韓佳睿 張?zhí)O 張媛

摘 要：DNA甲基化是最常見(jiàn)的表觀遺傳學(xué)修飾之一，異常的甲基化影響基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。有研究表明DNA甲基化可能在精神疾病的發(fā)生機(jī)制中發(fā)揮著很大的作用。本文通過(guò)綜述遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙的研究進(jìn)展及DNA甲基化可能發(fā)揮的作用，為預(yù)測(cè)TD的發(fā)生發(fā)展及臨床治療和預(yù)防提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：DNA甲基化；精神分裂癥；遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙

中圖分類號(hào)：R741.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.20.010

文章編號(hào)：1006-1959（2018）20-0032-04

Abstract：DNA methylation is one of the most common epigenetic modifications，and abnormal methylation affects gene transcription and expression.Studies have shown that DNA methylation may play a large role in the mechanism of mental illness.This article provides a theoretical basis for predicting the occurrence and development of TD and clinical treatment and prevention by reviewing the research progress of tardive dyskinesia and the possible role of DNA methylation.

Key words：DNA methylation；Schizophrenia；Tardive dyskinesia

遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙（tardive dyskinesia，TD）主要是由于長(zhǎng)期大量服用抗精神病藥后引起的一種特殊并持久的異常不自主運(yùn)動(dòng)綜合征，最為突出的是口、唇、舌及面部不自主運(yùn)動(dòng)，稱為“口-舌-頰三聯(lián)征”，表現(xiàn)為吸允、舐舌、鼓腮，有時(shí)伴有軀干及四肢舞蹈樣動(dòng)作或手部指劃樣動(dòng)作[1， 2]。TD一旦發(fā)生，很難逆轉(zhuǎn)，并且具有致殘率高，預(yù)后較差等特點(diǎn)，但目前臨床尚無(wú)特異性的治療方法。所以對(duì)TD的發(fā)生機(jī)制的研究就變得尤為重要。

1 TD的發(fā)生機(jī)制

1.1機(jī)制假說(shuō) ①多巴胺受體（dopamine receptor，DR）超敏學(xué)說(shuō)[3，4]：是目前最被認(rèn)可與流行的假說(shuō)，長(zhǎng)期服用大劑量的抗精神病藥物可阻滯突觸后DR，使突出前多巴胺（DA）合成及釋放反饋性增加，而突觸后DR對(duì)DA敏感性增強(qiáng)，產(chǎn)生DR超敏反應(yīng)，處于“去神經(jīng)增敏狀態(tài)”，對(duì)DA變得更為敏感。此觀點(diǎn)可以解釋增加抗精神病藥物劑量會(huì)暫時(shí)抑制TD的癥狀，而突然撤退或使用DR激動(dòng)劑會(huì)惡化甚至引發(fā)TD，但是不能解釋在開(kāi)始使用抗精神病藥物幾周就出現(xiàn)DR超敏，在藥物使用一段時(shí)間后才出現(xiàn)TD[5，6]。但近來(lái)該理論受到質(zhì)疑，在應(yīng)用DA受體激動(dòng)劑時(shí)，TD的原有癥狀并沒(méi)有加重，也不能解釋TD出現(xiàn)緩慢、停藥后不能自行緩解的現(xiàn)象[7]。②神經(jīng)元變性假說(shuō)：患者長(zhǎng)期應(yīng)用抗精神病藥物能增加體內(nèi)的兒茶酚胺濃度，兒茶酚胺代謝產(chǎn)物自由基能破壞細(xì)胞蛋白，細(xì)胞膜及 DNA?；坠?jié)神經(jīng)變性是TD發(fā)生的病理基礎(chǔ)。自由基參與TD病理生理多個(gè)環(huán)節(jié)。包括神經(jīng)細(xì)胞胞膜的破壞，特別是基底神經(jīng)元的病理改變、抗氧化酶系統(tǒng)的失衡以及血漿脂質(zhì)過(guò)氧化物誘導(dǎo)物濃度的增加等。大腦中兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)的代謝為自由基的主要來(lái)源。對(duì)于精神疾患，由于鎮(zhèn)靜劑的運(yùn)用阻斷了兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)受體，增加了DA 神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間濃度以及代謝產(chǎn)物。而基底節(jié)兒茶酚胺以及離子濃度的升高，使基底節(jié)的神經(jīng)變性最為嚴(yán)重，TD的產(chǎn)生可能和此處神經(jīng)元持久改變密切相關(guān)[8]。③GABA功能低下學(xué)說(shuō)：有學(xué)者報(bào)道在TD患者中存在部分紋狀體GABA能中間神經(jīng)元受損或功能障礙[9]。該理論在遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙的發(fā)病機(jī)理中也起到了一定的支持作用，主要認(rèn)為在神經(jīng)解剖環(huán)路控制運(yùn)動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中GABA不足，影響TD的發(fā)生。然而在臨床治療實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)提升GABA的濃度卻無(wú)法獲得讓人滿意的療效。目前尚不能確定具有GABA作用的藥物在治療TD方面的效能。人們對(duì)GABA在TD的發(fā)病機(jī)制中所起的作用尚有疑問(wèn)[10]。④氧化應(yīng)激假說(shuō)：自由基具有神經(jīng)毒性，損害神經(jīng)元，最終導(dǎo)致不同神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的退行性變。此觀點(diǎn)認(rèn)為長(zhǎng)期服用抗精神病藥物可以增加自由基的生成[11]。此假說(shuō)可以解釋停用藥物后TD癥狀的不可逆。

