【佳學(xué)基因檢測(cè)】精神分裂癥與雙相情感障礙的基因檢測(cè)：如何使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

摘要

精神分裂癥與雙相情感障礙是兩種復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性的精神疾病，其病理生理機(jī)制涉及遺傳和環(huán)境因素的復(fù)雜相互作用。這種相互作用在神經(jīng)發(fā)育的早期階段就已經(jīng)開(kāi)始。近年來(lái)，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）技術(shù)的進(jìn)展為理解這些疾病所涉及的神經(jīng)生物學(xué)變化提供了新的工具，并可能為新治療方案的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文綜述了基于iPSC的研究結(jié)果，揭示了精神分裂癥和雙相情感障礙中神經(jīng)發(fā)育過(guò)程的干擾、谷氨酸能和GABA能傳輸?shù)牟黄胶庖约吧窠?jīng)形態(tài)學(xué)的變化。同時(shí)，本文也指出了現(xiàn)有研究的局限性，包括研究方法的異質(zhì)性、同時(shí)開(kāi)發(fā)這兩種疾病的iPSC模型的研究數(shù)量有限以及納入樣本的臨床特征缺乏深入分析等。進(jìn)一步的研究將有助于加深對(duì)精神分裂癥與雙相情感障礙的共同和特異性病理生理特征的理解，并推動(dòng)新治療選項(xiàng)的發(fā)展。

1. 引言

精神分裂癥和雙相情感障礙是全球約2%至3%的人口所受影響的嚴(yán)重精神疾病。這兩種疾病與嚴(yán)重的功能障礙、生活質(zhì)量顯著下降、高殘疾水平以及過(guò)早死亡密切相關(guān)。精神分裂癥通常在青少年或成年早期發(fā)病，表現(xiàn)為多種臨床癥狀，包括思維障礙、妄想、幻覺(jué)、負(fù)性癥狀以及認(rèn)知和社會(huì)功能的缺陷。盡管精神癥狀減輕有助于功能恢復(fù)，但患者在精神癥狀緩解后仍可能面臨嚴(yán)重的日常生活功能障礙。

雙相情感障礙則以抑郁與躁狂或輕躁狂發(fā)作的交替和波動(dòng)為特征。其發(fā)病年齡通常在20至30歲之間，患者表現(xiàn)出異質(zhì)的臨床表現(xiàn)和對(duì)治療的反應(yīng)。盡管這兩種疾病在診斷標(biāo)準(zhǔn)上存在明顯區(qū)別，但在某些亞群體中，它們表現(xiàn)出一定的重疊性。

2. 精神分裂癥與雙相情感障礙的共同特征

2.1 臨床表現(xiàn)的重疊

精神分裂癥和雙相情感障礙在臨床表現(xiàn)上存在一定的重疊，特別是在情感性精神病患者中。情感性精神病可以分為雙相型和抑郁型，其中前者包括躁狂發(fā)作。此外，雙相情感障礙又分為I型和II型，兩者都可能出現(xiàn)精神癥狀，但I(xiàn)型患者的精神癥狀通常更為常見(jiàn)。認(rèn)知障礙在精神分裂癥患者中較為常見(jiàn)，但在雙相情感障礙的兩種類型中也可能存在更為細(xì)微的表現(xiàn)。

2.2 遺傳與環(huán)境因素的交互作用

精神分裂癥和雙相情感障礙的發(fā)生與遺傳和環(huán)境因素密切相關(guān)。一項(xiàng)涉及200萬(wàn)家庭的研究表明，如果直系親屬被診斷為雙相情感障礙，發(fā)展為精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，這兩種疾病存在多種共同的遺傳單核苷酸多態(tài)性（SNP），而這些遺傳變異的表現(xiàn)與疾病的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。

2.3 神經(jīng)發(fā)育的異常

在神經(jīng)發(fā)育的早期階段，精神分裂癥和雙相情感障礙均表現(xiàn)出神經(jīng)元分化、連接和神經(jīng)傳遞的缺陷，尤其是在精神分裂癥中更為明顯。雖然雙相情感障礙的某些亞群體也表現(xiàn)出異常的神經(jīng)發(fā)育軌跡，特別是早發(fā)病和有精神病癥狀的患者。

