Структурные и функциональные биомаркеры эффекта навигационной ритмической транскраниальной магнитной стимуляции у пациентов с фармакорезистентной депрессией

Применение высокочастотной ритмической транскраниальной магнитной стимуляции (рТМС) у пациентов с фармакорезистентным депрессивным эпизодом ассоциировано с высокой вариабельностью эффекта, что определяет актуальность поиска предиктивных биомаркеров эффекта.
Цель исследования – поиск нейровизуализационных биомаркеров клинической эффективности навигационной рТМС у пациентов с фармакорезистентным депрессивным эпизодом.
Пациенты и методы. В исследование было включено 30 пациентов с фармакорезистентным депрессивным эпизодом, которым проводилось 20 сессий навигационной высокочастотной рТМС дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК) левого полушария. Проводился анализ корреляций функциональной коннективности и объема серого вещества головного мозга (СВГМ) в заданных зонах (до рТМС) со степенью редукции балла по шкале Бэка для оценки депрессии и наличием клинически значимого ответа на терапию.
Результаты и обсуждение. Показана связь между клиническим эффектом и низкими значениями функциональной коннективности между субгенуальной поясной корой и ДЛПФК правого полушария. Выявлена связь между снижением выраженности симптомов депрессии и объемом СВГМ в области островка, нижней лобной извилины, височного полюса, верхней височной извилины и срединной поясной коры левого полушария, а также связь между наличием значимого ответа на терапию и объемом СВГМ в области островка, нижней лобной извилины, височного полюса и верхней височной извилины слева.
Заключение. Полученные результаты могут стать предпосылкой к разработке индивидуальных предиктивных биомаркеров эффективности рТМС у пациентов с резистентным депрессивным эпизодом.

1. Malhi GS, Mann JJ. Depression. Lancet. 2018 Nov 24;392(10161):2299-312. doi:10.1016/S0140-6736(18)31948-2

2. Gutierrez-Rojas L, Porras-Segovia A, Dunne H, et al. Prevalence and correlates of major depressive disorder: a systematic review. Braz J Psychiatry. 2020;42(6):657-72. doi:10.1590/1516-4446-2020-0650

3. Vos T, Flaxman AD, Naghavi M, et al. Years lived with disability (YLDs) for 1160 sequelae of 289 diseases and injuries 1990–2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet. 2012 Dec 15;380(9859):2163-96. doi:10.1016/S0140-6736(12)61729-2

4. Kverno KS, Mangano E. Treatment-Resistant Depression: Approaches to Treatment. J Psychosoc Nurs Ment Health Serv. 2021 Sep;59(9):7-11. doi:10.3928/02793695-20210816-01

5. Максимова НМ, Русяев ВЮ, Узбеков МГ. Нейробиологические основы развития резистентных депрессий. Социальная и клиническая психиатрия. 2021;31(4):71-9.

6. Ахапкин РВ, Букреева НД, Вазагаева ТИ и др. Депрессивный эпизод, рекуррентное депрессивное расстройство. Клинические рекомендации. Взрослые. Электронное издание. 2021. Доступно по ссылке: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/301_2

7. Тумова МА, Муслимова ЛМ, Становая ВВ и др. Современные методы нелекарственной терапии депрессий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2021;121(5-2):91-8. doi:10.17116/jnevro202112105291

8. Barker AT, Jalinous R, Freeston IL. Noninvasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1985 May 11;1(8437):1106-7. doi:10.1016/s0140-6736(85)92413-4

9. Klomjai W, Katz R, Lackmy-Vallee A. Basic principles of transcranial magnetic stimulation (TMS) and repetitive TMS (rTMS). Ann Phys Rehabil Med. 2015 Sep;58(4):208-13. doi:10.1016/j.rehab.2015.05.005

10. Chervyakov AV, Chernyavsky AY, Sinitsyn DO, Piradov MA. Possible Mechanisms Underlying the Therapeutic Effects of Transcranial Magnetic Stimulation. Front Hum Neurosci. 2015 Jun 16;9:303. doi:10.3389/fnhum.2015.00303

11. Valero-Cabre A, Amengual JL, Stengel C, et al. Transcranial magnetic stimulation in basic and clinical neuroscience: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights. Neurosci Biobehav Rev. 2017 Dec;83:381-404. doi:10.1016/j.neubiorev.2017.10.006

12. McClintock SM, Reti IM, Carpenter LL, et al. Consensus Recommendations for the Clinical Application of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) in the Treatment of Depression. J Clin Psychiatry. 2018 Jan/Feb;79(1):16cs10905. doi:10.4088/JCP.16cs10905

13. Lefaucheur JP, Aleman A, Baeken C, et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): An update (2014–2018). Clin Neurophysiol. 2020 Feb;131(2):474-528. doi:10.1016/j.clinph.2019.11.002

