由北卡罗来纳大学教堂山分校医学院(UNC School of Medicine)和吉林斯全球公共卫生学院(Gillings School of Global Public Health)的研究人员领导的一项新更新,描述了过去五年中精神基因组学领域的重大发现,并为研究人员指明了下一步方向。
精神疾病和神经发育状况可以通过我们的基因遗传,并追溯到基因组中的特定区域。
2007年,来自世界各地的数千名研究人员联合起来,成立了精神病基因组学联盟(Psychiatric Genomics Consortium)。该组织的目标是更好地了解精神疾病的潜在遗传路径,并开发更有效的治疗精神分裂症、抑郁症、饮食失调等疾病的方法。
这项新的更新以预印本的形式发布在_PsyArXiv_上,由辛西娅·布利克(Cynthia Bulik)博士共同领导。她是北卡罗来纳大学医学院精神病学系饮食失调杰出教授,同时也是吉林斯全球公共卫生学院营养学教授。此外,帕特里克·沙利文(Patrick Sullivan)博士也参与其中,他是精神病学和遗传学领域的雷·M·海沃思杰出教授。文章介绍了联盟的下一步计划,并描述了研究小组在过去五年中的主要发现。
“PGC科学的下一阶段将扩大对多种精神疾病的遗传发现及其对治疗反应的范围,”布利克写道。她也是PGC饮食失调工作组的创始人兼联合主席。“我们的工作将推动整个领域的发展,为未来的研究建立一个强大的平台,激发创新,并促进合作、透明和可重复的科学,以增强临床影响。”
从双胞胎研究到全基因组关联研究
生活经历、环境和遗传都可以影响精神疾病,但其中大部分归结于我们遗传学上的变异。早在20世纪40年代,研究人员使用双胞胎研究心理障碍是如何通过比较异卵双胞胎和同卵双胞胎之间癫痫和精神分裂症的发生率来遗传的。
然而,随着遗传学领域的重大技术创新和大规模纵向研究的出现,研究人员现在执行全基因组关联研究(GWAS),以研究导致精神和神经发育障碍的遗传因素。此类研究将成千上万甚至数十万名患有某种疾病的个体的DNA样本与同样规模的未患该病的人群进行比较。
通过比较他们的基因组,可以识别病例和对照之间的差异,找到基因组上不同的位置。这些位置被认为与所研究的疾病或特征有关。它基本上揭示了需要深入挖掘以识别相关基因的地方。
精神分裂症、重度抑郁症和厌食症
2022年,PCG研究人员使用GWAS确定了基因组上与精神分裂症相关的287个不同位置。三年后,研究人员填补了对重度抑郁症理解的一个巨大空白,多年来,重度抑郁症在确定其在基因组中的关联方面落后于其他精神疾病。通过对688,808个多祖先病例和超过四百万对照组的研究,研究人员能够将基因组上的635个位置与这种状况联系起来。
2019年,PGC饮食失调工作组彻底改变了我们对神经性厌食症生物学的理解,揭示了精神和代谢遗传成分,并创造了“代谢-精神障碍”一词。
多效性和罕见变异
过去几年中,科学家们发现了一些可能连接并导致共存精神疾病的常见遗传线索。这些罕见和罕见变异的影响以及它们如何与多基因性的效应聚合并增强,是该团队过去五年关注的核心焦点。
2019年,PGC研究人员在基因组中确定了136个“热点”,这些热点与自闭症谱系障碍、注意力缺陷/多动障碍、精神分裂症、双相情感障碍、重度抑郁症、图雷特综合症、强迫症和神经性厌食症有关。其中,109个热点被多个疾病共享,或被称为“多效性”。
物质使用障碍
同样,注意到酒精、烟草、大麻和阿片类药物问题往往相互并发,PGC成员发现了19个与多种物质使用问题相关的遗传信号以及其他仅影响一种物质的热点。
研究人员现在可以利用这些知识寻找与这些多效性信号引起的表达变化相关的药物——这是未来发现的起点,可能会改善我们治疗物质使用障碍的能力。
自闭症谱系障碍和智力障碍
他们特别关注由DNA片段的复制或删除引起的基因错误,称为拷贝数变异(CNVs)。2023年,PGC在NRXN1基因中发现了CNVs,该基因因其在自闭症谱系障碍和智力障碍中的作用而闻名,并在ABCB11中发现了缺失,这在个体对抗精神病药物的反应能力中起作用。
改善临床护理和数据共享
GWAS指出的基因组位置可以包含多个显著且相关的变异,但这些数据很少揭示这些热点背后的生物学机制。研究人员决定将蛋白质数据纳入他们的GWAS研究,以提供精神病在分子和细胞水平上的共性和差异的见解。
例如,2025年发表在《自然》杂志上的一项研究发现,双相情感障碍与神经元中重要基因的较高表达有关,这些神经元在情绪处理、记忆、大脑处理抑制或兴奋性的改变、消化和代谢以及激素调节中起关键作用。
但PGC不仅生产数据,还与更广泛的遗传学和精神病学界共享数据。自2021年以来,他们的50多项GWAS研究的数据已被访问超过154,000次,并被应用于许多基因组学、功能基因组学和生物学研究领域。
PGC的未来计划
PGC旨在扩大对多种精神疾病的遗传发现范围,包括对治疗的反应,以及涵盖生命周期和跨人群的精神疾病。
通过结合遗传学和其他环境、临床及神经科学数据来源,PGC计划采取生命周期方法来理解通常在儿童期发病的疾病(如自闭症谱系障碍)、成年期发病的疾病(如物质使用障碍)以及晚年发病的疾病(如阿尔茨海默病),并研究人群中精神健康和韧性的纵向过程。
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