大約三分之一的人抱怨有些失眠，十分之一的人符合臨床失眠症的診斷標準。從幸福感、身體健康和生產力方面來看，其代價是巨大的。研究人員從雙胞胎研究中得知，無法入睡或保持睡眠具有遺傳成分，但罪魁禍首的身份大多未知。
現在，3月份發表在《自然·遺傳學》上的兩項研究首次揭示了失眠的生物學基礎，表明其與特定的大腦區域和生物過程有關，並揭示了與心臟病和抑鬱症等精神疾病的聯絡。這兩項研究都是全基因組關聯研究 (GWAS)，它們檢查來自數千人的 DNA，以確定與健康、疾病或特定特徵相關的遺傳標記位於何處。
第一項研究，來自遺傳學家丹妮爾·波斯圖瑪 領導的阿姆斯特丹自由大學團隊，分析了超過 130 萬人的基因組，使其成為迄今為止任何複雜性狀中規模最大的 GWAS。他們使用了來自英國生物樣本庫（一個大型、長期的遺傳學專案）和直接面向消費者的遺傳學公司 23andMe 的資料，確定了 202 個與失眠相關的基因組區域，牽涉到 956 個基因，這是對之前發現的 7 個基因的重大進展。“我非常有信心，這些絕大多數都是真實的，” 柏林健康研究所的 GWAS 專家斯蒂芬·裡普克說，他沒有參與這兩項研究。“但我們需要在來自不同國家和研究人員的更多、獨立的佇列中證實這一點。”
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然後，研究人員調查了這些基因經常出現在哪些大腦區域和細胞中。該分析表明神經元的軸突（輸出連線）以及皮層和更深層的“皮質下”大腦區域（如紋狀體，參與運動）有關。它還標記了“中型多棘神經元”，這些神經元佔據了紋狀體的大部分以及其他區域的神經元，包括下丘腦。這些發現與腦成像研究結果相符，後者表明某些區域在失眠中存在功能障礙，並且與動物研究結果相符，後者表明這些細胞參與睡眠調節。“在我們的研究之前，我們對涉及哪些基因、通路和細胞知之甚少，” 波斯圖瑪說。“我們現在有了可以檢驗的具體假設。”
第二項研究，來自遺傳學家裡查·薩克森納領導的馬薩諸塞州總醫院團隊，再次從英國生物樣本庫中調查了超過 45 萬個基因組。他們確定了 57 個區域，牽涉到 236 個基因，並在對兩個獨立資料集的分析中證實了這些結果。其中一個數據集使用了臨床診斷的患者，這與另一個數據彙編形成對比，後者基於不太可靠的自我報告症狀。該團隊更進一步，分析了來自近 84,000 名英國生物樣本庫參與者的資料，他們佩戴了運動探測器一週以觀察輾轉反側或夢遊，使他們能夠將遺傳學發現與睡眠的實際測量聯絡起來。弗吉尼亞聯邦大學統計遺傳學家麥肯齊·林德認為，“這表明這些發現對於失眠相關症狀的不同定義是有效的，包括一些客觀測量的症狀。”
這兩項研究發現，失眠相關基因與精神和代謝特徵相關基因之間存在顯著重疊。包括抑鬱症、焦慮症、精神分裂症、冠狀動脈疾病和 2 型糖尿病在內的特徵基因有時是相同的。研究結果表明，失眠與神經精神疾病的相關性強於與其他睡眠相關特徵（例如某人是否是早起的人）的相關性。“這是一個很大的驚喜，” 薩克森納說。“這意味著在基因層面上，這是一種可能與精神疾病和情緒調節相關的疾病，而不僅僅是關於睡眠調節。”
兩個團隊還使用了一種技術（孟德爾隨機化），使他們能夠透過將其發現與其他疾病的 GWAS 結果進行比較來推斷什麼可能導致什麼。這兩項研究發現，失眠可能導致抑鬱症和冠狀動脈疾病，而規模較大的研究還發現，BMI（身體質量指數）和 2 型糖尿病存在因果風險效應。“使用遺傳學研究睡眠的動機之一是區分哪些是因果關係，哪些不是，” 薩克森納說。“因此，最終干預措施可以針對存在因果關係的領域。” 然而，並非所有研究人員都對這些測試充滿信心。“基因重疊是可靠的，” 裡普克說。“但關於這些孟德爾隨機化測試存在爭議；我不會認為這是理所當然的。”
這兩項研究都牽涉到一個與不寧腿綜合徵相關的基因，薩克森納說，“考慮到這也是一種睡眠障礙，這很有道理”，儘管她的團隊還發現這可能部分是由於他們的資料集中未確診的 RLS 病例造成的。事實上，失眠很可能不是一種單一的疾病，而是一組症狀的集合，這些症狀可能有一系列潛在的原因。對於一位患者來說，這可能是童年創傷的後果，對於另一位患者來說，這可能是由於晝夜節律過程紊亂，或者對於另一位患者來說，僅僅是由於不寧腿綜合徵。“如果是這樣，那麼我們將真正能夠透過遺傳學來剖析這一點，” 她說。“瞭解是否存在不同型別的失眠，以及我們如何研究它們並可能分別治療它們，這是整個領域的希望。”
展望未來，這些發現為研究人員深入研究失眠的生物學提供了切入點。“我們現在正在遵循兩種策略，” 波斯圖瑪說。她指出，實施正在透過“進一步增加樣本量”進行，“並建立實驗室實驗來證明因果關係並展示受牽連的細胞型別如何影響失眠。” 像這樣的研究可能會闡明新的治療靶點。儘管存在治療方法，但獲得認知行為療法等療法的機會無法滿足現有需求。
然而，行為療法證明了為什麼這條研究路線值得追求。失眠和情緒障礙之間的基因重疊可能指向認知行為療法可能對睡眠和焦慮都有效的原因。就目前的藥物而言，其療效有限，可能會成癮，並且有副作用。“識別出導致風險的新變異有助於精確定位新的生物靶點，” 林德說。她補充說，這種搜尋是“朝著最終目標邁進的一步，即使用遺傳資訊來預測風險和治療結果，儘管我們尚未達到這一點。”