14. Mutz J, Edgcumbe DR, Brunoni AR, Fu CHY. Efficacy and acceptability of non-invasive brain stimulation for the treatment of adult unipolar and bipolar depression: A systematic review and meta-analysis of randomised sham-controlled trials. Neurosci Biobehav Rev. 2018 Sep;92:291-303. doi:10.1016/j.neubiorev.2018.05.015

15. Guerra A, Lopez-Alonso V, Cheeran B, Suppa A. Variability in non-invasive brain stimulation studies: Reasons and results. Neurosci Lett. 2020 Feb 6;719:133330. doi:10.1016/j.neulet.2017.12.058

16. Berlim MT, van den Eynde F, Daskalakis ZJ. High-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation accelerates and enhances the clinical response to antidepressants in major depression: a meta-analysis of randomized, doubleblind, and sham-controlled trials. J Clin Psychiatry. 2013 Feb;74(2):e122-9. doi:10.4088/JCP.12r07996

17. Sehatzadeh S, Daskalakis ZJ, Yap B, et al. Unilateral and bilateral repetitive transcranial magnetic stimulation for treatment-resistant depression: a meta-analysis of randomized controlled trials over 2 decades. J Psychiatry Neurosci. 2019 May 1;44(3):151-63. doi:10.1503/jpn.180056

18. Rostami R, Kazemi R, Nitsche MA, et al. Clinical and demographic predictors of response to rTMS treatment in unipolar and bipolar depressive disorders. Clin Neurophysiol. 2017 Oct;128(10):1961-70. doi:10.1016/j.clinph.2017.07.395

19. Bocchio-Chiavetto L, Miniussi C, Zanardini R, et al. 5-HTTLPR and BDNF Val66Met polymorphisms and response to rTMS treatment in drug resistant depression. Neurosci Lett. 2008 May 30;437(2):130-4. doi:10.1016/j.neulet.2008.04.005

20. Hasanzadeh F, Mohebbi M, Rostami R. Prediction of rTMS treatment response in major depressive disorder using machine learning techniques and nonlinear features of EEG signal. J Affect Disord. 2019 Sep 1;256:132-42. doi:10.1016/j.jad.2019.05.070

21. Biswal B, Yetkin FZ, Haughton VM, Hyde JS. Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echo-planar MRI. Magn Reson Med. 1995 Oct;34(4):537-41. doi:10.1002/mrm.1910340409

22. Long Z, Du L, Zhao J, et al. Prediction on treatment improvement in depression with resting state connectivity: A coordinatebased meta-analysis. J Affect Disord. 2020 Nov 1;276:62-8. doi:10.1016/j.jad.2020.06.072

23. Ge R, Downar J, Blumberger DM, et al. Structural network integrity of the central executive network is associated with the therapeutic effect of rTMS in treatment resistant depression. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2019 Jun 8;92:217-25. doi:10.1016/j.pnpbp.2019.01.012

24. Fonseka TM, MacQueen GM, Kennedy SH. Neuroimaging biomarkers as predictors of treatment outcome in Major Depressive Disorder. J Affect Disord. 2018 Jun;233:21-35. doi:10.1016/j.jad.2017.10.049

25. Ge R, Downar J, Blumberger DM, et al. Functional connectivity of the anterior cingulate cortex predicts treatment outcome for rTMS in treatment-resistant depression at 3-month follow-up. Brain Stimul. 2020;13(1):206-14. doi:10.1016/j.brs.2019.10.012

26. Wise T, Radua J, Via E, et al. Common and distinct patterns of grey-matter volume alteration in major depression and bipolar disorder: evidence from voxel-based meta-analysis. Mol Psychiatry. 2017 Oct;22(10):1455-63. doi:10.1038/mp.2016.72

27. Rossini PM, Barker AT, Berardelli A, et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1994 Aug;91(2):79-92. doi:10.1016/0013-4694(94)90029-9

28. Beck AT, Ward CH, Mendelson M, et al. An inventory for measuring depression. Arch Gen Psychiatry. 1961 Jun;4:561-71. doi:10.1001/archpsyc.1961.01710120031004

29. Riedel M, Müller HJ, Obermeier M, et al. Response and remission criteria in major depression – a validation of current practice. J Psychiatr Res. 2010 Nov;44(15):1063-8. doi:10.1016/j.jpsychires.2010.03.006

30. Пойдашева АГ, Синицын ДО, Бакулин ИС и др. Определение мишени для транскраниальной магнитной стимуляции у пациентов с резистентным к фармакотерапии депрессивным эпизодом на основе индивидуальных параметров функциональной магнитно-резонансной томографии покоя (пилотное слепое контролируемое исследование). Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2019;11(4):44-50. doi:10.14412/2074-2711-2019-4-44-50

