楊瑞蘭 陳建山 張曉菲 孫加琪 鄒文錦 成小芳 鄧文皓 張一智楊嬋娟 李烜 崔立謙 曹莉萍

關(guān)于雙相障礙（bipolar disorder，BD）大樣本全基因組關(guān)聯(lián)的最新研究報(bào)告甲硫氨酸亞砜還原酶A（methionine sulfoxide reductase A，MSRA）基因與BD關(guān)聯(lián)[1]。本團(tuán)隊(duì)之前的研究也發(fā)現(xiàn)MSRA基因rs4840463多態(tài)性可能與中國漢族人群雙相障礙I型（bipolarⅠ disorder，BD-Ⅰ）的患病風(fēng)險增加有關(guān)[2]。但是MSRA基因如何參與BD的發(fā)病暫不清楚。MSRA基因編碼內(nèi)源性抗氧化酶MSRA，MSRA可特異性還原游離的或蛋白質(zhì)中的甲硫氨酸亞砜，在維持機(jī)體氧化與抗氧化平衡中起重要作用[3-4]。目前，研究認(rèn)為氧化應(yīng)激在BD的神經(jīng)病理中起重要作用[5-6]。而在多種精神障礙如孤獨(dú)癥譜系障礙、抑郁障礙等研究中均發(fā)現(xiàn)機(jī)體氧化應(yīng)激與眶額葉皮質(zhì)（orbitofrontal cortex，OFC）結(jié)構(gòu)異常相關(guān)[7-9]，但在BD患者中尚無相關(guān)研究。因此，本研究首次探討MSRA基因rs4840463多態(tài)性對中國漢族成年BD-Ⅰ患者OFC體積的影響，為揭示抗氧化酶基因與BD神經(jīng)病理機(jī)制之間的關(guān)系提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 患者組從2012年1月至2017年12月在廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院住院及門診就診的BD-Ⅰ患者中招募。入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊第四版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder，F(xiàn)ourth Edition，DSM-Ⅳ）BD-Ⅰ診斷標(biāo)準(zhǔn)；②漢族；③年齡18～50歲；④右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)：①共病符合DSM-Ⅳ軸I診斷標(biāo)準(zhǔn)的其他精神障礙，共病人格障礙，或韋氏智力測驗(yàn)總分＜70分；②患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病，或腦器質(zhì)性精神障礙，或有顱腦損傷所致意識喪失超過5 min的病史；③患有其他嚴(yán)重軀體疾病；④存在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）禁忌證；⑤目前服用碳酸鋰。

健康對照（health control，HC）組為同期從醫(yī)院、社區(qū)等招募的正常被試。入組標(biāo)準(zhǔn)：①無任何符合DSM-Ⅳ診斷標(biāo)準(zhǔn)的精神障礙；②兩系三代內(nèi)無精神疾病家族史；③漢族；④年齡18～50歲；⑤右利手。排除標(biāo)準(zhǔn)同患者組。

本研究累計(jì)納入87例BD-Ⅰ患者和82名HC。本研究經(jīng)廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)。受試者或其監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 臨床評估 采用DSM-Ⅳ配套的結(jié)構(gòu)化臨床訪談（structured clinical interview for DSM-Ⅳ，SCID）對所有受試者進(jìn)行評估以確定診斷。使用自制的病例報(bào)告表收集受試者人口學(xué)資料，包括性別、年齡、受教育年限、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）等，并記錄臨床亞型、用藥情況等臨床特征。使用漢密爾頓抑郁量表（Hamilton rating scale for depression，HAMD）、楊氏躁狂評定量表（Young mania rating scale，YMRS）評估患者的抑郁、躁狂癥狀。

