抑鬱症以持久自發性情緒低落，對日常活動喪失興趣和愉快感為主要臨床特征。迄今，抑鬱症的病因並不清楚，目前認為個體遺傳基因片段異常所致局部腦血供、代謝、神經活動等改變，以及易患性格特征是抑鬱症發病的生理和心理基礎。
流行病學調查顯示抑鬱症全球患病率約為8%~12%，且呈逐年增高的趨勢，已成為全球性主要精神問題之一。Hamilton抑鬱量表評分是目前臨床評估抑鬱嚴重程度的主要方法，但受測評者個體差異影響較大。通過腦功能顯像探索抑鬱症患者腦血供、代謝以及神經活動的異常規律將有助於推進抑鬱症的早期鑒別診斷以及個體化治療。
腦功能顯像主要手段包括核醫學顯像(單光子發射計算機斷層顯像(SPECT)和正電子發射計算機斷層顯像(PET))和磁共振顯像(MRI)。其中前者在抑鬱症研究方麵發展較早，且伴隨核醫學儀器的發展，SPECT/CT、PET/CT和PET/MRI同機圖像融合顯像儀的出現，在抑鬱症病因探索、早期診斷以及治療監測方麵將發揮越來越大的作用。
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由於顯像劑進入腦細胞的量與局部腦血流灌注正相關，而後者影響腦功能及代謝，因此，腦血流灌注顯像在一定程度上可以反映局部腦功能狀態。腦血流灌注SPECT顯像常用顯像劑有99mTc-ECD、99mTc-HMPAO、123I-IMP和133Xe等;PET顯像常用顯像劑為13N-NH3·H2O和15O-H2O。
1.1腦血流灌注減低
大量核醫學腦血流灌注顯像研究均發現抑鬱症患者存在不同程度的腦血流灌注減低，但各文獻報道的灌注減低區域及程度略有不同：
①大腦皮層血流灌注減低。按照出現異常的頻率依次為額葉、顳葉、枕葉和頂葉。前額葉皮質是邊緣係統情緒環路(Papez環路)向新皮層輸送感覺和情緒信息的重要部位。
Goodwin等研究認為前額葉皮質不同部位受累時，患者可表現欣快衝動或情緒淡漠，即當背側前額葉皮質，尤其是背側前額葉中央皮質受累時，患者表現情緒淡漠;當腹側前額葉皮質，尤其是腹側前額葉中央皮質和眶額回皮質受累時，患者表現欣快衝動。Nagafusa等99mTc-ECDSPECT顯像顯示抑鬱症患者雙側前額葉皮質和雙側枕葉以左側受累嚴重。
②邊緣係統血流灌注減低。邊緣係統通過Papez環路相互聯係，並與新皮層、丘腦和腦幹發生廣泛聯係，參與調解本能和情感行為。其中扣帶回的前部特別的牽扯到情緒，尤其對負麵情緒起作用;海馬區域主要負責記憶和學習，二者在腦血流灌注顯像中常與眶額回皮質或前額葉皮質一同呈現異常結果。單、雙相抑鬱症腦血流灌注SPECT顯像對比研究發現兩組均存在雙側顳葉、額葉、海馬血流灌注減低;且血流灌注減低程度與患者學習和判斷能力的損傷、注意力和記憶力的減退存在相關性。
③小腦血流灌注減低。PET和fMRI腦顯像研究顯示抑鬱症患者小腦和丘腦血流灌注減低。推測小腦參與悲觀情緒的識別和表達，長期的嚴重抑鬱可能通過損傷小腦與額葉的功能聯係而累及小腦。但目前尚沒有資料證實小腦血流灌注減低是罹患抑鬱症的危險因素或者是抑鬱症病程進展的結果。
1.2腦血流灌注增加
Goodwin等研究腦血流灌注顯像發現存在抑鬱症家族史的年輕患者扣帶回皮質和背側前額葉皮質血流灌注增加;年輕抑鬱症患者扣帶回後部和基底節區血流灌注的增加與認知功能的損傷相關;而老年抑鬱症患者扣帶回後部血流灌注的增加與並存焦慮症狀有關。推測腦血流灌注增加可能關聯頻繁的消極思考，而腦血流灌注減低可能關聯淡漠的情感表現。
