Estudo de alterações estruturais cerebrais em pacientes com esquizofrenia crônica e de primeiro episódio através de imagens por ressonância magnética com morfometria baseada no voxel

• Main Author: Torres, Ulysses dos Santos
• Other Authors: Busatto Filho, Geraldo
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2016
• Subjects: Cross-sectional studies; Esquizofrenia; Estudos transversais; Imagem por ressonância magnética; Magnetic resonance imaging, Neuroimaging; Mental disorders; Neuroimagem; Schizophrenia; Transtornos mentais
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5151/tde-30062016-160432/

Introdução: Embora alterações estruturais cerebrais na esquizofrenia venham sendo repetidamente demonstradas em estudos de ressonância magnética (RM), ainda permanece incerto se tais alterações são estáticas ou progressivas. Enquanto estudos longitudinais são tradicionalmente utilizados na avaliação da questão da progressão, estudos transversais de neuroimagem comparando diretamente pacientes com esquizofrenia crônica e de primeiro episódio a controles saudáveis têm sido bastante raros até o presente. Com o recente interesse em meganálises combinando dados multicêntricos de RM visando-se a maior poder estatístico, o presente estudo multicêntrico de morfometria baseada no voxel (VBM) foi realizado para avaliar os padrões de alterações estruturais cerebrais segundo os diferentes estágios da doença, bem como para avaliar quais (se alguma) dessas alterações se correlacionariam especificamente a moderadores clínicos potenciais, tais como exposição cumulativa a antipsicóticos, tempo de doença e gravidade da doença. Métodos: Selecionou-se uma ampla amostra de pacientes com esquizofrenia (161, sendo 99 crônicos e 62 de primeiro episódio) e controles (151) a partir de quatro estudos prévios de RM (1,5T) realizados na mesma região do Brasil. O processamento e análise das imagens foi realizado usando-se o software Statistical Parametric Mapping (SPM8) com emprego do algoritmo DARTEL (diffeomorphic anatomical registration through exponentiated Lie algebra). Os efeitos de grupo sobre os volumes regionais de substância cinzenta (SC) foram analisados através de comparações voxel-a-voxel por análises de covariância em modelos lineares gerais, inserindo-se, em todas as análises, o volume total de SC, protocolo do scanner, idade e sexo como variáveis de confusão. Por fim, foram realizadas análises de correlação entre os aludidos moderadores clínicos potenciais e os volumes cerebrais globais e regionais. Resultados: Os pacientes com esquizofrenia de primeiro episódio apresentaram reduções volumétricas sutis em comparação aos controles, em um circuito neural circunscrito e identificável apenas em análises SVC (small volume correction) [p < 0.05, com correção family-wise error (FWE)], incluindo a ínsula, estruturas têmporo-límbicas e corpo estriado. Os pacientes crônicos, por outro lado, apresentaram um padrão de alterações extensas comparativamente aos controles, envolvendo os córtices frontais orbitais, superiores e inferiores bilateralmente, córtex frontal médio direito, ambos os córtices cingulados anteriores, ambas as ínsulas, e os córtices temporais superior e médio direitos (p < 0.05, análises whole-brain com correção FWE). Foram encontradas correlações negativas significantes entre exposição cumulativa a antipsicóticos e volumes globais de SC e substância branca nos pacientes com esquizofrenia, embora as correlações com reduções regionais não tenham sido significantes. Detectaram-se, ainda, correlações negativas significantes entre tempo de doença e volumes regionais relativos da ínsula esquerda, córtex cingulado anterior direito e córtices pré-frontais dorsolaterais nas análises SVC para os grupos conjuntos (esquizofrenia crônica e de primeiro episódio). Conclusão: Os achados supracitados indicam que: a) as alterações estruturais associadas com o diagnóstico de esquizofrenia são mais disseminadas na forma crônica em comparação à de primeiro episódio; b) reduções volumétricas regionais em áreas específicas do cérebro podem variar em função do tempo de doença; c) a exposição cumulativa a antipsicóticos associou-se a alterações volumétricas globais, e não regionais === Introduction: Although structural brain changes in schizophrenia have been repeatedly demonstrated in magnetic resonance imaging (MRI) studies, it remains unclear whether these are static or progressive in nature. While longitudinal MRI studies have been traditionally used to assess the issue of progression, cross-sectional neuroimaging studies directly comparing first-episode and chronic schizophrenia patients to healthy controls have been very scarce to date. With the recent interest in multisite mega-analyses combining structural MRI data from multiple centers aiming at increased statistical power, the present multisite voxel-based morphometry (VBM) study was carried out to examine patterns of brain structural changes according to the different stages of illness and to ascertain which (if any) of such structural abnormalities would be specifically correlated to potential clinical moderators, including cumulative exposure to antipsychotics, illness duration and overall illness severity. Methods: We gathered a large sample of schizophrenia patients (161, being 99 chronic and 62 first-episode) and controls (151) from four previous morphometric MRI studies (1.5 T) carried out in the same geographical region of Brazil. Image processing and analyses were conducted using Statistical Parametric Mapping (SPM8) software with the diffeomorphic anatomical registration through exponentiated Lie algebra (DARTEL) algorithm. Group effects on regional gray matter (GM) volumes were investigated through whole-brain voxel-wise comparisons using General Linear Model Analysis of Co-variance (ANCOVA), always including total GM volume, scan protocol, age and gender as nuisance variables. Finally, correlation analyses were performed between the aforementioned clinical moderators and regional and global brain volumes. Results: First-episode schizophrenia subjects displayed subtle volumetric deficits relative to controls in a circumscribed brain regional network identified only in small volume-corrected (SVC) analyses ]p < 0.05, family-wise error (FWE)-corrected], including the insula, temporolimbic structures and striatum. Chronic schizophrenia patients, on the other hand, demonstrated an extensive pattern of regional GM volume decreases relative to controls, involving bilateral superior, inferior and orbital frontal cortices, right middle frontal cortex, bilateral anterior cingulate cortices, bilateral insulae and right superior and middle temporal cortices (p < 0.05, FWE-corrected over the whole brain). Significant negative correlations were detected between life-time cumulative exposure to antipsychotics and total GM and white matter volumes in schizophrenia patients, but no significant relationship was found between indices of antipsychotic usage and relative GM volume in any specific brain region. There were also significant negative correlations between duration of illness and relative GM volumes of the left insula, and right anterior cingulate and dorsolateral prefrontal cortices on SVC analyses for conjoined (first-episode and chronic) schizophrenia groups. Conclusion: The above data indicate that: a) brain changes associated with the diagnosis of schizophrenia are more widespread in chronic schizophrenia compared to first-episode patients; b) relative GM volume deficits in specific brain regions may vary as a function of duration of illness; c) cumulative doses of antipsychotics usage were associated with brain volumes globally rather than regionally