目的本研究比较首发未用药精神分裂症患者、精神分裂症患者健康同胞、正常对照者间认知功能、脑灰质体积、白质完整性的差异,探讨精神分裂症认知、脑灰质和白质内表型。方法1.采用目前常用的沟槽钉板测验(GPT)、范畴流畅测验(CFT)、连线测验(TMT)、韦克斯勒记忆量表第3版空间广度测验(WMS-Ⅲ SST)、霍普金斯词语学习测验(HVLT-R)、简单视觉空间记忆测验(BVMT-R)、定步调听觉连续加法测验(PASAT)和威斯康星卡片分类测验-64(WCST-64)神经心理测验对首发未用药精神分裂症患者(患者组)、健康同胞(同胞组)和健康对照者(对照组)各56人进行认知功能进行检测。2.使用三维(3D)结构磁共振成像技术对51名首发未用药精神分裂症患者、45名精神分裂症患者健康同胞(其中与入组患者有血缘关系同胞25名)和59名健康对照志愿者进行原始采集数据,并采用基于体素的形态测量法(VBM)比较各组间脑灰质体积差异。3.使用磁共振弥散张量成像(DTI)技术对51名首发未用药精神分裂症患者、45名精神分裂症患者健康同胞(其中与入组患者有血缘关系同胞25名)和59名健康对照志愿者进行原始采集数据,并采用基于体素的分析方法(VBA)比较各组间脑白质的各向异性(FA)差异。结果1.认知功能比较结果(1)患者组所有神经心理测验成绩均差于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。(2)同胞组的GPT非利手测验、CFT、TMT-A、 HVLT-R即刻记忆和延迟记忆、BVMT-R(?)总分、PASAT、WCST-64,总正确数、持续反应数、持续错误数和完成分类数的测验成绩差于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。(3)患者组和同胞组的CFT、WMS-III SST逆行测验和WCST-64中的总正确数、持续反应数、持续错误数和完成分类数的测验成绩比较,差异无统计学意义(P>0.0165),其他神经心理测验成绩比较,患者组差于同胞组,差异有统计学意义(P<0.0167)。(4)CFT和WCST-64中的总正确数、持续反应数、持续错误数和完成分类数的测验成绩在患者组和同胞组与对照组比较的有效值大小为中重度范围,而在患者组和同胞组之间比较有效值的95%可信区间包含零值。2.灰质体积比较结果与对照组比较,首发精神分裂症患者组脑灰质体积明显减少的脑区主要在双侧的海马和海马旁回、颞上回颞中回,左侧的前额叶、岛叶和梭状回,右侧杏仁核(P<0.05,FEW校正),有血缘关系的同胞组存在左侧颞中回灰质体积减少(P<0.001,未校正)；精神分裂症患者比有血缘关系的同胞存在右侧海马、海马旁回、杏仁核,左侧颞中回和枕中回脑灰质体积减少(P<0.05,FEW校正)3.白质完整性比较结果与对照组比较,首发精神分裂症患者组脑白质FA值明显减少的是右侧前扣带区、丘脑、下丘脑、豆状核和尾状核相关脑区(P<0.05,FEW校正),左侧的前额叶、海马旁回区、颞上回、杏仁核、嗅束、后扣带区和胼胝体相关脑区(P<0.05,FDR校正),有血缘关系的同胞组存在左侧后扣带区和胼胝体FA值降低(P<0.001,未校正)。精神分裂症患者比有血缘关系的同胞存在双侧颞上回区、枕叶,左侧前额叶、顶叶和胼胝体相关脑区FA值降低(P<0.001,未校正)。结论1.首发未用药精神分裂症患者存在精细运动、处理速度、注意、言语记忆、空间记忆、工作记忆、和执行功能广泛性的认知功能损害,精神分裂症健康同胞认知损害介于患者组和对照组之间。语义流畅性功能和执行功能可能是精神分裂症的潜在内表型。2.首发未用药精神分裂症患者主要有前额叶、颞外侧叶、边缘叶多个脑区脑灰质体积减少,精神分裂症同胞脑灰质体积下减少程度介于患者组与对照组之间。精神分裂症可能是一个进展性的额叶-颞叶-边缘脑区神经环路障碍,颞外侧叶可能该环路中一个关键点,其灰质体积异常可能是精神分裂症潜在内表型。3.首发未用药精神分裂症患者主要有前额叶、颞外侧叶、边缘叶、丘脑、纹状体相关脑区白质完整性降低,精神分裂症同胞脑白质完整性介于患者组与对照组之间。精神分裂症可能是一个进展性的皮质-髓质-丘脑神经环路障碍,后扣带区可能该环路中一个关键点,其白质完整性异常可能是精神分裂症潜在内表型。