Savitz等研究未經治療的雙相抑鬱症患者15O-H2OPET腦顯像，發現左腹側額葉和左側杏仁核血流灌注增加，且Hamilton抑鬱量表評分與左側杏仁核血流灌注正相關，與左腹側額葉血流灌注負相關。而Videbech等研究15O-H2OPET腦顯像，發現中-重度抑鬱症患者右側海馬和左側小腦血流灌注增加。冀二妮等發現雙相抑鬱症患者雙側基底節血流灌注增加，推測可能為雙相抑鬱症患者躁狂發作的生理基礎。抑鬱症患者局部腦血流灌注改變存在個體差異，在一定程度上可以反映患者行為缺陷和抑鬱嚴重程度，並可預測臨床治療效果，但目前尚無權威性結論。
Monkul等研究未經治療的抑鬱症患者15O-H2O腦PET顯像，發現右側扣帶回前部、額中回和額下回血流灌注減低;雙側扣帶回後部、右側尾狀核、左側海馬旁回血流灌注增加;Hamilton抑鬱量表評分與雙側額中回、左側額下回、右側扣帶回前部血流灌注負相關，與右側丘腦和左側殼核正相關。Videbech等研究提示抑鬱嚴重程度與雙側背外側額葉和眶額回皮質血流灌注負相關，與海馬血流灌注正相關。Monkul等發現抑鬱症患者焦慮情緒與雙側扣帶回後部和頂下小葉血流灌注正相關;抑鬱情緒與左背外側前額皮層和左側角回血流灌注負相關;認知功能損傷與左內側前額葉皮層血流灌注正相關。
Brockmann等研究5-羥色胺再攝取抑製劑(SSRI)治療後的抑鬱症患者99mTc-HMPAOSPECT腦顯像，發現治療有效者早期前額葉、顳葉和扣帶回血流灌注增加;伴隨治療進程，額下回血流灌注減低，中央前回血流灌注增加。Kohn等99mTc-HMPAOSPECT腦顯像發現三環類和SSRI類抗抑鬱藥物治療有效者可恢複正常腦血流灌注;而電休克治療有效者原血流灌注減低區血供改善並不明顯，同時雙側顳頂部和小腦出現血流灌注減低。
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核醫學腦代謝顯像包括腦葡萄糖代謝顯像、氧代謝顯像和蛋白質代謝顯像。其中腦葡萄糖代謝和氧代謝顯像已運用於抑鬱症的研究。
2.1腦葡萄糖代謝顯像
葡萄糖幾乎是腦組織的唯一能源物質。18F-FDGPET腦顯像已發現抑鬱症患者存在廣泛腦區葡萄糖代謝異常。Drevets等發現未經治療的抑鬱症患者雙側眶額回、雙腹側額葉、左側杏仁核和扣帶回後部葡萄糖代謝增加;膝下前額葉皮質、背外側額葉前中部葡萄糖代謝減低;且左背外側前額葉皮質葡萄糖代謝與Hamilton抑鬱量表評分負相關。
McGrath等研究SSRI治療或認知行為治療的抑鬱症患者，發現島葉葡萄糖代謝減低關聯認知行為治療後的抑鬱緩解或SSRI治療的不敏感;預示島葉葡萄糖代謝可能成為抑鬱症治療評價的生物標記物，指導抑鬱症初始治療的選擇。Baeken等研究高頻經顱磁刺激(HF-rTMS)治療藥物抵抗難治型單相抑鬱症患者時發現，抑鬱緩解者膝下前扣帶回皮質葡萄糖代謝明顯下降。
2.2腦氧代謝顯像
正常人腦耗氧量占全身的20%。Ottowitz等利用15O-PET顯像研究抑鬱症患者的記憶加工過程，發現抑鬱症患者語言學習中右側扣帶回前部、左腹側前額皮質、雙側海馬和左側眶額回皮質氧代謝增高;右側扣帶回前部氧代謝與語言組織有關，左腹側前額皮質氧代謝與語言加工有關。