1.2.2 DNA提取與MSRA基因rs4840463多態(tài)性檢測 每名被試入組后采集2 mL全血，使用酚-氯仿法提取基因組DNA，采用Sequenom MassARRAY方法對MSRA基因rs4840463進(jìn)行分型。用Sequenom Typer Version 4.0軟件獲得rs4840463的基因分型結(jié)果。MSRA基因rs4840463的A等位基因?yàn)锽D的風(fēng)險等位基因[2]，因此將受試者分為A等位基因攜帶者（基因型AA型或AC型）和非A等位基因攜帶者（基因型CC型）。

1.2.3 影像學(xué)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理 在臨床評估后3 d內(nèi)進(jìn)行MRI檢查。采用Philips Achieva 3.0 T磁共振成像儀完成高分辨率T1加權(quán)MRI數(shù)據(jù)采集。掃描序列采用矢狀位T1W 3D快速場回波（TFE）序列，視野256 mm×256 mm，重復(fù)時間8.2 ms，回波時間3.8 ms，重建矩陣256×256，層厚1 mm。

使用Freesurfer 6.0軟件執(zhí)行自動化數(shù)據(jù)處理流程，主要包括：頭動校正，去除非腦組織，標(biāo)記灰質(zhì)、白質(zhì)及軟腦膜邊界，重建全腦三維表面，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。將內(nèi)側(cè)和外側(cè)OFC作為感興趣區(qū)，分別提取每名受試者左右兩側(cè)OFC各亞區(qū)體積及顱內(nèi)容積（intracranial volume，ICV）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。年齡、受教育年限、BMI等不符合正態(tài)分布，采用M（QL，QU）描述，組間比較使用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；性別、基因型、等位基因頻率等分類變量組間比較使用χ2檢驗(yàn)。以O(shè)FC各亞區(qū)體積為因變量，以年齡、性別、ICV、病程、疾病發(fā)作次數(shù)、藥物使用情況作為協(xié)變量，采用一般線性模型，分析BD-Ⅰ與rs4840463多態(tài)性對感興趣區(qū)腦體積的交互效應(yīng)，兩兩比較結(jié)果進(jìn)行Bonferroni校正。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 一般資料和基因型 本研究共收集BD-Ⅰ患者128例，剔除入組時服用碳酸鋰患者41例，最終納入研究共87例。同期招募HC 82名。與HC組相比，BD-Ⅰ組的受教育年限偏低（Z=-5.490，P＜0.001），BMI偏高（Z=-3.312，P=0.001），兩組間的年齡（Z=-1.628，P=0.103）、性別（χ2=0.737，P=0.442）、rs4840463基因型分布（χ2=2.588，P=0.264）和等位基因頻率（χ2=2.438，P=0.121）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

BD-Ⅰ組患者抑郁發(fā)作次數(shù)中位數(shù)及上下四分位數(shù)為1（1,2）次，躁狂發(fā)作次數(shù)為1（1,2）次，病程為24.5（5.0,87.0）個月，HAMD評分為2（0,6）分，YMRS評分為1（0,4）分。使用抗精神病藥物62例（71.26%），使用抗癲癇藥物60例（68.97%），使用抗抑郁藥物16例（18.39%），使用苯二氮?類藥物19例（21.84%）。

2.2 OFC各亞區(qū)體積 BD-Ⅰ和MSRA基因rs4840463多態(tài)性對左（F=4.817，P=0.030）、右（F=9.843，P=0.002）外側(cè)OFC體積的交互作用均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖1）。在BD-Ⅰ患者中，與非A等位基因攜帶者相比，風(fēng)險A等位基因攜帶者右外側(cè)OFC體積更小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=6.191，P=0.014）；在MSRA基因rs4840463風(fēng)險A等位基因攜帶者中，與HC組相比，BD-Ⅰ組左右外側(cè)OFC體積更小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（左外側(cè)，F(xiàn)=6.231，P=0.014；右外側(cè)，F(xiàn)=8.509，P=0.004）。見表2。