1.2分子遺傳學(xué)研究 家系和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的研究提示，遺傳因素在TD的發(fā)生中起一定作用[12]。在臨床實(shí)踐中，不同個(gè)體對(duì)TD的易感性存在差異。同一種抗精神病藥物，部分年輕患者可能服用數(shù)月后即可產(chǎn)生TD，而有些老年患者可能服用數(shù)十年也不出現(xiàn)TD，不同個(gè)體對(duì)同一種抗精神病藥物的反應(yīng)不同可能與其獨(dú)特的基因圖譜有關(guān)[13]。近年來(lái)，諸多學(xué)者為解釋TD發(fā)生的遺傳學(xué)機(jī)制對(duì)TD候選基因進(jìn)行了基因多態(tài)性的研究，其中包括抗精神病藥物代謝酶細(xì)胞色素P450基因多態(tài)性，如CYP2D6[14]、CYP3A4[15]；神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)的基因，如兒茶酚胺氧甲基轉(zhuǎn)移酶（catechol-o-methyltransferase，COMT）基因的Vall58Met[16]；5-羥色胺受體（5-hydroxy tryptamine receptor，5-HTR）基因多態(tài)性，如前額葉皮質(zhì)5-HT7受體的表達(dá)水平降低[17]；γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）受體基因多態(tài)性如GABRA3，GABRA4，GABRB2[18]和自由基清除酶如錳超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）基因多態(tài)性等。

近年來(lái)，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為遺傳易感性、環(huán)境及基因與環(huán)境的相互作用在精神疾病中發(fā)揮很大的作用。精神分裂癥的發(fā)病機(jī)理主要是腦內(nèi)遞質(zhì)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致腦內(nèi)存在病變，而遺傳因素和環(huán)境因素在精神分裂癥的發(fā)病過(guò)程中均起到重要作用，可能是兩者相互作用共同導(dǎo)致精神分裂癥的發(fā)作?；蚺c環(huán)境交互作用的中介是表觀遺傳[19]。TD是由于長(zhǎng)期服用抗精神病藥物所引起的一種異常不自主綜合征，因其發(fā)病機(jī)制不清楚，從而給患者的治療帶來(lái)很大的困難。因?yàn)榧韧募僬f(shuō)均不能很好的解釋TD的發(fā)生與發(fā)展，所以以表觀遺傳角度為切入點(diǎn)進(jìn)行研究或許會(huì)有所發(fā)現(xiàn)。

