焦慮癥越來越普遍，影響人們的做事能力，降低生活質(zhì)量。由于缺乏客觀測試，焦慮癥診斷不足且治療不理想，導(dǎo)致不良生活事件和/或成癮。我們努力通過四步法發(fā)現(xiàn)焦慮的血液生物標(biāo)志物。首先，我們在患有精神疾病的個體中使用縱向受試者內(nèi)設(shè)計來發(fā)現(xiàn)自我報告的低焦慮和高焦慮狀態(tài)之間的血液基因表達變化。其次，我們利用該領(lǐng)域的其他證據(jù)，使用聚合功能基因組學(xué)方法對候選生物標(biāo)志物列表進行優(yōu)先排序。第三，我們在具有臨床嚴(yán)重焦慮的獨立精神病患者隊列中驗證了從發(fā)現(xiàn)和優(yōu)先排序中獲得的頂級生物標(biāo)志物。第四，我們在另一組獨立的精神病患者中測試了這些候選生物標(biāo)志物的臨床效用，即預(yù)測焦慮嚴(yán)重程度狀態(tài)和未來臨床惡化（因焦慮而住院）的能力。我們通過個性化方法提高了個體生物標(biāo)志物的準(zhǔn)確性，按性別和診斷分類，尤其是在女性中?？傮w證據(jù)最好的生物標(biāo)志物是 GAD1、NTRK3、ADRA2A、FZD10、GRK4 和 SLC6A4。最后，我們確定了哪些生物標(biāo)志物是現(xiàn)有藥物（如丙戊酸、ω-3 脂肪酸、氟西汀、鋰、舍曲林、苯二氮卓類藥物和氯胺酮）的靶點，因此可用于將患者與藥物進行匹配并測量對治療的反應(yīng)。我們還使用我們的生物標(biāo)志物基因表達特征來識別可以重新用于治療焦慮的藥物，如雌二醇、吡侖哌隆、洛哌丁胺和丙吡胺。鑒于未經(jīng)治療的焦慮的有害影響、目前缺乏指導(dǎo)治療的客觀措施以及現(xiàn)有基于苯二氮卓類的焦慮藥物的成癮潛力，迫切需要更精確和個性化的方法，就像我們開發(fā)的這種方法一樣。
主題詞：遺傳學(xué)、生物標(biāo)志物
介紹
“人們擔(dān)心的并不是現(xiàn)實問題，而是自己想象出來的對現(xiàn)實問題的焦慮。”
— 愛比克泰德
焦慮是指在預(yù)期發(fā)生被認(rèn)為具有潛在危害、難以承受或具有挑戰(zhàn)性的事件時反應(yīng)增強。由于不良的生活軌跡，精神病患者的焦慮情緒可能會增加，焦慮的原因也會增加。因此，他們可能是一個高產(chǎn)人群，我們可以從中嘗試識別出可推廣和跨診斷的焦慮血液生物標(biāo)志物。此類標(biāo)志物將消除評估的主觀性，提供一些風(fēng)險指示，并有助于指導(dǎo)治療 [ 1 ]。首先，我們在患有精神疾病的個體中采用了強有力的縱向受試者內(nèi)設(shè)計，以發(fā)現(xiàn)自我報告的低焦慮狀態(tài)和高焦慮狀態(tài)之間的血液基因表達變化，并通過我們開發(fā)的視覺模擬量表——簡化焦慮量表 (SAS-4) 進行測量，該量表與我們之前發(fā)布的簡化情緒量表 (SMS-7) [ 2 ] 類似。第二，我們采用類似貝葉斯的聚合功能基因組學(xué)方法對候選生物標(biāo)志物列表進行優(yōu)先排序，全面整合了我們和其他機構(gòu)在該領(lǐng)域先前的人類和動物模型證據(jù)。第三，我們在一組臨床上嚴(yán)重焦慮的精神病患者中驗證了我們通過發(fā)現(xiàn)和優(yōu)先排序確定的頂級生物標(biāo)志物。我們優(yōu)先列出了 95 個候選生物標(biāo)志物，這些標(biāo)志物在前三個步驟中具有最多的證據(jù)。第四，我們在另一組獨立的精神病患者中測試了這些候選生物標(biāo)志物是否能夠預(yù)測焦慮嚴(yán)重程度狀態(tài)和未來的臨床惡化（以焦慮為主要原因的住院治療）。我們對測試隊列中的所有受試者進行了生物標(biāo)志物測試，并以更個性化的方式根據(jù)性別和精神病診斷進行了測試，結(jié)果顯示個性化方法的準(zhǔn)確性更高，尤其是在女性中。第五，我們分析了生物標(biāo)志物所涉及的生物途徑和網(wǎng)絡(luò)，以及我們的哪些頂級生物標(biāo)志物有證據(jù)表明與其他精神疾病和相關(guān)疾病有關(guān)。第六，我們確定了哪些生物標(biāo)記物是現(xiàn)有藥物的靶點，因此可用于患者與治療的藥物基因組學(xué)匹配，并測量治療反應(yīng)。我們還使用頂級生物標(biāo)記物基因表達特征來識別用于其他適應(yīng)癥的現(xiàn)有藥物以及可用于治療焦慮癥的天然化合物。