表2 BD-Ⅰ組和HC組不同基因型OFC各亞區(qū)體積

3 討論

據(jù)估計(jì)，BD的遺傳度高達(dá)75%，因此遺傳因素可能是BD發(fā)病的重要因素[10-11]。內(nèi)源性抗氧化酶MSRA基因已被證實(shí)與BD-Ⅰ發(fā)病風(fēng)險升高相關(guān)[1-2]，但該基因如何參與BD的發(fā)病暫不清楚。本研究首次探索MSRA基因rs4840463多態(tài)性對BD-Ⅰ患者OFC體積的影響。結(jié)果顯示，MSRA基因rs4840463多態(tài)性與BD-Ⅰ診斷在左右外側(cè)OFC體積上存在顯著交互作用：在BD-Ⅰ患者中，風(fēng)險A等位基因攜帶者的右外側(cè)OFC體積低于非A等位基因攜帶者；在風(fēng)險A等位基因攜帶者中，BD-Ⅰ組左右外側(cè)OFC體積低于HC組。

本研究從大腦水平提示MSRA基因與BD神經(jīng)病理機(jī)制之間的關(guān)系。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，MSRA基因rs4840463風(fēng)險A等位基因與BD-Ⅰ患者執(zhí)行功能呈負(fù)相關(guān)[2]。而既往研究已顯示，執(zhí)行功能主要的負(fù)責(zé)腦區(qū)為額葉[12-13]。如SALEH等[14]研究就發(fā)現(xiàn)，在健康人群中，OFC體積越大，執(zhí)行功能越好。故本研究結(jié)果與本課題組前期研究結(jié)果具有一致性，提示MSRA基因rs4840463多態(tài)性可能通過影響OFC體積參與BD發(fā)病，進(jìn)而影響B(tài)D-Ⅰ患者執(zhí)行功能。但仍需進(jìn)一步研究以闡明三者的關(guān)系。

作為甲硫氨酸亞砜還原酶系統(tǒng)的一員，MSRA基因在神經(jīng)系統(tǒng)高度表達(dá)[15]。MSRA基因編碼重要的內(nèi)源性抗氧化酶MSRA，該酶在維持機(jī)體氧化和抗氧化平衡中起著重要作用。位于chr8：9958321的突變體rs4840463位于MSRA基因的第一個內(nèi)含子，而既往研究發(fā)現(xiàn)，第一個內(nèi)含子區(qū)富含調(diào)控基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，在基因的表達(dá)和功能調(diào)控中起著重要作用[16]。既往研究已證實(shí)BD患者存在氧化應(yīng)激改變，且抗氧化能力降低[17-19]，而額葉是對氧化應(yīng)激損害最敏感的腦區(qū)之一[9]。本研究結(jié)果與這些研究可間接地相互印證，提示抗氧化酶MSRA基因異?？赡芡ㄟ^影響OFC而參與BD的神經(jīng)病理機(jī)制。

本研究結(jié)果中，BD-Ⅰ組MSRA基因rs4840463風(fēng)險A等位基因頻率較HC組偏高，這與本課題組之前報(bào)道的結(jié)論是相似的[2]，但該差異經(jīng)檢驗(yàn)后無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮可能是樣本量偏小的原因。

綜上，本研究結(jié)果提示，MSRA基因rs4840463多態(tài)性可能通過影響OFC體積參與BD發(fā)病，為揭示抗氧化酶基因與BD神經(jīng)病理機(jī)制之間的關(guān)系提供了依據(jù)。本研究存在一定的優(yōu)勢，考慮到碳酸鋰會影響腦結(jié)構(gòu)[20]，本研究招募的BD-Ⅰ患者入組時均未使用碳酸鋰，這一定程度上能降低藥物對腦結(jié)構(gòu)的影響。本研究也存在一定的局限性，如未能同時采集血樣進(jìn)行外周血氧化應(yīng)激標(biāo)志物檢測，這可作為下一步的研究方向，從多維度驗(yàn)證MSRA基因參與BD的病理生理機(jī)制。