眼睛 5 分钟。用 32 通道系统（EGI System 400；Electrical Geodesic Inc.）记录闭眼静息脑电图数据，采样率为 1kHz，Cz 作为采集参考。
使用 MATLAB 脚本和 EEGLAB 进行 EEG 数据分析。
微状态分析
使用 Cartool 软件进行微状态分析。对于每个被试，我们计算了所有电极的全局平均场功率 (GFP)。对于微状态分割，我们仅通过包含 GFP 具有局部最大值的点来对数据进行下采样。然后对数据进行空间过滤以提高信噪比。第一步包括在个人级别执行的 k 均值聚类。为了选择最佳聚类数，我们使用不同数量的 k 1 到 12 个初始聚类进行聚类。在第二步中，在组级别执行第二次 k 均值聚类，对上一步中获得的连接的单个拓扑进行聚类。对于第二个聚类，设置了 k 5 到 15 个聚类的初始数量和 200 个 k-means 初始化，所有这些都遵循 Cartool 针对静息状态数据的默认设置。最后，对图形进行目视检查，并与文献中报道的图形进行比较。对于这两个组，前 4 个拓扑结构与之前报告的 4 个“规范”微状态 A 到 D 非常相似，并相应地进行了标记（A、B、C 和 D 微状态分别显示在图 1中）。
  结果：

MDD和HC组促炎因子水平与微状态参数的关系
基于两组 MDD 和 HC 的脑电图微状态分析结果，关注微状态 D 与促炎因子之间的相关性。对于时间测量的 P 值，在 MATLAB 中跨相关分析（3 个炎症标记 x 3 个状态测量 [持续时间、发生率、覆盖率] x 2 组 [MDD、HC]）执行基于重采样的 FDR 校正，从而校正每次重新运行 18 次统计测试。评估了微状态 D 参数（持续时间、发生率和覆盖率）与血清促炎因子（IL-2、TNF-α 和 hs-CRP）水平之间的相关性分析。MDD组中微状态D的持续时间、发生率和覆盖率均与炎症因子（IL-2、TNF-α和hs-CRP）水平呈显着负相关。然而，MDD组和HC组其他微状态与促炎因子水平无显着相关性。

                  图 2.MDD和HC组促炎因子（IL-2、TNF-α和hs-CRP）水平与微状态D的关系

结论
目前的研究表明促炎因子可能对导致 MDD 的功能性大脑网络具有潜在影响，尽管需要未来的研究来复制这些发现。

参考文献：

Ya-Nan Zhao, Jia-Kai He, Yu Wang, Shao-Yuan Li, Bao-Hui Jia, Shuai Zhang, Chun-Lei Guo, Jin-Ling Zhang, Guo-Lei Zhang, Bin Hu, Ji-Liang Fang, Pei-jing Rong, The pro-inflammatory factors contribute to the EEG microstate abnormalities in patients with major depressive disorder, Brain, Behavior, & Immunity - Health, 2022, 100523, ISSN 2666-3546, https://doi.org/10.1016/j.bbih.2022.100523.

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