·“我們結合了行為數據和多模態MRI的最好的模型準確率是83%，比人的判斷稍微好一點。我們實驗中臨床醫生的正確診斷率為75%，他們是很普通的醫生。如果是超級醫學專家，目前模型要趕超他們還非常困難。人類專家的先驗知識和積累的經驗十分重要。”
上海交通大學醫學院松江研究院王杰研究員與廣州醫科大學腦科醫院林康廣教授團隊合作開發了一種利用多模態神經影像技術來輔助青少年雙相情感障礙診斷的方法，準確率達83%。相關論文于2024年7月26日發表于期刊《生物精神病學》（Biological Psychiatry）。
據《精神障礙診療規范（2020年版）》，雙相情感障礙的診斷主要依據臨床現象學，確診需要正確識別“情感不穩定”等核心癥狀，及其病程具有“發作性、波動性”等特征，近70%的雙相障礙患者曾被誤診為其他精神障礙。
2024年8月7日，論文第一作者、上海交通大學醫學院松江研究院吳金峰副研究員針對他們的研究作了線上分享。據他介紹，雙相情感障礙（Bipolar Disorders，BD，以下簡稱“雙相”）是從青少年開始高發的疾病，主要包括躁狂和抑郁的兩個相位。雙相的遺傳率非常高，約為60-80%。如果一級親屬（父母、子女以及兄弟姐妹）有雙相癥狀，其患病風險約為一般人群的10倍，即使沒有轉化成雙相，也很有可能出現閾下癥狀（Subthreshold Symptoms，指不滿足診斷標準，但仍然具有一定臨床意義的癥狀）。因此，雙相情感障礙的研究需要考慮遺傳因素。
在2024年1月發表于《自然-心理健康》（Nature Mental Health）期刊的一項隊列研究中，吳金峰所在團隊收集了500多例10-20歲青少年樣本，將其分為五組：雙相患者（BD）、健康對照組（HC）、父母不是雙相患者但有閾下癥狀的人（nOBDs）、父母是雙相患者但沒有閾下癥狀的人（OBDns）、父母是雙相患者且有閾下癥狀的人（OBDs）。通過對照健康者和雙相情感障礙患者的大腦影像，他們發現雙相情感障礙患者可能存在變異的腦區。此外，他們區分了父母有遺傳因素的雙相患者和父母沒有遺傳因素的雙相患者，發現兩組有重疊的異常腦區。隨后，研究團隊在10年后對有閾下癥狀的青少年進行電話隨訪，發現有20-30%參與研究的青少年已經轉化成雙相患者，該結果與以往研究結論相似。這驗證了腦區的變異能夠預測雙相、抑郁等精神疾病的轉化。
在此基礎上，吳金峰所在團隊嘗試將青少年雙相診斷與多模態磁共振結合，以提高高危青少年的診斷率。他介紹，團隊構建了三個GLMNET統計模型——臨床診斷模型、基于MRI（磁共振成像）的模型、綜合模型——通過納入或不納入各個變量，衡量各模型對診斷青少年雙相是否有所幫助。
具體來說，臨床診斷模型完全基于行為變量（共16個特征），模擬臨床醫生觀察到的癥狀，如父母是否有精神疾病、本人是否有躁狂、抑郁傾向、總體功能表現等，其總體預測精度為75%，即在僅通過臨床指標診斷的情況下，有25%的患者會被漏診或誤診。這一模型識別出診斷的決定性因素是PBD（父母雙相病史），隨后才是各種癥狀的評分。
基于MRI的模型則有意排除行為變量，僅從純數據挖掘的角度進行分析，側重于形態和圖形測量（共6006個特征），其總體預測精度僅為65%。這說明在診斷精神疾病時，臨床醫生的行為學判斷比MRI準確率更高。這一模型識別出的診斷因素包括一系列特征，但分辨指數并不高。
綜合模型包括所有影像學和行為學特征（共6022個特征），其總體精度約為83.3%。這一模型識別出診斷的決定性因素也是PBD。
“這個模型有力地證明了家族病史在雙相預測中的重要性，但診斷疾病的過程非常復雜，不能把復雜的事情簡單化，醫生應始終保持謹慎，利用多模態MRI模型輔助判斷，提高診斷效率與準確率。”吳金峰說。
磁共振能成為未來診斷或預防精神疾病的常規手段嗎？吳金峰表示，醫學模型的訓練過程與大語言模型的訓練過程類似，需要集合市場上幾乎所有的網頁、文本來訓練，成本極高，且需要長時間的積累。未來磁共振如果要往這方面發展，需要走很長一段路。用磁共振或醫學影像去搜集病例，不全面，費用高，計算資源特別昂貴，存在方方面面的約束。“至少在50年內，訓練一個高準確率的醫學大模型來診斷精神疾病是不太現實的。”
吳金峰在回答問題時指出，基于磁共振的疾病診斷目前還尚不成熟。從技術的角度說，多模態磁共振分辨率有限，最低為1cm3，但1cm3中可能就包含上億個神經元，幾萬億個有功能的突觸。磁共振屬于介觀（指介于宏觀和微觀之間的尺度，通常是指納米到微米的范圍）的診斷手段，它能做的僅僅是識別比較明顯的病變腦區，無法識別更細微的神經代謝過程或生物學過程。
“我們結合了行為數據和多模態MRI的最好的模型準確率是83%，比人的判斷稍微好一點。我們實驗中臨床醫生的正確診斷率為75%，他們是很普通的醫生。如果是超級醫學專家，目前模型要趕超他們還非常困難。人類專家的先驗知識和積累的經驗十分重要。”他認為，要出具權威的診斷報告，模型的準確率至少要達到95-99%。此外，目前這一模型還未進行臨床試驗，因此尚未在臨床上應用，主要用于基礎科研，也可以作為臨床科研的輔助工具。
吳金峰還表示，雖然雙相情感障礙是一類遺傳率極高的疾病，但青少年是否發病與后天成長環境也有關聯。他們的隨訪表明，幾乎所有青少年都攜帶有易感的拷貝基因，但其中只有20-30%表達了基因，轉化成精神疾病。家庭暴力、父母的忽視、學校的壓力、就業的壓力等一系列復雜社會因素，可能導致基因的強表達，最終發展成為雙相、抑郁等精神疾病。
參考資料：
1.https://www.nature.com/articles/s44220-023-00194-x
2.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006322324014859
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