2 藥物與表觀遺傳學(xué)研究

2.1表觀遺傳與DNA甲基化 Csoka AB等提出藥物表觀遺傳的假說(shuō)：認(rèn)為表觀遺傳是基因與環(huán)境相關(guān)作用的產(chǎn)物，是基因受環(huán)境刺激的影響而引起的持久變化，環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)包括化學(xué)藥物使這一變化更加顯著。臨床使用的諸多藥物也可引起持久的表觀遺傳變化。藥物可能通過(guò)直接和間接的機(jī)制導(dǎo)致表觀遺傳變化。直接機(jī)制可能包括由藥物引起的DNA甲基化、染色質(zhì)重塑等，由此改變基因表達(dá)；間接機(jī)制可能是藥物通過(guò)改變受體、信號(hào)分子以及必須蛋白的表達(dá)，進(jìn)而影響遺傳調(diào)控通路。由于長(zhǎng)期服用藥物，機(jī)體可能發(fā)生一系列的變化適應(yīng)，如DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、RNA沉默等，形成永久的表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)[20]。DNA甲基化是一種常見(jiàn)的遺傳學(xué)修飾。DNA甲基化是指甲基化合物（S-Adenosyl-L-methionine，SAM）在甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methytransferase，DNMTs）的激活下，將甲基基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA分子中特定堿基上的過(guò)程，最普遍的是在胞嘧啶上形成5甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5-mC）。DNA甲基化是一種進(jìn)化上保守且具有重要生物學(xué)功能的表觀遺傳機(jī)制，它可以在不改變DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的情況下調(diào)控基因表達(dá)。目前認(rèn)為，DNA甲基化參與基因表達(dá)的調(diào)控，基因調(diào)控元件（如啟動(dòng)子）的CpG島甲基化修飾會(huì)阻礙轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物與DNA的結(jié)合。更重要的是，甲基化的DNA結(jié)合CpG結(jié)構(gòu)域蛋白（methyl-CpG-binding domain proteins，MBDs）。隨后MBDs招募染色質(zhì)重塑蛋白到結(jié)合位點(diǎn)，導(dǎo)致染色質(zhì)發(fā)生異染色質(zhì)化，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄。甲基化狀態(tài)的改變與基因位點(diǎn)突變、基因缺失及基因表達(dá)異常的發(fā)生密切相關(guān)[21，22]。因此DNA低甲基化可能會(huì)通過(guò)導(dǎo)致基因缺失、異位等，從而使某些相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯、蛋白質(zhì)等發(fā)生異常。高甲基化可使基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生沉默，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的表達(dá)異常，從而影響蛋白質(zhì)相對(duì)應(yīng)的生物學(xué)功能。該理論假說(shuō)也很好地解釋了TD在患者服藥一段時(shí)間后出現(xiàn)，撤藥后仍不能自然緩解或消失的這一臨床現(xiàn)象。

近年來(lái)，隨著DNA甲基化研究的不斷深入，DNA甲基化檢測(cè)技術(shù)也變的越來(lái)越多，如芯片技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)，使不同類型的甲基化的研究變?yōu)榭赡堋Ｓ糜诩谆芯康闹饕夹g(shù)包括第三代高通量測(cè)序技術(shù)（三代測(cè)序）[23]，此技術(shù)通過(guò)分子量區(qū)分不同的堿基，因此甲基化修飾的堿基也可以通過(guò)分子量差異被檢測(cè)出。避免了重亞硫酸鹽處理，同時(shí)讀長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)降低了重復(fù)序列的比對(duì)和拼接難度。第二代高通量測(cè)序 （二代測(cè)序）技術(shù)[24]，此技術(shù)使得成本大幅降低、測(cè)序時(shí)間縮短和準(zhǔn)確度提升，從而深度測(cè)序得以實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于一些低拷貝變異的檢測(cè)是至關(guān)重要的。該技術(shù)的缺點(diǎn)是 DNA 進(jìn)行重亞硫酸鹽處理后海量測(cè)序數(shù)據(jù)比對(duì)、拼接難度高?；蛐酒瑱z測(cè)技術(shù)（microarray）[25]具有檢測(cè)速度快，數(shù)據(jù)平行性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性高，價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)?；蛐酒捎萌蚪M范圍內(nèi)設(shè)計(jì)探針，但并非全基因組的 CG 位點(diǎn)都作為探針被檢測(cè)，因此不能獲得基因組上全部的甲基化數(shù)據(jù)。

