초발 주요우울장애 여성 환자의 피질하 구조물 부피 및 형태 연구

Abstract

Introduction: Major depressive disorder (MDD) is a debilitating psychiatric disorder that is characterized by prolonged depressed mood as well as loss of interest and/or pleasure. MDD, as one of the most common psychiatric disorders, is known for high chronicity and recurrence rates, necessitating early prevention and intervention strategies. Thus, it is essential to understand the neurobiological mechanisms of depression during the early stage of disease. Yet, the brain correlates underlying the pathophysiology of first-episode major depressive disorder remain largely unknown. Previous studies have reported structural changes in the subcortical structures such as the thalamus, hippocampus, amygdala, and nucleus accumbens as the brain correlates of major depression. Yet, further neuroimaging studies are needed to investigate the neurobiological mechanisms regarding the first-episode major depressive disorder. The aim of the current study is, thus, to identify the subcortical structural changes during the early stage of disease by identifying the volume and shape differences between female patients with first-episode major depressive disorder and healthy controls. Methods: The study participants included 34 female patients with first-episode major depressive disorder (mean age 45.5) and 36 healthy controls (mean age 46.3). Demographic and clinical characteristics of the study participants were evaluated using the semi-structured interview and self-report. Structural brain magnetic resonance image was obtained using 1.5 tesla MR scanner. Subcortical structures were segmented into the thalamus, caudate nucleus, putamen, globus pallidus, nucleus accumbens, hippocampus, and amygdala by using FMRIB’s Integrated Registration and Segmentation Tool. Volumetric and shape differences of each subcortical structure were compared between the MDD patients and healthy controls. Associations between shape deformation of each subcortical structure and depression severity were also explored. Results: There were no significant volumetric differences between the two groups. MDD patients showed significant local surface displacements in the left thalamus (family-wise error corrected, p = 0.04), left hippocampus (family-wise error corrected, p = 0.04), right amygdala (family-wise error corrected, p = 0.04), and right nucleus accumbens (familywise error corrected, p = 0.048) as compared with healthy controls. Surface displacements of the left hippocampus and right amygdala showed negative associations with the depression severity as measured with the Hamilton Depression Rating Scale (left hippocampus, β = -0.310, p = 0.03; right amygdala, β = -0.305, p = 0.03) and Beck Depression Inventory (left hippocampus, β = -0.499, p = 0.005; right amygdala, β = -0.562, p = 0.001). Conclusion: The local surface inward displacements of the thalamus, hippocampus, amygdala, and nucleus accumbens were found in the MDD patients than in healthy controls. The current findings may suggest the left thalamus, left hippocampus, right amygdala, and right nucleus accumbens as the subcortical structures that show structural changes during early stages of first-episode major depressive disorder. The current study also reported that the degree of local surface displacement in the left hippocampus and right amygdala showed associations with the depression severity. The current findings of the subcortical structural changes may provide insights into the neurobiological mechanisms of first-episode major depressive disorder.;서론: 주요우울장애는 우울감과 의욕 저하의 지속을 주요 증상으로 하는 정신질환으로, 발병률이 높으면서 만성적이고 재발률이 높을 뿐만 아니라 발병 환자의 자살 위험도 높아 질환의 예방과 조기 개입이 필요하다. 그러나 예방과 치료법을 개발하는데 필수적인 발병 원인 및 발병 기전이 아직 명확히 밝혀지지 않아 병태 생리에 대한 지속적인 연구가 필요한 실정이다. 주요우울장애의 신경해부학적 요인을 탐색한 선행 연구에서도 시상(thalamus), 해마(hippocampus), 편도체(amygdala), 기댐핵(nucleus accumbens) 등 피질하 구조물의 구조적 변이를 발병 원인으로 지목하였지만, 발병에 관여하는 변인이 다양한 질환인 만큼 연구 조건에 따라 결과가 일관되지 않아 추가 연구가 필요한 상황이다. 주요우울장애 발병 원인 규명을 위해서는 기저선이 될 수 있는 질환 초기의 신경해부학적 특징 확인이 필요하며, 이를 위해 초발 주요우울장애 환자와 정상인의 뇌 구조 차이를 중점적으로 확인하는 연구가 필요하다. 본 연구는 초발 주요우울장애 여성 환자군과 정상 대조군의 피질하 구조물 별 부피와 형태 차이를 확인함으로써 질환 초기 피질하 구조물에서 발생하는 구조적 특징을 확인하고자 한다. 연구 대상 및 방법: 본 연구는 초발 주요우울장애 여성 환자 34 명(평균 연령 45.5 세)과 정상 대조군 여성 36 명(평균 연령 46.3 세)을 대상으로 사회 인구학적 정보를 조사하고, 해밀턴 우울 평가 척도와 벡 우울 척도를 사용하여 각 연구 대상자의 우울 증상을 평가하였다. 주요우울장애 초기 피질하 구조물의 구조적 특징 확인을 위해 1.5 테슬라 자기공명영상 장치로 구조적 뇌 자기공명영상을 촬영하여 T1-강조 영상을 획득하였다. FMRIB’s Software Library 의 FMRIB’s Integrated Registration and Segmentation Tool 을 사용하여 획득한 T1-강조 영상에서 시상, 꼬리핵(caudate nucleus), 조가비핵(putamen), 창백핵(globus pallidus), 기댐핵, 해마, 편도체를 좌우 별도로 분할하였고, 각 구조물의 부피와 형태 분석 결과의 군 간 비교를 진행하였다. 피질하 구조물의 형태와 질환의 진행 간 상관을 확인하기 위해, 초발 주요우울장애 환자군 내 피질하 구조물의 국소 부위 표면 형태와 우울 증상 심각도 사이의 관계도 탐색하였다. 연구 결과: 군 간 부피 비교 결과, 초발 주요우울장애 환자군과 정상 대조군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 피질하 구조물의 국소 부위 표면 변형 확인 시, 초발 주요우울장애 환자군의 왼쪽 시상(family-wise error corrected, p = 0.04), 왼쪽 해마(family-wise error corrected, p = 0.04), 오른쪽 편도체(family-wise error corrected, p = 0.04), 오른쪽 기댐핵(family-wise error corrected, p = 0.048)의 국소 부위 표면이 정상 대조군에 비하여 위축된 것을 확인하였다. 또한, 왼쪽 해마와 오른쪽 편도체의 국소 부위 표면 변형 정도는 해밀턴 우울 평가 척도 총점(왼쪽 해마, β = -0.310, p = 0.03; 오른쪽 편도체, β = -0.305, p = 0.03)및 벡 우울 척도 총점(왼쪽 해마, β = -0.499, p = 0.005; 오른쪽 편도체, β = -0.562, p =0.001)과 유의한 음의 상관 관계를 보였다. 결론: 본 연구 결과로 초발 주요우울장애 환자군과 정상 대조군의 피질하 구조물 부피는 유의한 차이를 보이지 않았으나, 환자군의 왼쪽 시상, 왼쪽 해마, 오른쪽 편도체, 오른쪽 기댐핵 내 국소 부위가 정상 대조군에 비해 위축되어 있음을 확인하였다. 이는 왼쪽 시상, 왼쪽 해마, 오른쪽 편도체, 오른쪽 기댐핵이 주요우울장애 초기에 미세한 군 간 형태 차이를 나타내는 부위일 수 있음을 시사한다. 왼쪽 해마와 오른쪽 편도체의 국소 부위 표면 위축 정도가 주요우울장애 증상 심각도와 비례 관계에 있다는 본 연구의 결과는, 피질하 구조물의 형태가 질환의 진행에 관여할 수 있음을 제시하였다.