目前治療焦慮癥的藥物（例如 SSRI、SNRI、苯二氮卓類藥物、抗組胺藥等）并非對每個人都有效（例如反應(yīng)/緩解率低、反復(fù)試驗的處方、副作用問題等）[ 3 ]。利用生物標(biāo)志物譜將合適的患者與合適的藥物相匹配是我們工作的一個關(guān)鍵可行成果。
材料和方法
群組
我們的研究采用了 3 個獨立隊列：發(fā)現(xiàn)（狀態(tài)焦慮發(fā)生變化的嚴(yán)重精神疾病）、驗證（臨床上嚴(yán)重焦慮的嚴(yán)重精神疾?。┖蜏y試（用于預(yù)測狀態(tài)焦慮和預(yù)測特質(zhì)焦慮（以焦慮為主要原因的未來住院）的獨立嚴(yán)重精神疾病隊列）（圖 1A）。
圖 1. 步驟 1-3：發(fā)現(xiàn)、確定優(yōu)先次序和驗證焦慮的生物標(biāo)志物。
A研究中使用的隊列，描述了發(fā)現(xiàn)流程、優(yōu)先排序、每個步驟的生物標(biāo)志物驗證和獨立測試隊列。B發(fā)現(xiàn)隊列縱向受試者內(nèi)分析。Phchp### 是每個受試者的研究 ID。V# 表示訪問次數(shù)。紅色表示高焦慮訪問，藍色表示低焦慮訪問。C收斂功能基因組學(xué)證據(jù)。D在驗證步驟中，使用方差分析評估生物標(biāo)志物的逐步變化，從焦慮程度嚴(yán)重的驗證組到焦慮程度高的受試者、焦慮程度低的受試者的發(fā)現(xiàn)組，再到焦慮程度嚴(yán)重的驗證組。N = 測試訪問次數(shù)。直方圖描繪了驗證中增加的生物標(biāo)志物和減少的生物標(biāo)志物。E每個步驟的評分。發(fā)現(xiàn)探針組是根據(jù)其追蹤焦慮的得分來確定的，最高分為 6 分（33%（2 分）、50%（4 分）和 80%（6 分））。使用 CFG 確定優(yōu)先順序，以確定先前是否有患焦慮癥的證據(jù)。在優(yōu)先順序步驟中，使用 Affymetrix 注釋和 GeneCards 將探針組轉(zhuǎn)換為其相關(guān)基因。使用 CFG 確定基因的優(yōu)先順序，并根據(jù)焦慮證據(jù)對其進行評分，最高分為 12 分。在內(nèi)部和外部總分最高為 18 分的情況下，得分至少為 6 分的基因?qū)⑦M入驗證步驟。在臨床上嚴(yán)重焦慮的精神病患者獨立隊列中進行驗證（STAI 狀態(tài) ≥ 55 和 SAS-4 > =60）。四種生物標(biāo)志物名義上顯著，57 種生物標(biāo)志物逐步改變。我們選擇了獨立隊列中的最佳候選生物標(biāo)志物進行進一步測試，前 3 個步驟（CFE3）后的總得分為 8 分及以上（n = 95 種生物標(biāo)志物）。
精神病受試者是我們持續(xù)收集的大型縱向成人隊列的一部分 [ 4 – 6 ]。受試者是從印第安納波利斯退伍軍人醫(yī)療中心的患者群體中招募的。所有受試者均了解并簽署了知情同意書，其中詳細(xì)說明了研究目標(biāo)、程序、注意事項和保障措施，符合 IRB 批準(zhǔn)的方案。受試者在每次測試訪問時完成診斷評估和廣泛的結(jié)構(gòu)化神經(jīng)心理學(xué)測試，間隔 3-6 個月或每次發(fā)生新的精神病住院時。在每次測試訪問中，他們都會收到一系列評分量表，包括自我報告視覺模擬量表（1-100），用于定量評估特定時刻的狀態(tài)焦慮（簡化焦慮量表 - SAS-4）。這個 4 項量表著眼于整體焦慮以及恐懼、憤怒和不確定性。每個項目的 VAS 都是 0 到 100，與該時刻相關(guān)。因此，它可以生成時間、定量和有針對性的數(shù)據(jù)。
每次測試時，我們都將全血（10 毫升）收集到兩個 RNA 穩(wěn)定 PAXgene 管中，并貼上匿名 ID 號，然后存放在 −80 °C 的封閉式冰箱中，以備后續(xù)處理。從 PAXgene 管中提取全血 RNA 用于微陣列基因表達研究，詳情如下。