31. Javaheripour N, Li M, Chand T, et al. Altered resting-state functional connectome in major depressive disorder: a mega-analysis from the PsyMRI consortium. Transl Psychiatry. 2021 Oct 7;11(1):511. doi:10.1038/s41398-021-01619-w

32. Buchsbaum MS, Wu J, DeLisi LE, et al. Frontal cortex and basal ganglia metabolic rates assessed by positron emission tomography with [18F]2-deoxyglucose in affective illness. J Affect Disord. 1986 Mar-Apr;10(2):137-52. doi:10.1016/0165-0327(86)90036-4

33. Kimbrell TA, Ketter TA, George MS, et al. Regional cerebral glucose utilization in patients with a range of severities of unipolar depression. Biol Psychiatry. 2002 Feb 1;51(3):237-52. doi:10.1016/s0006-3223(01)01216-1

34. Fitzgerald PB, Laird AR, Maller J, Daskalakis ZJ. A meta-analytic study of changes in brain activation in depression. Hum Brain Mapp. 2008 Jun;29(6):683-95. doi:10.1002/hbm.20426

35. Li J, Chen J, Kong W, et al. Abnormal core functional connectivity on the pathology of MDD and antidepressant treatment: A systematic review. J Affect Disord. 2022 Jan 1;296:622-34. doi:10.1016/j.jad.2021.09.074

36. Yan Z, Rein B. Mechanisms of synaptic transmission dysregulation in the prefrontal cortex: pathophysiological implications. Mol Psychiatry. 2022 Jan;27(1):445-65. doi:10.1038/s41380-021-01092-3

37. Kaut O, Schmitt I, Hofmann A, et al. Aberrant NMDA receptor DNA methylation detected by epigenome-wide analysis of hippocampus and prefrontal cortex in major depression. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2015 Jun;265(4):331-41. doi:10.1007/s00406-014-0572-y

38. Ellenbogen JM, Hurford MO, Liebeskind DS, et al. Ventromedial frontal lobe trauma. Neurology. 2005 Feb 22;64(4):757. doi:10.1212/wnl.64.4.757

39. Klingbeil J, Brandt ML, Wawrzyniak M, et al. Association of Lesion Location and Depressive Symptoms Poststroke. Stroke. 2021 Mar;52(3):830-7. doi:10.1161/STROKEAHA.120.031889

40. Lai CH. Fronto-limbic neuroimaging biomarkers for diagnosis and prediction of treatment responses in major depressive disorder. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2021 Apr 20;107:110234. doi:10.1016/j.pnpbp.2020.110234

41. Coryell W, Nopoulos P, Drevets W, et al. Subgenual prefrontal cortex volumes in major depressive disorder and schizophrenia: diagnostic specificity and prognostic implications. Am J Psychiatry. 2005 Sep;162(9):1706-12. doi:10.1176/appi.ajp.162.9.1706

42. Baeken C, Marinazzo D, Everaert H, et al. The Impact of Accelerated HF-rTMS on the Subgenual Anterior Cingulate Cortex in Refractory Unipolar Major Depression: Insights From 18FDG PET Brain Imaging. Brain Stimul. 2015 Jul-Aug;8(4):808-15. doi:10.1016/j.brs.2015.01.415

43. Drevets WC, Savitz J, Trimble M. The subgenual anterior cingulate cortex in mood disorders. CNS Spectr. 2008 Aug;13(8):663-81. doi:10.1017/s1092852900013754

44. Mayberg HS, Brannan SK, Mahurin RK, et al. Cingulate function in depression: a potential predictor of treatment response. Neuroreport. 1997 Mar 3;8(4):1057-61. doi:10.1097/00001756-199703030-00048

45. Drobisz D, Damborska A. Deep brain stimulation targets for treating depression. Behav Brain Res. 2019 Feb 1;359:266-73. doi:10.1016/j.bbr.2018.11.004

46. Khalsa SS, Rudrauf D, Feinstein JS, Tranel D. The pathways of interoceptive awareness. Nat Neurosci. 2009 Dec;12(12):1494-6. doi:10.1038/nn.2411

47. Honkalampi K, Hintikka J, Laukkanen E, et al. Alexithymia and depression: a prospective study of patients with major depressive disorder. Psychosomatics. 2001 May-Jun;42(3):229-34. doi:10.1176/appi.psy.42.3.229

48. Pastrnak M, Simkova E, Novak T. Insula activity in resting-state differentiates bipolar from unipolar depression: a systematic review and meta-analysis. Sci Rep. 2021 Aug 20;11(1):16930. doi:10.1038/s41598-021-96319-2

49. Boes AD, Uitermarkt BD, Albazron FM, et al. Rostral anterior cingulate cortex is a structural correlate of repetitive TMS treatment response in depression. Brain Stimul. 2018 MayJun;11(3):575-81. doi:10.1016/j.brs.2018.01.029