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背景和目的吸烟是当今世界面临的一个严重的公共卫生问题,据统计全球吸烟人群约有10亿人,我国的吸烟人群超过3亿,约占世界吸烟总人数的1/3,且约有7.4亿非吸烟者遭受二手烟的危害,尽管多数吸烟者都曾试图戒烟,但仅有3%-5%的吸烟者凭个人意志戒烟成功,多数会在一周内复吸,戒烟困难主要是由于烟草燃烧的过程中会产生极具成瘾性的物质:尼古丁,可使吸烟者产生依赖性。吸烟成瘾者需在一定时间内吸一支烟来使大脑中的尼古丁水平维持在一定程度,因此研究吸烟成瘾的机制对指导戒烟具有重要意义。近年来,大量的神经影像技术研究发现长期的尼古丁刺激可对吸烟者脑结构产生影响,但文献报道中关于具体的影响脑区及影响效应各不相同,且既往关于尼古丁依赖者脑网络的研究多为功能网络及解剖网络,对结构网络的关注较少,以往的影像学研究表明,吸烟对大脑的影响不是简单的区域性改变,而是通过大脑皮层连接模式的重组,基于体素形态学测量(voxel-based morphometry,VBM)的结构协变网络(structural covariance networks,SCNs)分析方法是研究不同脑区皮层之间灰质体积协同改变的新方法。本研究采集118名长期吸烟者与57名不吸烟对照组的3D-T1结构像,通过比较来探讨尼古丁依赖引起的灰质结构差异及种子点相关的结构协变网络的改变。材料与方法本研究采用德国西门子Skyro 3.0T磁共振扫描仪,对118名长期吸烟者和57例不吸烟的健康对照进行扫描。扫描时用海绵耳塞将志愿者头部充分固定,嘱志愿者保持闭眼、清醒状态、平躺放松、呼吸平静、避免进行过多思考。对志愿者行常规MRI序列(初步排除颅内病变)及3D-T1结构像(3D-mprage)序列扫描,对所有志愿者的脑结构像数据使用Matlab软件平台上的SPM8进行分割,并对分割后得到的吸烟组与对照组灰质结构进行两样本t检验;然后将吸烟者按照尼古丁依赖程度分为轻度尼古丁依赖组(FTND<6)和重度尼古丁依赖组(FTND≥6)两个亚组;按照吸烟指数(吸烟年限×每天吸烟支数/20)分为轻度吸烟组(包年数<20)和重度吸烟组(包年数≥20)两个亚组。分别与对照组进行三组单因素方差分析(ANOVA)分析,存在显著性差异性再分别与对照组进行多重比较,找出各亚组间的差异脑区,然后以吸烟组与对照组的差异脑区作为种子点进行结构协变网络分析。结果1.将所有吸烟组与对照组进行比较可见吸烟组右侧丘脑、右侧中央前回、左侧顶下叶灰质体积减少(P<0.001,cluster size>50voxels),未发现吸烟组存在灰质体积增加的脑区。2.轻度尼古丁依赖组、重度尼古丁依赖组与对照组三组方差分析可见三组间差异脑区位于右侧丘脑及左侧颞上回。与对照组相比,轻度尼古丁依赖组右侧丘脑的灰质体积减少(P<0.001,cluster size>50voxels),未发现灰质体积增加的脑区;与对照组相比,重度尼古丁依赖组左侧颞上回的灰质体积减少(P<0.001,cluster size>50voxels),未发现灰质体积增加的脑区;与轻度尼古丁依赖组相比,重度尼古丁依赖组左侧颞上回的灰质体积减少(P<0.001,cluster size>50voxels),未发现灰质体积增加的脑区。3.轻度吸烟组、重度吸烟组与对照组三组方差分析得出差异脑区位于右侧丘脑,两两组间比较发现轻度吸烟组较对照组及重度吸烟组较对照组均可见右侧丘脑灰质体积减少(P<0.001,cluster size>50voxels),而轻度吸烟组与重度吸烟组比较未发现灰质体积差异脑区。4.结构协变网络分析发现:以右侧丘脑为种子点,吸烟组相较于对照组表现出右侧丘脑与左侧颞中回、左侧颞下回、左侧顶下叶、右侧顶上叶灰质体积协同性增加,而与右侧额下回(三角部)、左侧丘脑、双侧枕中回、双侧额中回、右侧中央前回皮层厚度的协同性降低;以左侧顶下叶为种子点,吸烟组相较于对照组表现出左侧顶下叶与左侧颞极中部、双侧颞下回、左侧中央后回及右侧额中回灰质体积的协同性增加,而与左内侧额上回、右侧顶上叶、双侧颞下回、左侧扣带回(中部)及左侧小脑灰质体积协同性降低。结论1.吸烟会对大脑灰质结构产生影响,且吸烟对不同尼古丁依赖程度及不同吸烟量的吸烟者灰质结构影响并不完全一致,吸烟者尼古丁依赖程度与吸烟量之间并无必然联系。2.长期吸烟者右侧丘脑及左侧顶下叶相关的SCN明显不同于对照组,提示在香烟的长期刺激下发生了右侧丘脑及左侧顶下叶SCN重塑,可为吸烟成瘾机制的研究及戒烟的临床指导在影像方面提供更多有价值的信息。