Biological Psychiatry · 2025 神经影像 × 表观遗传 跨队列验证

抑郁、双相、精神分裂背后,可能有两种"炎症底色"的大脑

血液DNA甲基化 + 静息态脑连接,识别并验证"免疫-炎症型"神经影像标记 — Tang et al., 2025

Biol. Psychiatry, 2025

329+169
沈阳队列(患者+对照)
554
南京青少年验证队列
443
稳定脑连接"炎症指纹"
0.78
分类器 ROC-AUC

打个比方

把精神障碍患者想象成一群发烧的人:有些人的发烧背后确实有"慢性感染"在作祟,另一些人的温度虽然也偏高,但原因不同。这项研究相当于先用"血液化验"把人群分成两类,再用"大脑连通图"画出只属于"感染型"的线路图,然后在一群新的青少年身上看这张线路图是否还管用。

为什么要做这个研究

同样被诊断为抑郁、双相或精神分裂的人,对治疗反应差异很大。免疫-炎症失衡是反复被提到的候选机制——但只有一部分患者可能受其驱动。如果能可靠地识别出这部分人,就能减少"试错式治疗",并为验证抗炎辅助策略提供更精准的入组工具。

怎么做的:两阶段 × 两队列

1

血液甲基化分型

沈阳队列 329 名患者的启动子区 DNA 甲基化(850K 芯片),用 NMF + K-means 聚类分成两类生物型

2

炎症评分 EIS

6 个与 CRP 相关 CpG 位点加权得到表观遗传炎症评分,作为慢性低度炎症代理指标

3

脑连接预测模型 CPM

从静息态 fMRI 的 360 脑区两两连接中,筛出能预测 EIS 的 443 条稳定连接作为"炎症指纹"

4

独立队列验证

南京 554 名青少年用该指纹分层,比较免疫-炎症型 vs 非免疫-炎症型的外周指标与症状轨迹

研究设计流程图
图 1 · 研究整体设计:从甲基化分型到脑连接炎症指纹再到独立队列验证

两类生物型:免疫-炎症 vs 非免疫-炎症

Biotype-1 · 52.6%

  • 2,189 个差异甲基化位点
  • 适应性免疫被抑制
  • 先天免疫增强
  • EIS 更低(提示更高慢性炎症)
  • 中性粒细胞比例更高

Biotype-2 · 47.4%

  • 仅 2 个差异甲基化位点
  • 甲基化模式接近健康对照
  • 炎症特征不突出
  • EIS 无显著偏离
  • 外周免疫指标接近正常
两类生物型的甲基化与脑连接特征
图 2 · Biotype-1 vs Biotype-2 的甲基化差异、通路富集与脑连接炎症指纹

三大发现

发现 1 · 甲基化可将患者分成两类

Biotype-1 出现大量启动子区差异甲基化,富集于适应性免疫(高甲基化→抑制)和先天免疫(低甲基化→增强),呈现"慢性炎症不平衡"。Biotype-2 几乎没有差异。

发现 2 · 443 条"炎症指纹"连接

CPM 筛出 210 条正子网络(初级皮层内连接为主)和 233 条负子网络(视觉皮层与 DMN/FPN 之间),合计 443 条稳定连接,主要涉及 VIS、DMN 与 FPN。

发现 3 · 独立队列验证成功

南京队列 554 名青少年被分为免疫-炎症型 308 人 vs 非免疫-炎症型 246 人。前者 NEUT%↑、LYM%↓、NLR↑、SII↑,且住院期 HAMD/HAMA/YMRS/BPRS 下降更缓慢。

分类器性能

ROC-AUC
0.78
准确率
71.1%
F1
70.9%
Precision
75.7%
Recall
62.2%
南京队列验证结果
图 3 · 南京队列分层后免疫-炎症型与非免疫-炎症型的外周指标与症状轨迹差异

一句话带走

用脑连接"炎症指纹"分层精神障碍患者——不是所有患者都有炎症底色,分层是精准干预的前提。

局限性与下一步

随访时间短

观察主要限于住院期间(入院→第2周→出院),无法评估长期结局与分型稳定性。

治疗推断待验证

抗炎辅助治疗是否能带来额外获益仍属推测,需要前瞻性随机对照试验检验。

人群适用性

南京队列为 12-18 岁青少年且仅含 MDD/BD,向成人或精神分裂症外推仍需更多证据。

常见问题

这是不是说明抑郁/双相/精神分裂"本质都是炎症病"?
不是。论文强调免疫-炎症异常只驱动"部分比例"的患者,并据此分成两类生物型。
做一次 fMRI 就能知道我属于哪一型吗?
论文展示的是研究级分层工具,未提供临床标准化流程与个体级重复测量稳定性数据。
研究里的"炎症"是直接测到脑里发炎了吗?
不是。论文用外周血 DNA 甲基化计算 EIS 作为慢性低度炎症代理指标,再寻找与 EIS 相关的脑连接特征。
为什么 EIS"更低"反而提示"更高慢性炎症"?
论文直接解释 Biotype-1 的 EIS 显著更低 "hinting at a higher level of low-grade chronic inflammation",正文未进一步展开该方向性的机制细节。
免疫-炎症型症状改善更慢,需要立刻加抗炎药吗?
不能这样推断。论文明确写到抗炎辅助治疗的潜在获益仍属推测,必须通过前瞻性随机对照试验检验。

术语速查

DNA 甲基化
基因"说明书上的便签",启动子区高甲基化可能下调基因表达。
EIS (表观遗传炎症评分)
由 6 个与 CRP 相关 CpG 位点加权得到的慢性低度炎症代理指标。
CPM (连接组预测模型)
从海量脑连接中挑出最能预测目标指标的连线组合。
NLR / SII
中性粒细胞与淋巴细胞比值 / 全身免疫-炎症指数,均为外周炎症代理指标。
DMN / FPN / VIS
默认模式网络 / 额顶网络 / 视觉网络,静息态脑连接的三大主要网络。
生物型 (Biotype)
基于生物学指标(而非症状)划分的患者亚群。