为什么动物不会患精神分裂症(而我们人类却会)?

研究表明,这种疾病与使我们成为人类的因素之间存在进化联系

我们很多人都见过服用百忧解的狗。我们也见证了伴随犬类精神病学而来的白眼。溺爱宠物的主人——包括我自己——将各种可疑的心理疾病归咎于我们的爪子伴侣。但科学确实表明,许多非人类物种也遭受精神症状的困扰。鸟类会痴迷;马偶尔会患上病理性强迫症;海豚和鲸鱼——尤其是那些被囚禁的——会自残。当你的狗可怜地看着你从窗户里开车离开时——那可能是符合DSM标准的“分离焦虑症”。科学历史学家和作家劳雷尔·布雷特曼博士在《动物疯狂》一书中写道:“每个有头脑的动物都有可能不时地失去控制。”

但至少有一种精神疾病,虽然在人类中很常见,但似乎让所有其他动物幸免:精神分裂症。虽然可能存在精神病动物,但精神病从未在人类以外的物种中观察到;而抑郁症、强迫症和焦虑症的特征已在许多非人类物种中被报道。这就引出了一个问题,为什么这种潜在的破坏性、通常是致命的疾病——我们现在知道它具有很强的遗传性,这要归功于一些基因组同质的冰岛人和许多其他最近的研究——仍然存在,而似乎应该强烈选择反对导致精神病的基因。一项新研究提供了关于人类大脑中可能出现精神分裂症的线索,并在此过程中提出了可能的治疗靶点。事实证明,精神病可能是我们大脑发达、认知能力复杂的不幸代价。

这项由西奈山研究员乔尔·达德利博士领导的研究提出,既然精神分裂症在人类中相对普遍,尽管它如此有害——这种情况影响了超过1%的成年人——那么它可能有一个复杂的进化背景,可以解释它在人类中的持续存在和独有性。特别是,他们对我们基因组中称为人类加速区域(HAR)的部分感到好奇。HAR 是短的 DNA 片段,虽然在其他物种中是保守的,但在人类与黑猩猩分离后,在人类中经历了快速进化,大概是因为它们为我们物种特有的某些益处。HAR 通常不是为蛋白质本身编码,而是帮助调节邻近的基因。由于精神分裂症和 HAR 在很大程度上似乎是人类特有的,研究人员想知道两者之间是否存在联系。


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为了找出答案,达德利和同事使用了从精神基因组学联盟收集的数据,这是一项大规模研究,旨在识别与精神分裂症相关的基因变异。他们首先评估了与精神分裂症相关的基因是否沿着人类基因组紧挨着 HAR——比偶然预期的情况更接近。事实证明确实如此,这表明 HAR 在调节导致精神分裂症的基因中发挥作用。此外,与 HAR 相关的精神分裂症基因被发现比其他精神分裂症基因承受着更强的进化选择压力,这意味着这些基因的人类变异在某种程度上对我们有益,尽管存在精神分裂症风险。

为了帮助理解这些好处可能是什么,达德利的小组随后转向了基因表达谱。基因测序提供了生物体的基因组序列,而基因表达谱揭示了身体中某些基因实际活跃的位置和时间。达德利的小组发现,与 HAR 相关的精神分裂症基因存在于基因组中影响在前额叶皮层中表达的其他基因的区域,前额叶皮层是位于前额后面的大脑区域,参与高级思维——前额叶皮层功能受损被认为会导致精神病。

他们还发现,这些罪魁祸首基因参与前额叶皮层内的各种重要的人类神经功能,包括神经递质 GABA 的突触传递。GABA 作为神经元活动的抑制剂或调节剂,部分是通过抑制大脑某些部位的多巴胺来实现的,而其传递受损被认为与精神分裂症有关。如果 GABA 功能失常,多巴胺就会失控,导致精神病常见的幻觉、妄想和思维混乱。换句话说,精神分裂症大脑缺乏克制。

达德利说:“这项研究的最终目标是看看进化是否可以帮助提供对精神分裂症遗传结构的更多见解,以便我们更好地了解和诊断这种疾病。” 确定哪些基因与精神分裂症的关系最为密切以及它们如何表达,可以带来更有效的疗法,例如,影响 GABA 功能的疗法。

但这些发现也为精神分裂症最初在人类中出现的原因,以及它似乎没有在其他动物中出现的原因提供了一个可能的解释。达德利解释说:“有人认为,人类言语和语言的出现与精神分裂症遗传学有关,顺便说一句,也与自闭症有关。事实上,语言功能障碍是精神分裂症的一个特征,而 GABA 对言语、语言和许多其他高级认知方面至关重要。我们的进化分析集中在前额叶皮层的 GABA 功能这一事实似乎讲述了一个将精神分裂症风险与智力联系起来的进化故事。”

换句话说,随着复杂、高度社会化的人类思维——以及高级认知根源的复杂遗传学——可能只是有更多地方会出错:复杂的功能会产生复杂的故障。

达德利小心翼翼地不夸大他工作的进化意义。“重要的是要注意,我们的研究并非专门设计用于评估‘进化权衡’,”他说,“但我们的发现支持这样一种假设,即我们先进的认知能力的进化可能是有代价的——一种精神分裂症的易感性。”他还承认,这项新工作没有发现任何“确凿的证据基因”,并且精神分裂症的遗传学非常复杂。不过,他认为进化遗传分析可以帮助识别在精神分裂症中起作用的最相关基因和病理机制,以及可能优先影响人类的其他精神疾病——特别是与高级认知和 GABA 活动相关的神经发育障碍,包括自闭症和多动症。

事实上,发表在《分子精神病学》上的一项新研究报告称,与自闭症谱系障碍相关的基因变异与没有该障碍的人的认知功能更好之间存在联系。这些发现可能有助于解释为什么患有自闭症的人有时在某些认知能力方面表现出非凡的技能。它们还支持了达德利的推测,即更高的认知能力可能是有代价的。当我们与灵长类表亲分离时,我们的基因组——尤其是 HAR——迅速进化,赋予了我们其他物种所缺乏的越来越多的能力。在此过程中,它们可能使我们的大脑容易出现偶尔的复杂功能障碍,但也能够进行生物医学研究,旨在有一天治愈患病的大脑。当达德利和其他人梳理精神分裂症和其他精神疾病的遗传基础,以寻找改进的诊断和治疗方法时,至少我们的哈巴狗、贵宾犬和矮脚猪似乎没有精神病。

布雷特·斯特特卡是Medscape(WebMD 的子公司)的编辑主管,也是一位自由健康、科学和食品作家。他于 2005 年从弗吉尼亚大学获得医学博士学位,并为《连线》、《石板》和《大众机械》撰写有关大脑、基因组以及有时两者兼而有之的文章。在 Twitter 上关注 Bret @BretStetka

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Bret Stetka was a writer based in New York City and editorial director of Medscape Neurology (a subsidiary of WebMD). His work has appeared in Wired, NPR and the Atlantic. He graduated from the University of Virginia School of Medicine in 2005. Stetka died in 2022.

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