3. 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）的研究進(jìn)展

3.1 iPSCs的基本原理

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)于2006年首次被提出，這一技術(shù)使得成人體細(xì)胞能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子的引導(dǎo)回歸到胚胎樣狀態(tài)，重新獲得多能性并能分化為多種細(xì)胞類型，包括神經(jīng)祖細(xì)胞、完全成熟的神經(jīng)元、微膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞等。這一技術(shù)為研究精神疾病提供了新的方向。

3.2 iPSCs在精神分裂癥和雙相情感障礙中的應(yīng)用

iPSCs的應(yīng)用主要采用兩種方法：一是關(guān)注與這兩種疾病相關(guān)的遺傳風(fēng)險(xiǎn)變異，研究這些變異在iPSC模型中的表現(xiàn)；二是研究患者與健康供體的iPSC衍生細(xì)胞在神經(jīng)發(fā)育過(guò)程、形態(tài)特征和神經(jīng)傳遞方面的差異。

4. 現(xiàn)有研究的總結(jié)

4.1 神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中的干擾

基于iPSC的研究顯示，精神分裂癥和雙相情感障礙患者的神經(jīng)元在分化過(guò)程中表現(xiàn)出顯著的差異。研究發(fā)現(xiàn)，iPSC衍生的神經(jīng)元在發(fā)育過(guò)程中可能出現(xiàn)神經(jīng)元連接性和神經(jīng)傳遞的不平衡，尤其是谷氨酸能和GABA能系統(tǒng)的失調(diào)。

4.2 神經(jīng)形態(tài)學(xué)的變化

在iPSC研究中，精神分裂癥患者的神經(jīng)元表現(xiàn)出較小的胞體尺寸和減少的樹(shù)突突觸，而雙相情感障礙患者的神經(jīng)元?jiǎng)t顯示出較大的變異性。這些形態(tài)學(xué)上的變化與臨床表現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)為進(jìn)一步理解這兩種疾病的病理機(jī)制提供了線索。

4.3 神經(jīng)傳遞的失衡

研究還表明，精神分裂癥和雙相情感障礙患者在神經(jīng)傳遞系統(tǒng)中表現(xiàn)出不同的失衡狀態(tài)，特別是在谷氨酸能和GABA能的傳遞上。精神分裂癥患者通常表現(xiàn)出過(guò)度的谷氨酸能活動(dòng)，而雙相情感障礙患者則在躁狂和抑郁狀態(tài)下表現(xiàn)出不同的神經(jīng)傳遞模式。

5. 現(xiàn)有文獻(xiàn)的局限性

盡管已有研究揭示了許多重要發(fā)現(xiàn)，但現(xiàn)有文獻(xiàn)仍存在一些局限性。首先，研究方法的異質(zhì)性使得結(jié)果的可比性降低。其次，同時(shí)開(kāi)發(fā)精神分裂癥和雙相情感障礙的iPSC模型的研究數(shù)量較少。此外，納入樣本的臨床特征缺乏深入分析，限制了對(duì)疾病機(jī)制的全面理解。

6. 佳學(xué)基因檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

6.1 深入了解病理生理特征

未來(lái)的研究需要更加深入地探討精神分裂癥與雙相情感障礙的共同及特異性病理生理特征。這不僅有助于識(shí)別潛在的生物標(biāo)志物，也為新治療選項(xiàng)的開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)。

6.2 iPSC模型的改進(jìn)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)的iPSC研究可以通過(guò)改進(jìn)模型的構(gòu)建和應(yīng)用三維器官模型，進(jìn)一步模擬疾病的復(fù)雜性。此外，結(jié)合臨床數(shù)據(jù)和多組學(xué)分析將有助于更加全面地理解這些精神疾病。

6.3 新治療方案的發(fā)展

隨著對(duì)疾病機(jī)制理解的加深，新治療方案的開(kāi)發(fā)將更加精準(zhǔn)。iPSC技術(shù)有潛力為個(gè)體化治療提供支持，開(kāi)發(fā)基于患者特定遺傳背景的靶向治療。

結(jié)論

精神分裂癥與雙相情感障礙是兩種復(fù)雜的精神疾病，其病理機(jī)制的理解仍在不斷發(fā)展。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)為我們提供了研究這些疾病的新工具，揭示了其在神經(jīng)發(fā)育、神經(jīng)傳遞及形態(tài)變化方面的重要信息。盡管現(xiàn)有研究已提供了寶貴的見(jiàn)解，但仍需進(jìn)一步探討其共同與特異性特征，以推動(dòng)新治療方案的研究與發(fā)展。