在本研究中，我們的受試者內(nèi)發(fā)現(xiàn)隊列由 58 名受試者（41 名男性、17 名女性）組成，他們接受過多次測試，每個人的焦慮狀態(tài)在一次測試訪問與另一次測試訪問之間都至少發(fā)生了一次從低焦慮狀態(tài)（SAS-4 得分 ≤ 40/100）到高焦慮狀態(tài)（SAS-4 得分 ≥ 60/100）或反之亦然的顯著變化（圖 1A、B和S1）。其中 2 名受試者各接受 5 次測試訪問，3 名受試者各接受 4 次測試訪問，21 名受試者各接受 3 次測試訪問，32 名受試者各接受 2 次測試訪問，因此共收集了 149 個血液樣本用于后續(xù)的基因表達微陣列研究（圖 1A、B和表 S1）。
我們的獨立驗證隊列包括 40 名患有臨床重度焦慮癥（SAS-4 評分≥60，且一致的高焦慮 STAI 狀態(tài)評分≥55）的受試者（32 名男性和 8 名女性）（表 S1），其中最熱門的候選生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)被證實在表達上發(fā)生了更大的變化。
為了測試生物標(biāo)志物，我們使用了獨立的測試隊列。
對于狀態(tài)預(yù)測，我們預(yù)測了高焦慮狀態(tài)（SAS-4 ≥ 60）（161 名男性和 36 名女性受試者）和臨床重度焦慮（STAI ≥ 55）（159 名男性和 36 名女性受試者）（圖 1和表 S1）。
為了預(yù)測未來因焦慮而住院的 特質(zhì)（圖1和 S1表），我們使用了獨立測試隊列的一個子集，并對其進行了電子病歷的縱向跟蹤。受試者隨后因焦慮而住院的次數(shù)是根據(jù)電子病歷制成表格的。
藥物
我們研究中的受試者均被診斷患有各種精神疾?。ū?nbsp;S1），并患有各種合并癥。他們的藥物列在他們的電子病歷中，并在每次測試訪問時由我們記錄下來。藥物會對基因表達產(chǎn)生很大的影響。然而，沒有任何特定類型的藥物具有一致的模式。我們的受試者服用了各種不同的藥物，包括精神類和非精神類藥物。此外，獨立驗證和測試隊列的基因表達數(shù)據(jù)在合并之前按性別和診斷進行了 Z 分?jǐn)?shù)，以對任何此類影響進行標(biāo)準(zhǔn)化。一些受試者可能不遵守治療，并且他們的醫(yī)療記錄中可能沒有反映出藥物或濫用藥物的變化。我們的目標(biāo)是找到追蹤焦慮的生物標(biāo)志物，無論其原因是內(nèi)部生物學(xué)還是由外部藥物或藥物驅(qū)動。事實上，正如我們在本文中所展示的那樣，人們會期望其中一些生物標(biāo)志物成為藥物的目標(biāo)。此外，在發(fā)現(xiàn)步驟之后進行的優(yōu)先排序步驟是基于與文獻的領(lǐng)域范圍的融合，其中包括與藥物效果無關(guān)的遺傳數(shù)據(jù)和動物模型數(shù)據(jù)。總體而言，在我們的設(shè)計中，盡管受試者的性別、診斷、服用的藥物和其他變量不同，但仍可以通過在獨立的生物標(biāo)志物隊列中進行測試來發(fā)現(xiàn)、驗證和復(fù)制。
血液基因表達實驗
RNA提取
通過常規(guī)靜脈穿刺將全血（2.5 毫升）收集到每個 PaxGene 管中。PaxGene 管含有用于穩(wěn)定 RNA 的專有試劑?？?RNA 的提取和處理如前所述 [ 4 – 6 ]。
微陣列
值得注意的是，所有基因組數(shù)據(jù)在合并和分析之前都根據(jù)性別和精神病診斷進行了標(biāo)準(zhǔn)化（RMA 用于技術(shù)變異性，z 分?jǐn)?shù)用于生物變異性）。
有關(guān)“材料和方法”其余部分，請參閱補充信息。
結(jié)果
在步驟 1 發(fā)現(xiàn)中，我們確定了候選血液基因表達生物標(biāo)志物，這些標(biāo)志物：1. 在自我報告的低焦慮和高焦慮狀態(tài)之間血液表達的變化，2. 跟蹤受試者在多次訪視中的焦慮狀態(tài)，以及 3. 跟蹤多名受試者的焦慮狀態(tài)。我們使用了焦慮狀態(tài)的視覺模擬測量 (SAS-4)。在表型水平上，SAS-4 量化特定時刻的焦慮狀態(tài)，并對每個受試者的焦慮測量值進行標(biāo)準(zhǔn)化，將其與受試者經(jīng)歷過的最低和最高焦慮進行比較（圖 S1 ）。它 與當(dāng)前焦慮狀態(tài)臨床量表（STAI 狀態(tài)，圖 S2）具有中度至強相關(guān)性（R = 0.67，p < 0.0001）。
