大型研究揭示精神分裂症的基因根源

有史以来最大规模的精神疾病基因研究揭示了一组复杂的因素

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精神分裂症是一种令人痛苦的疾病,包括幻觉、妄想、偏执和躁动。在美国,大约每 100 人中就有 1 人患有精神分裂症,症状通常首次出现在 16 岁至 30 岁之间。其病因长期以来一直存在争议,特别是关于遗传学是否起作用。已知它具有高度遗传性,但小样本量和其他方法论障碍阻碍了早期辨别基因联系的尝试。

现在,有史以来规模最大的精神疾病基因研究已经发现 128 个与精神分裂症相关的基因变异,位于人类基因组中 108 个不同的位置。其中绝大多数以前从未与该疾病联系起来。这一发现驳斥了任何关于遗传学不起作用的论点。

这项研究于 7 月发表在《自然》杂志上,是来自 35 个国家的 300 多名科学家的合作成果,名为精神病基因组学联盟的精神分裂症工作组。研究人员在所谓的全基因组关联研究 (GWAS) 中,将近 37,000 名精神分裂症患者的全基因组与超过 113,000 名未患该疾病的人进行了比较。遗传物质或 DNA 由分子对序列组成,数千个分子对串在一起形成基因。GWAS 涉及统计这些分子对中已知的常见突变,分别在患有和未患有某种疾病的人中进行。在患有该疾病的人中出现频率明显更高的变异被认为与该疾病“相关”。该研究的主要作者之一,马萨诸塞州剑桥市布罗德研究所的本杰明·尼尔说,GWAS“与之前的基因研究相比,可能提供了对疾病生物学参与者的更全面的视图”。


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该技术无法识别导致疾病的确切突变,甚至无法精确定位特定基因。相反,它标记了基因组中导致风险的区域。这些区域中的基因值得进一步研究,以揭示该疾病背后的生物学过程。威尔士卡迪夫大学的迈克尔·奥多诺万是该研究的另一位主要作者,他说:“我们已经打开了很多扇窗户,供人们爬进去研究精神分裂症的生物学原理。”

自发现减少化学信使多巴胺活性的药物以来,精神分裂症的治疗在 50 多年中没有取得进展。因此,一种主要的理论集中在多巴胺信号过度活跃上。果然,已识别的区域之一包含一个基因,该基因产生一种多巴胺受体,而该受体会被抗精神病药物阻断。

大脑的另一种化学物质谷氨酸也受到了关注,但靶向谷氨酸的药物在临床试验中表现不佳。这项新研究牵涉到几个与谷氨酸相关的基因。“这是重要的证实性证据,表明谷氨酸与精神分裂症有关,”奥多诺万说。“具体如何关联是另一个问题。”过去的药物可能失败了,例如,因为它们靶向了错误的谷氨酸受体;基因结果将帮助药物开发人员集中精力。

其他一些发现的意义尚不清楚。免疫系统基因受到牵连,以前与吸烟相关的基因也是如此。这些发现并不一定意味着精神分裂症与免疫有关,或者吸烟会导致精神分裂症。与免疫相关的基因组区域包含数百个基因,其中一些基因会影响生物学的其他方面。基因在不同的组织中也可能发挥不同的作用。“许多免疫系统蛋白质可能在大脑中具有不同的功能,”奥多诺万说。与吸烟的联系同样不明确。例如,一种基因变异可能既使人易患吸烟,又增加患精神分裂症的风险,而两者之间没有因果关系。

一个重要的总体结论是,精神分裂症像任何其他疾病一样,是一种复杂的特征,但其复杂性并不意味着它将永远神秘莫测。过去的 GWAS 研究已经为其他具有复杂的遗传和环境根源的健康状况(如糖尿病和克罗恩病)带来了突破,专家们认为这项研究也将为精神分裂症带来同样的突破。“基因组中散布着许多小的、常见的遗传效应,这本身就是一个重要的发现,”尼尔说。“其中涉及许多不同的生物学过程。”

西蒙·梅金 是一位居住在英国的自由科学记者。他的作品曾发表在《新科学家》、《经济学人》、《大众科学》和《自然》等杂志上。他报道生命科学,专长于神经科学、心理学和精神健康。在 X(原 Twitter)上关注梅金 @SimonMakin

更多作者:西蒙·梅金
SA Mind Vol 25 Issue 6这篇文章最初以“精神分裂症的基因根源”为标题发表于SA Mind 第 25 卷第 6 期(),第 13 页
doi:10.1038/scientificamericanmind1114-13
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