重度抑郁癥(major depressive disorder, MDD)是全球最常見且最嚴重的精神疾病之一。該疾病的高度異質性使得醫生很難確定合適的治療方案，這可能會對療效產生較大影響，因此采用生物標記物提前預測MDD療效有助于臨床療效的改善。

個體化 α 峰值頻率(individual alpha frequency, iAF)是一種顯示出作為分層生物標志物潛力的EEG模式，它代表個體 α 振蕩(7-13 Hz)內功率最高的頻率。研究表明，iAF與認知功能相關，并且在多種精神障礙中存在異常。例如，較快的iAF與更好的認知功能相關，而較慢的iAF與更嚴重的癥狀和較差的治療效果相關。

本研究分析了一種基于iAF的年齡和性別標準化的腦電圖生物標志物——Brainmarker-I，是否能夠成功將患者分層至不同的干預措施，比如藥物治療、重復經顱磁刺激(rTMS)和電休克療法(ECT)。

方法 

數據采集：

使用26導腦電設備測量腦活動，接地電極位于 AFz，采樣頻率為 500Hz。應用 0.5Hz到 100Hz的帶通濾波器，并去除 50Hz的陷波頻率。

測量包括4分鐘靜息態記錄(2分鐘睜眼，2分鐘閉眼)。

生物標記物開發：

生物標志物是在一個大型異質性臨床數據集(TDBRAIN+；N=4249)中開發，利用iAF在兒童期和青春期的加快生理學原理，開發了一個標準化的處理流程：

首先識別出無法確認α峰的EEG(低電壓αEEG)，并將其排除在后續處理外。

隨后，針對1671名年齡<18 歲的兒童和青少年，測試了108種處理參數排列(睜閉眼、參考導聯、分段和電極位置)與iAF快慢的關系，對男性和女性分別進行曲線擬合，以找到最能代表大腦成熟效應的模型。

通過從個體的iAF中減去模型預測的iAF，計算每個個體的偏離值，負偏離值反映iAF比平均值更慢。整個數據集(>4,000個體)的偏離值被排序并十等分。

應用

每位患者根據偏差值被分配一個十分位數，比如低十分位數反映較慢的iAF。此外，引入一個同步指示器，表示 F3 位置的iAF在 9.6Hz 到 10.4Hz 之間，用以標記接近10Hz 同步組，最終產生三個亞組：同步組、低十分位數組（十分位得分1-5，不含同步范圍）和高十分位數組（十分位得分6-10，不含同步范圍）。

結果

舍曲林療效復現

對慢iAF亞組使用舍曲林治療的緩解率進行獨立驗證

在治療8周后，低十分位數亞組的緩解率提升約9%，治療16周時提升約15%。

安慰劑組，未發現任何方向性的效果變化。

腦刺激治療

臨床干預結果

接受10 Hz rTMS治療的患者中，同步組（iAF在9.6 Hz和10.4 Hz之間）緩解率提升約為29%。

接受1 Hz rTMS治療的患者中，高十分位數組緩解率提升約為14%。并在另一數據集中得到重復驗證(提升約為16%)。

對于ECT治療，低十分位數組緩解率提升約為38%。并在另一數據集中得到重復驗證(提升約為18%)。

結論 

iAF接近10 Hz的患者對10 Hz rTMS臨床反應更好

這一發現已被證明并重復。與10 Hz刺激將內源性振蕩夾帶到刺激頻率的理論相關聯，Arnold tongue 模型預測，刺激頻率越接近內源性頻率，夾帶效果越好。

iAF在三個亞組中并非均勻分布

大約40?50% 的患者處于低十分位亞組，而10Hz 同步組和高十分位組構成了剩余的50?60%。這可能是因為，9.8Hz 的iAF已被認為是屬于 α 范圍的上限，即快波 α，這使得同步組(9.6-10.4 Hz)與高十分位亞組存在更多重疊。

基于iAF的Brainmarker-I可能具有指導MDD分層治療的潛力

Brainmarker-I作為一種可臨床應用的腦電圖生物標志物，能夠成功地對不同抗抑郁治療進行分層，建議低十分位亞組患者采用舍曲林藥物治療或ECT，同步組采用10Hz TMS治療方案，高十分位亞組采用1Hz TMS治療。

聲明  

此內容由英智科技臨床支持部整理，歡迎批評指正。轉載請注明出處。

參考文獻：

Voetterl, H. T., Sack, A. T., Olbrich, S., Stuiver, S., Rouwhorst, R., Prentice, A., ... & Arns, M. (2023). Alpha peak frequency-based Brainmarker-I as a method to stratify to pharmacotherapy and brain stimulation treatments in depression. Nature Mental Health, 1(12), 1023-1032.