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抑鬱症發病機製目前尚不明確，現階段較為公認的假說有單胺遞質假說和受體假說。核醫學腦神經遞質受體顯像可反映腦區單胺類神經遞質及受體水平和活性，現已應用於抑鬱症的病因探索、治療監測以及新藥開發的基礎和臨床研究中。
3.15-羥色胺(5-HT)受體顯像
3.1.15-HT1A受體顯像
5-HT1A受體主要分布於腦幹中縫核突觸前膜和邊緣區突觸後膜。Savitz等認為抑鬱症患者顳葉內側皮質和邊緣區5-HT1A受體活性下降，且受糖皮質激素水平的影響;中縫核不同亞區5-HT1A受體結合活性可能存在差異。Boldrini等發現中縫核喙部、腹外側和背側區域5-HT1A受體活性增強;中縫核尾部區域5-HT1A受體活性減弱。Fisher等聯合11CWAY100635PET和fMRI腦顯像發現抑鬱症患者中縫核5-HT1A受體活性減弱關聯杏仁核血氧水平依賴(BOLD)信號的增強。
3.1.25-HT2A受體顯像
5-HT2A受體廣泛分布於人腦組織中，額葉和顳葉密度最高，其次為基底節、頂葉、中央前回、丘腦等。Baeken等進行123I-5-I-R91150SPECT腦顯像發現藥物抵抗的單相抑鬱症患者背側額葉(右側為著)和扣帶回前部5-HT2A受體活性降低;左側海馬區5-HT2A受體活性增高;HF-rTMS療效與雙背外側前額葉皮質5-HT2A受體活性正相關，與右側海馬5-HT2A受體活性負相關。常用5-HT2A受體PET顯像劑包括18F-Altanserin、11C-MDL、18F-FESP和18F-Setoperone，其中18FFESP和18F-Setoperone同時可結合多巴胺(DA)受體。
雖然多數5-HT2A受體PET顯像顯示抑鬱症患者5-HT2A受體活性下降，但屍檢和臨床前研究暗示抑鬱症患者5-HT2A受體活性可能上調。Savitz等認為矛盾結果可能與顯像前患者的抗抑鬱治療幹預有關。此外，抑鬱症患者行為缺陷上的差異也是顯像結果不一致的原因之一。
3.1.35-HT1B受體顯像
5-HT1B受體主要分布於基底節。Murrough等11C-P943PET顯像發現未經治療的抑鬱症患者紋狀體腹側5-HT1B受體活性降低。Anisman等發現自殺幸存的抑鬱症患者前額葉皮質、眶額皮質外側和海馬5-HT1BmRNA表達減少。
3.1.45-HT轉運體(5-HTT)顯像
伴隨5-HTT抑製劑在抑鬱症治療中作用的認同，5-HTT成為抑鬱症研究熱點之一。然而5-HTT腦顯像結果迥異。研究顯示5-HTT活性受配體顯像劑類型、顯像季節和受檢者體質量影響。常用5-HTTSPECT顯像劑包括非選擇性顯像劑123I-β-CIT和選擇性顯像劑123I-ADAM。常用5-HTTPET顯像劑有11C-(+)McN5652和11C-DASB。Amsterdam等123I-ADAMSPECT顯像發現抑鬱症患者中腦、顳葉及基底節區5-HTT活性降低，暗示可用於抑鬱症的鑒別診斷。
Hsieh等研究發現抑鬱症患者後代中腦5-HTT活性下降，暗示抑鬱症遺傳易感性歸因於抑鬱症的病理生理。Miller等11CDASBPET顯像發現有自殺傾向的抑鬱症患者5-HTT活性明顯低於輕度抑鬱症患者和健康對照組，預示5-HTT活性可能反映抑鬱症病情嚴重程度。
3.2DA受體顯像
3.2.1DA1受體顯像