我們對一組縱向隨訪的受試者（ n = 58 名受試者，149 次隨訪）進行了強有力的受試者內(nèi)和跨受試者設(shè)計 ，這些受試者在至少兩次連續(xù)的測試隨訪之間表現(xiàn)出至少 50% 的變化（從 40/100 以下到 60/100 以上），以確定追蹤焦慮狀態(tài)的差異表達基因。使用我們 33% 的最大原始分?jǐn)?shù)閾值（內(nèi)部分?jǐn)?shù)為 2 分）[ 5,6 ] ，我們從 Affymetrix 缺失/存在 (AP) 分析和差異表達 (DE) 分析中確定了 10,573 個獨特探針組（對應(yīng) 7195 個獨特基因）（圖 1D）。這些被帶入優(yōu)先級排序步驟。這代表 Affymetrix 陣列上的 54,625 個探針組富集了大約五倍。
在第 2 步優(yōu)先排序中，我們使用了聚合功能基因組學(xué) (CFG) 方法對在發(fā)現(xiàn)步驟中確定的候選生物標(biāo)記物進行優(yōu)先排序（33% 截止值，內(nèi)部評分≥2 分），方法是使用先前發(fā)表的來自人類和動物模型研究的與焦慮癥有關(guān)的文獻證據(jù)（遺傳、基因表達和蛋白質(zhì)組學(xué)）（圖 1E和表 S2）。有 284 個探針組（對應(yīng) 238 個獨特基因）的總分（結(jié)合發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)和優(yōu)先排序 CFG 分?jǐn)?shù)）為 6 分及以上。這些被帶入驗證步驟。這代表 Affymetrix 陣列上探針組的富集率約為十倍。
在第 3 步驗證中，我們 通過評估哪些標(biāo)記物的表達從發(fā)現(xiàn)隊列中的低焦慮到發(fā)現(xiàn)隊列中的高焦慮再到驗證隊列中的臨床嚴(yán)重焦慮，驗證了臨床嚴(yán)重焦慮變化的優(yōu)先候選生物標(biāo)記物，該驗證是在人口統(tǒng)計學(xué)匹配隊列中 （ n = 40 臨床嚴(yán)重焦慮）進行的（圖1）。在優(yōu)先排序步驟后的 284 個探針組中，224 個探針組沒有逐步變化，57 個探針組逐步變化。其中，四個探針組（對應(yīng)四個獨特基因）名義上顯著。
將前三個步驟的得分添加到總體收斂功能證據(jù) (CFE) 得分中（圖 1），我們最終得到了 95 個候選生物標(biāo)志物（n = 82 個基因，95 個探針組）的列表，它們的 CFE3 得分 ≥8，等于或優(yōu)于前三個步驟后最高可能得分 24 的 33%，我們決定將其用作經(jīng)驗截止值。這代表 Affymetrix 陣列上探針組的富集率超過 500 倍。這 95 個候選生物標(biāo)志物被帶入分析中，以了解生物學(xué)基礎(chǔ)。在步驟 4 中，還對它們在其他獨立隊列中進行了臨床效用/預(yù)測能力測試（圖 2和表 1）。
圖2.焦慮、狀態(tài)和特質(zhì)的最佳單一生物標(biāo)志物預(yù)測指標(biāo)。
來自步驟 1-3（發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先排序、驗證-粗體）之后的頂級候選生物標(biāo)志物（n = 95）。條形圖顯示每組中最佳的預(yù)測生物標(biāo)志物。所有帶 * 的標(biāo)志物均具有名義顯著性p < 0.05。圖表下方的表格顯示了每組中 ROC AUC p值（A – C）和 Cox 優(yōu)勢比p值（D）至少具有名義顯著性的生物標(biāo)志物的實際數(shù)量。圖表中缺失了一些性別和診斷組，因為他們沒有任何顯著的生物標(biāo)志物，或者隊列太小，按性別-dx 進行 z 評分的數(shù)據(jù)有限。橫斷面基于一次訪問的水平?？v向基于多次訪問的水平（整合最近一次訪問的水平、最高水平、最近一次訪問的斜率和最大斜率）。分割線代表測試在偶然水平（白色）下的臨界值，以及在基于橫斷面（灰色）和縱向（黑色）的預(yù)測中與所有受試者的最佳生物標(biāo)記處于同一水平的臨界值。生物標(biāo)記的表現(xiàn)優(yōu)于偶然性。當(dāng)根據(jù)性別和診斷進行個性化時，生物標(biāo)記的表現(xiàn)會更好。* 名義上顯著。** 經(jīng) Bonferroni 校正后，候選生物標(biāo)記的數(shù)量得以測試。
表 1.
