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背景作为世界上最大的致残原因,重度抑郁症（major depressive disorder,MDD）对患者个人生活的几乎所有方面都有破坏性影响,同时也是造成疾病总体负担的主要因素。其主要临床特征是持续的情绪低落、焦虑不安、认知偏差（例如,消极的想法、无价值感和内疚感）、疲劳、食欲和体重变化、睡眠障碍、精神运动障碍和焦虑、自杀想法和企图以及认知功能障碍。然而,抑郁症的发病机制相当复杂,其病理生理机制仍不清楚。维生素D参与各种神经过程,并被认为在抑郁症的发病机制及治疗中起着重要作用。然而,维生素D与抑郁症之间关系的神经机制是相当复杂的,目前的研究仅局限于流行病学和行为学层面,尚无利用多模态磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）技术来针对其神经病理学机制的探讨。此外,大量证据支持炎症是导致抑郁症的一种病理生理机制。这被认为是通过炎性细胞因子对神经可塑性、神经发生和神经递质功能的下游影响而发生的,尽管这些影响的确切神经和遗传机制尚不清楚。有趣的是,维生素D的一个重要作用是通过减少炎症细胞因子的表达来减少炎症。目的本研究收集了MDD患者和健康对照的多模态MRI数据以及临床资料（包括临床症状、认知功能和血液学指标等）,通过多种分析方法,旨在探索维生素D和外周炎症与抑郁症之间联系的神经病理学机制。（1）探索维生素D水平、抑郁症患者大脑结构及功能异常和临床表征之间的关系。（2）探索MDD患者中维生素D和炎症的关系,然后探索外周炎症与抑郁症联系的神经机制和遗传基础。材料与方法（1）第一部分:122名MDD患者和119名健康对照纳入本研究,采集其多模态MRI数据。分别计算了其灰质体积（gray matter volume,GMV）、分数低频振幅（fractional amplitude of low-frequency fluctuations,f ALFF）和大尺度功能网络连接以及各向异性分数（fractional anisotropy,FA）、轴向扩散率（axial diffusivity,D）、径向扩散率（radial diffusivity,RD）和平均扩散率（mean diffusivity,MD）来评估大脑的结构和功能。此外,还测量了他们的血清维生素D浓度（serum concentration of vitamin D,SCVD）和认知功能（即前瞻记忆和持续注意）。（2）第二部分:采集了120名MDD患者和118名健康对照的多模态MRI数据。分别计算其GMV、f ALFF和大尺度功能网络连接、FA、AD、RD和MD,以评估大脑的结构和功能。并测定其SCVD、血清C反应蛋白（C-reactive protein,CRP）水平和临床表征。利用Allen人脑图谱、神经递质图谱和Neurosynth数据库来揭示MDD患者CRP相关大脑改变的潜在遗传基础和神经机制。结果（1）第一部分:我们发现组别×性别对SCVD有显著的交互作用,即女性抑郁症患者的SCVD较健康对照组明显减低,而男性则没有。此外,女性抑郁症患者存在认知功能障碍以及多个脑区的f ALFF改变和大尺度功能网络连接异常。进一步的分析表明,女性中SCVD与认知功能、抑郁症相关的f ALFF改变和大尺度功能网络连接异常显著相关。抑郁症相关的功能网络连接异常与女性患者的抑郁和焦虑症状密切相关。值得注意的是,抑郁症和SCVD相关的f ALFF和功能网络连接改变介导了女性SCVD和认知功能之间的关系。然而,在男性中,SCVD与认知功能之间、SCVD与f ALFF和功能网络连接之间以及f ALFF和功能网络连接与认知功能之间没有发现显著的相关性。（2）第二部分:SCVD和CRP之间的未见显著相关性,但抑郁症患者的CRP与右侧中央前回的f ALFF值呈正相关,与双侧前扣带皮层和中扣带皮层的f ALFF值以及广泛大脑白质区域的AD值呈负相关。在HC组,CRP水平和神经影像特征之间没有相关关系。此外,CRP相关的f ALFF变化与各种生物学功能相关的基因模块的表达谱具有空间相关性,尤其是与炎症相关的信号通路。并且CRP相关的脑功能变化与血清素能、伽马氨基丁酸能和谷氨酸能递质系统图谱以及包括认知功能、睡眠、情绪和应激在内的多种行为域激活图存在空间相关性。更重要的是,在抑郁症患者中,CPR相关的前扣带皮层的f ALFF值和左侧上放射冠的AD值与睡眠和/或认知相关,且进一步的分析表明,这些CRP相关的脑区值介导了CRP与睡眠和（或）认知之间的关系。结论（1）本研究揭示了女性抑郁症患者中低维生素D水平、脑功能异常和临床表现之间存在联系。该发现有助于阐明维生素D水平减低以性别依赖的方式导致抑郁症认知功能障碍的神经机制。提示对患有抑郁症和认知功能障碍的女性患者进行补充维生素D治疗更具有临床意义,这有助于抗抑郁治疗的精准化。（2）研究发现不仅为CRP与抑郁症患者广泛的脑功能和白质微结构异常之间的关联性提供了直接证据,也从基因和神经递质的角度支持了抑郁症的炎症假说。此外,目前的研究还揭示了炎症与抑郁症及其核心症状之间关联的潜在神经机制。因此,我们的发现有助于确定炎症和抑郁症之间的神经和遗传关联,这些关联可能与复杂的多通路和多基因机制有关。综上所述,我们结合多模态MRI技术及多种分析手段,深入研究了血清维生素D水平和CRP与抑郁症及其核心症状关联的潜在神经基础。我们虽然未能在抑郁症患者中发现维生素D和CRP直接的关联,但目前的发现初步确定了维生素D和炎症与抑郁症神经病理学机制关联的理论依据,这对抑郁症的预防和临床治疗具有重要的意义。