早期生活中的學業成績較低是否與老年時阿爾茨海默病風險增加的基因變化有關? 這是有史以來規模最大的腦部疾病基因組研究得出的數十種可能推論之一,這項研究模糊了通常被認為是明確的診斷界限。
根據6月22日發表在《科學》雜誌上的研究結果,精神分裂症、重度抑鬱症 (MDD) 和雙相情感障礙等疾病共享一組重疊的遺傳變異,而不是具有獨特的遺傳特徵。
除了教育程度與阿爾茨海默病風險之間的遺傳聯絡外,結果還將神經質與神經性厭食症、焦慮症、MDD 和強迫症 (OCD) 聯絡起來。 然而,帕金森病和多發性硬化症等神經系統疾病彼此之間或與精神疾病之間幾乎沒有共同的變異。
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這項豐富的發現是在對代表超過一百萬人的基因組進行了為期六年的深入研究之後得出的,這項研究旨在尋找與 42 種或多種疾病和特徵相關的異常遺傳訊號。
來自全球 600 多個機構的研究人員,分為 25 個聯盟,彙集了他們的基因組資料,開展了名為“腦風暴聯盟”的合作專案。 他們的目標是探測龐大的資料集,以尋找基因變異、腦部疾病以及身體和認知特徵之間的聯絡。
他們發現了非常多的聯絡。
該論文的第一作者、Broad 研究所的博士後研究員維爾內裡·安蒂拉說:“其中一個重要資訊是,精神疾病在遺傳層面被證明聯絡非常緊密。” 他說,這意味著“目前的診斷無法準確區分”這些疾病的機制,這可能是解釋尋找新療法困難的一個因素。
但由於這項研究是安蒂拉所描述的“無假設方法”,僅顯示基因之間的統計關聯,而不是共同遺傳基礎的證據,因此這些發現只是深入挖掘“以更好地瞭解這些疾病如何發生”的起點。
為了提供這些寶貴的起點,“腦風暴聯盟”應用了一種統計方法,從基因組中的噪聲中梳理出真正獨特的訊號,並跟蹤這些訊號——代表基因變異的 DNA 序列中的微小變化——與 265,218 名患者的精神和神經系統診斷以及 784,643 名未受影響的人的診斷的關聯。
然後,他們研究了與腦部疾病相關的變異如何與教育程度以及身體和認知指標相關聯。 最終,分析涉及 25 種疾病,包括 MDD、自閉症、癲癇、精神分裂症、創傷後應激障礙 (PTSD) 和偏頭痛。
為了增加趣味性,研究人員還研究了 13 種行為特徵,包括認知和人格指標,以及四種身體因素——克羅恩病、血管疾病、身高和體重指數。
研究人員從這些混合輸入中提取了遺傳變異與不同疾病之間的統計聯絡,並確定了他們檢查的幾乎所有精神疾病的重疊之處。 精神分裂症、焦慮症、MDD、雙相情感障礙和注意力缺陷多動障礙 (ADHD) 都共享變異。 圖雷特綜合徵、強迫症和 MDD 聚集在一起,神經性厭食症、精神分裂症和強迫症也是如此。
在這群共享變異疾病的末端脫穎而出的是精神分裂症,它與除焦慮症外的所有精神疾病都有重疊。 與此同時,PTSD 與其中任何一種疾病都沒有顯著關聯。
儘管神經系統疾病往往保持獨立,但偏頭痛是一個例外,它與 ADHD、圖雷特綜合徵和 MDD 有許多共同的變異。 偏頭痛也與人格特質“神經質”有關,而神經質又與包括 MDD、強迫症和精神分裂症在內的多種精神疾病重疊。
旨在代表免疫疾病的克羅恩病與評估的任何其他疾病都沒有共同的變異,但血管疾病、中風和 MDD 有共同之處。
倫敦大學學院神經病學研究所神經疾病分子生物學主席約翰·哈迪說,其中一些關聯令人驚訝,而另一些則不然,他沒有參與這項研究。 哈迪稱這項研究是“可靠且組織良好的工作”。 他說,精神疾病之間的重疊並不令人震驚,因為“它們有共同的症狀,有時可能會相互混淆”。
對他來說,突出的是阿爾茨海默病和帕金森病這兩種神經退行性疾病之間缺乏重疊。 他說,根據這些發現,“它們確實看起來截然不同,這可能意味著細胞死亡的機制是不同的。”
安蒂拉提到了其他幾個出乎意料的結果。 他說:“我個人對神經系統疾病和精神疾病之間缺乏這種相關性感到驚訝,”他指出,他本來預計抑鬱症會與某些神經系統疾病表現出重疊。
安蒂拉和他的同事們另一個意想不到的結果是認知因素與精神和神經系統疾病之間的聯絡。 他說:“在 70 歲時容易患阿爾茨海默病的遺傳變異與在 12 歲時容易在學校取得較差成績的遺傳變異顯著相關,這絕對讓我們感到驚訝。”
一些非重疊的結果也出乎意料。 儘管大約三分之一的自閉症患者也患有癲癇,但這項基因組資訊探測顯示,自閉症和癲癇之間幾乎沒有共同的變異。 安蒂拉說,這項分析是這項工作中“規模較小的分析之一”,這可能解釋了缺乏聯絡的原因。
事實上,倫敦國王學院遺傳流行病學和統計學教授凱瑟琳·劉易斯說,由於樣本量小,而不是因為沒有關聯,研究中許多分析中的任何一個分析的病例少於 10,000 例都可能產生誤導性結果。 劉易斯是英國精神病基因組學聯盟的成員,併為這項研究貢獻了樣本,但沒有參與分析。
自閉症和癲癇之間缺乏共享變異的另一種可能解釋是,該研究側重於常見的變異,而不是罕見的變異。 她說,“這些方法絕對是可靠、受人尊敬且廣泛使用的”,但因為它們只關注常見變異,所以不會捕捉到罕見變異。
有了數十個涉及這些常見變異的新的調查起點,接下來會發生什麼? 安蒂拉說:“這項研究的直接意義在於,既然我們已經確定了這些聯絡,我們就可以更好地瞭解這些疾病是如何產生的。” “這裡可能存在一些更深層次的遺傳機制 [這] 使個體更容易患上多種疾病,而不僅僅是一種疾病。”