主要焦慮生物標(biāo)志物：收斂功能證據(jù) (CFE)。
| 符號/基因名稱 | 探針組 | 步驟 1 發(fā)現(xiàn)（高焦慮變化的方向）方法/分?jǐn)?shù)/% | 第 2 步 優(yōu)先排序 收斂功能基因組學(xué) (CFG) 參與焦慮評分的證據(jù) | 步驟 3 驗證方差分析 p 值/分?jǐn)?shù) | 步驟 4 高焦慮狀態(tài)的顯著預(yù)測 ROC AUC/ p 值 3 分 全部 2 分 性別 1 分 性別 /Dx | 步驟 4 高 STAI 狀態(tài)的顯著預(yù)測 ROC AUC/ p 值 3 分 全部 2 分 性別 1 分 性別 /Dx | 步驟 4 焦慮癥第一年住院時間的顯著預(yù)測 ROC AUC/p 值 3 分 全部 2 分 性別 1 分 性別/診斷 | 步驟 4 未來住院焦慮的顯著預(yù)測 OR/p 值 3 分 全部 2 分 性別 1 分 性別/診斷 | 其他精神疾病和相關(guān)疾病證據(jù) | 與高度焦慮相反方向調(diào)節(jié)生物標(biāo)志物的藥物 | 焦慮的 CFE 多重證據(jù)評分（基于步驟 1-4） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
GAD1 谷氨酸脫羧酶1 |
205278_at |
（我） 德/4 62.3% |
11 |
6.79E-01/0 不是逐步的 |
全部 評分： (42/486) 0.58/3.94E-02 性別 女性 評分： (17/88) 0.65/2.75E-02 性別診斷 F-精神病 評分：（5/28） 0.77/2.94E-02 福州 C：（4/8） 0.94/2.17E-02 |
性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.69/4.73E-02 軍事 評分： (3/32) 0.79/4.96E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.3/5.52E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.34/2.80E-03 性別診斷 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.69/2.12E-02 精神病 評分： (37/121) 1.33/9.36E-03 軍事 評分： (23/58) 1.58/9.14E-03 |
酒精 提款 英國石油公司 沮喪 智力障礙 MDDD 情緒障礙 NOS 苯環(huán)利定 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 自殺 深圳 |
卡馬西平 鋰 Omega-3 脂肪酸 丙戊酸 |
22 | |
|
NTRK3 神經(jīng)營養(yǎng)受體酪氨酸激酶 3 |
215311_at |
（我） 德/4 53.2％ |
4 |
3.26E-01/2 逐步 |
性別 男性 大號：（4/246） 0.77/2.98E-02 性別診斷 精神病 大號：（2/102） 0.9/2.83E-02 軍事 大號：（2/46） 0.85/4.75E-02 |
全部 評分： (42/486) 0.59/3.04E-02 大號：（21/291） 0.61/4.83E-02 性別 女性 評分： (17/88) 0.68/1.20E-02 大號：（10/52） 0.7/2.85E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.89/6.66E-03 左：（4/31） 0.82/1.96E-02 |
性別診斷 F-精神病 評分：（2/13） 0.91/3.78E-02 性別診斷 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.23/9.38E-03 性別 女性 評分： (11/45) 1.84/1.60E-02 |
老化 酒精 雙相 II 英國石油公司 長壽 MDDD 情緒障礙 NOS 疼痛 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 危險行為 傷心 社交隔離 壓力 亞綜合征癥狀性抑郁癥 自殺 深圳 |
氯氮平 | 19 |
|
ADRA2A 腎上腺素能受體 Alpha 2A |
209869_at |
（我） 美聯(lián)社/4 50％ |
4 |
9.07E-01/0 不是逐步的 |
性別診斷 抑郁癥 評分： (2/57) 0.88/3.43E-02 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.63/4.91E-02 福州 C：（4/8） 0.88/4.07E-02 左：（3/5） 1/4.16E-02 |
全部 評分： (18/236) 0.65/1.80E-02 性別 男性 評分： (15/199) 0.67/1.44E-02 性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.81/3.22E-03 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.86/4.37E-02 深圳 評分： (4/42) 0.91/3.47E-03 |
全部 評分： (70/318) 1.41/4.65E-04 性別 男性 評分： (59/273) 1.44/5.74E-04 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.52/3.60E-03 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（5/12） 2.59/2.08E-02 深圳 評分： (14/63) 2.14/1.61E-04 |
酒精 雙極 新冠肺炎 沮喪 MDDD 疼痛 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 自殺 深圳 |
卡馬西平 氯氮平 去甲氟西汀 丙戊酸 |
17 |
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FZD10 卷曲蛋白類受體 10 |
