研究采用自由水成像这一先进的弥散张量成像模型，提高了精神病临床高危综合征患者白质损伤的特异性，对胞内白质损伤和胞外自由水增强在临床高危阶段的作用实现了精细区分。共纳入了符合精神病临床高危综合征诊断标准的CHR患者50例以及健康对照50例，采集了多核(multi-shell)DTI影像。通过这种新型弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)技术-自由水成像(free-water imaging)，用双张量模型替代了常规DTI的单张量模型。单体素内水分子弥散的各向异性(fractional anisotropy, FA)，可能受多种因素影响而改变，例如：轴突直径变化、脱髓鞘、胞外分量增加、轴突组织变化等。因此，常规DTI获取的FA指标特异性低，自由水成像建立了双张量模型：(1)椭球张量，用于对细胞内水弥散特性建模；(2)球张量，用于对细胞外的自由水成分的弥散特性建模。因此，可将常规的FA指标细化为胞内FA分量(tissue-related FA, FAT)和细胞外分量(free water, FW)。细胞外分量FW，是反映炎症的主要指标。
在白质骨架整体水平，CHR人群的常规FA值低于健康对照，自由水模型分析进一步提示，CHR人群的低FA值主要源于胞内FAT值降低，而胞外的FW成分无显著变化，如图2所示。FAT值存在显著的组别和年龄交互作用，健康对照组FAT值随年龄增加而升高，而CHR组FAT值与年龄无显著相关；CHR组FAT值与一般功能下降显著相关。
在体素水平水平，观察到类似的CHR人群常规FA值和FAT值降低，分布以胼胝体、右侧放射冠、双侧上纵束为主；FW值未见明显异常。研究结果进一步支持：白质完整性异常在精神病临床高危阶段已经存在，源自胞内轴突异常而非胞外自由水成分的升高；疾病早期出现的胞内白质变异可能与弱化的阳性症状产生有关。结合近年在首发精神分裂症患者报道的FW明显升高现象，研究人员认为可以初步谨慎推测：炎症，在精神病全面爆发的过程中，是很靠后的现象，有可能是精神病全面爆发引起的继发效应。不过，这仍需要纵向数据的支持。
本研究是“上海精神病高危队列（Shanghai At Risk for Psychosis, SHARP）”项目组主要成果之一。SHARP队列，由上海交通大学医学院附属精神卫生中心（王继军、张天宏等）和美国哈佛医学院（Larry Seidman、William Stone和Martha Shenton教授等）共同建立，旨在为精神分裂症的病前识别和干预提供新线索。
在线地址：https://ajp.psychiatryonline.org/doi/10.1176/appi.ajp.2019.18091044