2.2精神分裂癥與DNA 甲基化 有研究證據(jù)提示，DNA甲基化在精神障礙患者的GABA能神經(jīng)元失衡中起重要作用。在精神分裂癥患者中，reelin基因的表達(dá)與其啟動(dòng)子的甲基化狀態(tài)相關(guān)，高度甲基化可降低reelin基因的表達(dá)水平[26， 27]。精神分裂癥小鼠模型試驗(yàn)表明，L-甲硫氨酸通過(guò)調(diào)節(jié)RELN基因啟動(dòng)子的甲基化而降低RELN基因的mRNA表達(dá)水平，從而加重精神分裂癥的癥狀，如小鼠自發(fā)活動(dòng)增加、刻板行為等。一項(xiàng)全基因組的表觀遺傳研究顯示，在精神分裂癥中谷氨酸受體基因、谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因和一種調(diào)節(jié)GABA受體產(chǎn)生的蛋白基因（MARLIN-1）的CpG島都存在DNA甲基化異常[28]。 Petronis A等發(fā)現(xiàn)精神分裂癥發(fā)病差異的同卵雙生子的DRD2啟動(dòng)子區(qū)甲基化存在差異[29]。近年來(lái)，表觀全基因組關(guān)聯(lián)研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了GABA能相關(guān)基因的表達(dá)在精神分裂癥中發(fā)揮一定的作用，在精神分裂癥患者的腦中存在谷氨酸脫羧酶1調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中基因[30，31]的甲基化異常。

3 總結(jié)

不斷研究的證據(jù)顯示表觀遺傳學(xué)因素可能在精神分裂癥發(fā)病機(jī)制中起到一定作用。DNA甲基化作為一種表觀遺傳學(xué)機(jī)制，可能與神經(jīng)精神疾病和抗精神病藥物作用相關(guān)的異常表達(dá)調(diào)控相關(guān)。而TD是由于長(zhǎng)期服用抗精神病藥物引起的，由此推測(cè)，TD也可能與表觀遺傳中的DNA甲基化相關(guān)。由于有關(guān)精神疾病的表觀遺傳學(xué)研究剛剛起步，通過(guò)系統(tǒng)文獻(xiàn)檢索，關(guān)于TD與DNA甲基化關(guān)聯(lián)的報(bào)道研究還很少。通過(guò)研究DNA甲基化在TD中所產(chǎn)生的作用，為預(yù)測(cè)TD的發(fā)生及臨床治療和預(yù)防提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Lanning RK，Zai CC，Müller DJ.Pharmacogenetics of tardive dyskinesia：an updated review of the literature[J].Pharmacogenomics，2016，17（12）：1339-1351.

[2]Caligiuri MP，Teulings HL，Dean CE，et al.A Quantitative Measure of Handwriting Dysfluency for Assessing Tardive Dyskinesia[J].Journal of Clinical Psychopharmacology，2015，35（2）：168-174.

[3]王寧，譚云龍，楊甫德，等.精神分裂癥伴發(fā)遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙的血清S100B蛋白濃度研究[J].中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志，2011，37（9）：550-553.

[4]王堅(jiān).中樞神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)障礙的診斷和處理[J].神經(jīng)病學(xué)與神經(jīng)康復(fù)學(xué)雜志，2010，7（3）：187-189.

[5]Peralta V，Campos MS，De Jalón EG，et al.Motor behavior abnormalities in drug-naive patients with schizophrenia spectrum disorders[J].Schizophrenia Research，2010，117（2-3）：187-188.

[6]Aquino CC，Lang AE.Tardive dyskinesia syndromes：current concepts [J].Parkinsonism&Related; Disorders，2014，20（Suppl 1）：S113-S117.

[7]Rana AQ，Chaudry ZM，Blanchet PJ.New and emerging treatments for symptomatic tardive dyskinesia[J].Drug Design Development&Therapy;，2013，7（default）：1329-1340.

[8]楊志明，高燁，熊文，等.遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙關(guān)聯(lián)因素的研究綜述[J].中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥，2009，4（36）：236-238.

[9]Andreassen OA，F(xiàn)insen B，Ostergaard K，et al.The relationship between oral dyskinesias produced by long-term haloperidol treatment， the density of striatal preproenkephalin messenger RNA and enkephalin peptide，and the number of striatal neurons expressing preproenkephalin messenger RNA in rats[J].Neuroscience，1999，88（1）：27-35.

[10]王崴，亢萬(wàn)虎.遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙的相關(guān)問(wèn)題回顧[J].中國(guó)健康心理學(xué)雜志，2004，12（4）：318-320.

[11]Tsai G，Goff DC，Chang RW，et al.Markers of glutamatergic neurotransmission and oxidative stress associated with tardive dyskinesia[J].Am J Psychiatry，1998，155（9）：1207-1213.

[12]Mehanna R，Jankovic J.Movement disorders in cerebrovascular disease[J].Lancet Neurology，2013，12（6）：597.