219764_at |
（我） 德/4 53.2％ |
2 |
3.57E-01/2 逐步 |
全部 評分： (42/486) 0.6/1.39E-02 大號：（21/291） 0.64/1.43E-02 性別 女性 評分： (17/88) 0.69/7.42E-03 大號：（10/52） 0.68/3.88E-02 蛋白原 評分： (4/31) 0.85/1.26E-02 氟尿嘧啶 C: (1/20） 1/4.97E-02 福州 左：（3/5） 1/4.16E-02 |
全部 評分： (18/236) 0.67/7.66E-03 性別 男性 評分： (15/199) 0.68/1.22E-02大： (4/113) 0.75/4.52E-02 性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.75/1.64E-02大：（1/39） 1/4.57E-02 深圳 評分： (4/42) 0.87/8.21E-03 左：（1/22） 1/4.90E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.34/3.63E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.34/6.61E-03 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.55/2.70E-03 深圳 評分： (14/63) 1.92/5.16E-03 |
酒精 阿爾茨海默氏癥 英國石油公司 晝夜節(jié)律異常 MDDD 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 |
阿立哌唑 氟西汀 伽馬頻率 |
17 | |
|
格魯克4 G 蛋白偶聯(lián)受體激酶 4 |
210600_s_at |
（我） 德/6 81.8％ |
0 |
3.40E-01/2 逐步 |
性別診斷 抑郁癥 評分： (2/57) 0.87/3.77E-02 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.64/3.26E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.86/1.08E-02 抑郁癥 左：（4/31） 0.85/1.26E-02 |
全部 評分： (18/236) 0.62/4.27E-02 性別 男性 評分： (15/199) 0.64/4.06E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.32/4.46E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.32/8.99E-03 性別診斷 糖尿病 評分：（2/15） 1.87/4.51E-02 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.34/2.11E-02 |
自閉癥 雙極 大麻 沮喪 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 壓力 |
氯氮平 伽馬頻率 |
17 |
|
ATP1B2 ATPase Na+/K+ 轉(zhuǎn)運亞基 Beta 2 |
204311_at |
（我） 德/2 39% |
4 |
1.65E-01/2 逐步 |
性別診斷 抑郁癥 評分： (2/57) 0.9/2.81E-02 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.64/3.75E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.84/1.46E-02 F-精神病 評分：（5/28） 0.77/3.37E-02 |
性別 男性 評分： (15/199) 0.63/4.18E-02 性別診斷 M-精神病 評分： (7/74) 0.79/5.55E-03 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.86/4.37E-02 深圳 評分： (4/42) 0.86/9.22E-03 |
全部 評分： (70/318) 1.59/1.91E-05 性別 女性 評分： (11/45) 1.68/2.97E-02 男性 評分： (59/273) 1.56/1.33E-04 性別診斷 糖尿病 評分：（2/15） 3.16/3.10E-02 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.61/1.79E-02 精神病 評分： (37/121) 1.98/4.84E-05 深圳 評分： (14/63) 2.39/7.75E-04 軍事 評分： (23/58) 1.68/1.24E-02 |
酒精 阿爾茨海默氏癥 MDDD 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 壓力 藥物濫用 自殺 深圳 |
乙酰洋地黃毒苷 氯氮平 脫毛花苷 洋地黃毒苷 地高辛 氟哌啶醇 鋰 丙戊酸 |
16 |
|
CLIC6 氯離子細(xì)胞內(nèi)通道 6 |
242913_at |
（我） 美聯(lián)社/6 84.2％ |
2 |
5.06E-01/0 不是逐步的 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.67/1.68E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.8/2.97E-02 F-精神病 評分：（5/28） 0.85/8.20E-03 福州 C：（4/8） 0.97/1.47E-02 氟尿嘧啶 C: (1/20） 1/4.97E-02 |
全部 評分： (18/236) 0.62/4.11E-02 性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.71/3.17E-02 性別診斷 深圳 評分： (4/42) 0.8/2.44E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.32/6.89E-03 性別 女性 評分： (11/45) 1.59/4.32E-02 男性 評分： (59/273) 1.27/2.51E-02 性別診斷 深圳 評分： (14/63) 1.68/1.04E-02 |