DA1受體主要分布於紋狀體、伏隔核、視束、前額葉皮質、中央前回、扣帶回、海馬和杏仁核。11C-SCH23390和11CNNC-112是常用DA1受體PET顯像劑。Dougherty等11CSCH23390PET顯像發現抑鬱症患者發怒時紋狀體DA1受體活性下降13%。Cannon等11C-NNC-112PET顯像發現抑鬱症患者左側尾狀核中部DA1受體活性下降14%。由於11C-NNC-112可同時結合DA1受體和5-HT2A受體，所以顯像結果有可能受幹擾。
3.2.2DA2受體顯像
DA2受體主要分布於紋狀體。Yang等和deKwaasteniet等131I-IBZMSPECT腦顯像發現抑鬱症患DA2受體活性與健康對照組無明顯差異。而Lehto等研究發現抑鬱症患者顳葉DA2受體活性增高。常用DA2受體PET顯像劑包括靶向DA2/DA3受體的11C-Raclopride、18F-Fallypride和11CFLB-457;靶向DA2/DA4受體的11C-NMSP。Meyer等11CRaclopridePET顯像發現抑鬱症患者雙側殼核DA2/DA3受體活性增高。
Kobiella等研究18F-FallypridePET和fMRI腦顯像，發現抑鬱症患者BOLD信號與紋狀體DA2/DA3受體活性負相關，與杏仁核、島葉和扣帶回前部DA2/DA3受體活性正相關。Savitz等還發現吸煙和顯像劑類型影響顯像結果。
3.2.3DA轉運體(DAT)顯像
常用的DATSPECT顯像劑有123I-β-CIT、123I-FP-CIT和99mTc-TRODAT-1。DiGiuda等123I-FP-CITSPECT顯像發現抑鬱症患者基底節區(以紋狀體為著)DAT活性增高。Amsterdam等99mTc-TRODAT-1SPECT顯像發現抑鬱症患者紋狀體DAT活性增高。11C-CFT和11C-RTI-32是常用DATPET顯像劑。Meyer等發現未經治療的抑鬱症患者紋狀體DAT活性下降14%。此外，Conway等利用FDOPA作為顯像劑進行PET顯像，也發現抑鬱症患者腦部紋狀體多巴胺能係統活性減低。
3.3單胺氧化酶-A(MAO-A)活性顯像
MAO-A可催化代謝5-HT，去甲腎上腺素和DA。Meyer等11C-HarminePET顯像發現抑鬱症患者廣泛腦區MAOA活性增高;SSRI治療不敏感的抑鬱症患者MAO-A活性增高;複發的抑鬱症患者前額皮層和扣帶回前部MAO-A活性增高。暗示MAO-A活性增高可能是抑鬱症的特征性標誌之一。
3.4乙酰膽堿受體顯像
Hannestad等123I-5IA-85380SPECT腦顯像發現雙相抑鬱症患者額葉、顳葉、頂葉、扣帶回前部、海馬、杏仁核、丘腦和紋狀體β2*-煙堿型N受體活性減低。
3.5去甲腎上腺素轉運體顯像
Remy等11C-RTI-32PET顯像發現有抑鬱病史的帕金森病患者邊緣係統去甲腎上腺素轉運體活性減低，暗示帕金森病患者出現抑鬱與邊緣係統中去甲腎上腺素能係統受損有關。
綜上所述，核醫學腦功能顯像為抑鬱症病因探索、臨床診斷、治療和預防提供了一定依據。5-HT受體、DA受體和轉運體蛋白顯像有望未來開發新型抑鬱症診斷顯像劑。多模態腦功能顯像聯合將為了解抑鬱症的病理生理提供新視角。然而，受研究對象、方法等諸多條件的影響，各種核醫學腦功能顯像均未形成統一的觀點，仍然需要更多深入細致的研究，包括健康自願者腦功能顯像對照;抑鬱症患者異常的腦功能顯像與其臨床特征、治療選擇和監測的聯係等。