[13]Ellingrod VL，Schultz SK，Arndt S.Association between cytochrome P4502D6（CYP2D6）genotype，antipsychotic exposure， and abnormal involuntary movement scale（AIMS）score[J].Psychiatr Genet，2000，10（1）：9-11.

[14]Lam LC，Garcia-Barcelo MM，Ungvari GS，et al.Cytochrome P450 2D6 genotyping and association with tardive dyskinesia in Chinese schizophrenic patients [J].Pharmacopsychiatry，2001，34（6）：238.

[15]Eiselt R，Domanski TL，Zibat A，et al.Identification and functional characterization of eight CYP3A4 protein variants [J].Pharmacogenetics，2001，11（5）：447.

[16]Li H，Tan Y，Wang Z，et al.Association study on tardive dyskinesia and polymorphisms in COMT and MAOA in Chinese population[J].Psychiatric Genetics，2013，23（4）：176.

[17]Dean B，Pavey G，Thomas D，et al.Cortical serotonin 7，1D and 1F receptors：Effects of schizophrenia，suicide and antipsychotic drug treatment[J].Schizophrenia Research，2006，88（1）：265-274.

[18]Inada T，Koga M，Ishiguro H，et al.Pathway-based association analysis of genome-wide screening data suggest that genes associated with the gamma-aminobutyric acid receptor signaling pathway are involved in neuroleptic-induced，treatment-resistant tardive dyskinesia[J].Pharmacogenetics&Genomics;，2008，18（4）：317.

[19]Bird A.Perceptions of epigenetics[J].Nature，2007，447（7143）：396-398.

[20]Csoka AB，Szyf M.Epigenetic side-effects of common pharmaceuticals：A potential new field in medicine and pharmacology[J].Medical Hypotheses，2009，73（5）：770.

[21]Furuta Y，Kobayashi I.Mobility of DNA sequence recognition domains in DNA methyltransferases suggests epigenetics-driven adaptive evolution[J].Mobile Genetic Elements，2012，2（6）：292-296.

[22]Olson CO，Zachariah RM，Ezeonwuka CD，et al.Brain Region-Specific Expression of MeCP2 Isoforms Correlates with DNA Methylation within Mecp2 Regulatory Elements[J].Plos One，2014，9（3）：e90645.

[23]張?zhí)O，李艷麗，安會(huì)梅，等.精神分裂癥伴遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙患者基因甲基化譜的初步構(gòu)建[J].中華精神科雜志，2018，51（1）：

[24]Marcucci G，Yan P，Maharry K，et al.Epigenetics meets genetics in acute myeloid leukemia：clinical impact of a novel seven-gene score [J].Journal of Clinical Oncology，2015，32（6）：548-556.

[25]Sandoval J，Heyn H，Moran S，et al.Validation of a DNA methylation microarray for 450，000 CpG sites in the human genome[J].Epigenetics，2016，6（6）：692-702.

[26]馮磊光，曹鴻雁，祁萍萍，等.精神分裂癥患者外周血液中Reelin蛋白的表達(dá)[J].國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2014（10）：1291-1292.

[27]BNsch D，Wunschel M，Lenz B，et al.Methylation matters Decreased methylation status of genomic DNA in the blood of schizophrenic twins [J].Psychiatry Research，2012，198（3）：533-537.

[28]Mill J，Tang T，Kaminsky Z，et al.Epigenomic profiling reveals DNA-methylation changes associated with major psychosis[J].American Journal of Human Genetics，2008，82（3）：696-711.

[29]Petronis A，Gottesman II，Kan P，et al.Monozygotic Twins Exhibit Numerous Epigenetic Differences：Clues to Twin Discordance[J].Schizophrenia Bulletin，2003，29（1）：169-178.

[30]Ruzicka WB，Subburaju S，Benes FM.Circuit- and Diagnosis-Specific DNA Methylation Changes at γ-Aminobutyric Acid-Related Genes in Postmortem Human Hippocampus in Schizophrenia and Bipolar Disorder[J].Jama Psychiatry，2015，72（6）：541.

[31]Boyadjieva N，Varadinova M.Epigenetics of psychoactive drugs[J].Journal of Pharmacy&Pharmacology;，2012，64（10）：1349-1358.

收稿日期：2018-8-8；修回日期：2018-9-4

編輯/成森