老化 酒精 可卡因 MDDD 苯環(huán)利定 約束壓力 自殺 |
氯氮平 Omega-3 脂肪酸 伽馬頻率 |
16 | |
|
EFNA5 肝素A5 |
1559360_at |
（我） 德/6 80.5％ （我） 美聯(lián)社/4 51.3％ |
2 |
2.02E-04/4 名義 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.63/4.85E-02 性別診斷 深圳 評分： (6/90) 0.71/4.03E-02 |
全部 大號：（5/133） 0.74/3.34E-02 性別 男性 大號：（4/113） 0.75/4.67E-02 性別診斷 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 軍事 評分： (3/32) 0.79/4.96E-02 |
性別診斷 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.41/2.92E-02 |
酒精 阿爾茨海默氏癥 英國石油公司 大麻 慢性疲勞綜合癥 沮喪 失眠 智力 長壽 MDDD 嗎啡 疼痛 壓力 自殺 深圳 |
Omega-3 脂肪酸 伽馬頻率 |
18 | |
|
GPX7 谷胱甘肽過氧化物酶 7 |
213170_at |
（四） 德/4 64.3% |
2 |
4.64E-01/2 逐步 |
全部 評分： (19/495) 0.63/2.63E-02 |
性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.86/1.08E-02 氟尿嘧啶 C: (1/20） 1/4.97E-02 抑郁癥 左：（4/31） 0.86/1.08E-02 |
性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.71/3.17E-02 深圳 評分： (4/42) 0.82/1.99E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.42/6.50E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.47/7.12E-03 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.5/2.40E-02 深圳 評分： (14/63) 1.9/4.95E-02 |
老化 MDDD 神經(jīng)性疼痛 深圳航空 |
米安色林 S-腺苷甲硫氨酸（SAM） |
16 |
|
NTRK3 神經(jīng)營養(yǎng)受體酪氨酸激酶 3 |
215025_at |
（我） 德/2 35.1％ |
4 |
6.58E-01/2 逐步 |
性別診斷 甲基苯丙胺 左：（2/93） 0.9/2.83E-02 |
全部 評分： (42/486) 0.61/9.05E-03 大號：（21/291） 0.64/1.43E-02 性別 女性 評分： (17/88) 0.72/2.51E-03 男性 大號：（11/239） 0.67/2.55E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.86/1.08E-02 F-精神病 評分：（5/28） 0.77/2.93E-02 福州 C：（4/8） 0.94/1.92E-02 甲基苯丙胺 左：（2/92） 0.93/1.84E-02 |
性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.7/4.55E-02 性別診斷 深圳 評分： (4/42) 0.82/1.99E-02 左：（1/22） 1/4.90E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.36/5.70E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.4/4.76E-03 性別診斷 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.95/1.24E-02 精神病 評分： (37/121) 1.4/1.87E-02 深圳 評分： (14/63) 1.93/3.78E-03 |
老化 酒精 阿爾茨海默病 雙相 I 英國石油公司 沮喪 長壽 MDDD 情緒障礙 NOS 疼痛 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 危險行為 傷心 社交隔離 壓力 亞綜合征癥狀性抑郁癥 自殺 深圳 |
氯氮平 | 16 |
|
SLC6A2 溶質(zhì)載體家族 6 成員 2 |
217214_s_at |
（我） 德/2 40.3％ |
4 |
3.40E-01/2 逐步 |
性別診斷 F-精神病 左：（4/17） 0.81/3.50E-02 氟尿嘧啶 左：（4/12） 0.81/4.47E-02 |
全部 評分： (42/486) 0.63/2.37E-03 大號：（21/291） 0.62/3.78E-02 性別 女性 評分： (17/88) 0.76/4.78E-04 性別診斷 糖尿病 評分：（7/21） 0.77/2.62E-02 F-精神病 評分：（5/28） 0.8/1.92E-02 福州 C：（4/8） 0.94/2.17E-02 深圳 評分： (6/90) 0.71/4.63E-02 |
性別診斷 精神病 評分： (7/74) 0.72/2.92E-02 軍事 評分： (3/32) 0.87/1.78E-02 精神病 大號：（1/39） 1/4.57E-02 深圳 左：（1/22） 1/4.90E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.33/4.74E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.34/6.73E-03 性別診斷 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.61/4.50E-02 精神病 評分： (37/121) 1.31/2.54E-02 |
酒精 沮喪 MDDD 產(chǎn)后抑郁癥 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 自殺 |
氟西汀 去甲氟西汀 | 16 |
|
SLC6A4 溶質(zhì)載體家族 6 成員 4 |
242009_at |
（我） 德/2 35.1％ |
10 |
8.51E-01/0 不是逐步的 |
性別診斷 F-精神病 評分：（2/13） 0.91/3.76E-02 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.86/4.37E-02 深圳 評分： (4/42) 0.76/4.74E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.21/1.15E-02 性別 男性 評分： (59/273) 1.19/2.77E-02 性別診斷 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（5/12） 2.54/3.24E-02 |
老化 酒精 焦慮 邊緣性人格障礙 沮喪 早期生活壓力 MDDD 莫斯科 神經(jīng)性疼痛 疼痛 產(chǎn)后抑郁癥 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 壓力 自殺 |
阿戈美拉汀 苯二氮卓類 氯氮平 Omega-3 脂肪酸 羥可酮 舍曲林 沃替西汀 |
16 | ||
|
TMEM138 跨膜蛋白 138 |
223113_at |
（四） 德/4 63% |
4 |
8.63E-01/0 不是逐步的 |
性別 男性 大號：（11/239） 0.66/4.12E-02 性別診斷 蛋白原 評分：(4/31) 0.86/1.08E-02 |
全部 大號：（5/129） 0.72/4.61E-02 性別診斷 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.86/4.37E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.3/1.46E-02 性別 男性 評分： (59/273) 1.34/1.20E-02 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.5/6.57E-03 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（5/12） 3.71/4.13E-02 軍事 評分： (23/58) 1.51/2.83E-02 |
酒精 大腦喚醒 沮喪 |
抗抑郁藥 | 16 | |
|
ANKRD28 錨蛋白重復(fù)域 28 |
229307_at |
（我） 德/6 80.5％ |
0 |
6.20E-01/2 逐步 |
全部 評分： (42/486) 0.62/5.30E-03 性別 男性 評分： (25/398) 0.72/1.31E-04 性別診斷 抑郁癥 評分：(7/57) 0.89/3.97E-04 性別診斷 精神病 評分： (12/165) 0.72/5.72E-03 性別診斷 深圳 評分： (6/90) 0.84/3.13E-03 |
性別診斷 F-精神病 評分：（2/13） 0.91/3.76E-02 性別診斷 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.22/2.96E-02 性別診斷 糖尿病 評分：（2/15） 3.09/3.59E-02 性別 男性 評分： (59/273) 1.21/4.06E-02 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.42/7.30E-03 性別診斷 軍事 評分： (23/58) 1.61/1.24E-03 |
酒精 房間隔缺損 英國石油公司 童年創(chuàng)傷 沮喪 MDDD 情緒不穩(wěn)定 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 壓力 自殺 |
不適用 | 15 | |
|
加拿大皇家銀行 膽囊收縮素B受體 |
210381_s_at |
（我） 德/2 48％ |
4 |
4.37E-01/2 逐步 |
性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.8/2.97E-02 性別診斷 甲基苯丙胺 評分: (5/139) 0.74/3.70E-02 性別診斷 蛋白原 左：（3/18） 0.82/4.29E-02 |
全部 評分： (18/236) 0.63/3.01E-02 性別診斷 F-精神病 評分：（2/13） 0.91/3.78E-02 性別診斷 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 性別 男性 評分： (15/199) 0.63/4.48E-02 性別診斷 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.86/4.37E-02 性別診斷 深圳 評分： (4/42) 0.76/4.74E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.33/4.28E-03 性別 男性 評分： (59/273) 1.32/9.50E-03 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.3/3.14E-02 |
酒精 英國石油公司 慢性壓力 MDDD 苯環(huán)利定 自殺 深圳 |
氯氮平 | 15 | |
|
動態(tài)線性回歸2 動力蛋白輕鏈 LC8-Type 2 |
229106_at |
（四） 德/2 39.3% |
4 |
1.96E-01/2 逐步 |
性別 男性 大號：（4/246） 0.78/2.79E-02 性別診斷 甲基苯丙胺 大號：（ 2/93） 0.85/4.50E-02 |
性別診斷 氟尿嘧啶 C: (1/20） 1/4.97E-02 |
全部 大號：（5/129） 0.74/3.36E-02 |
性別診斷 軍事 評分： (23/58) 1.49/4.09E-02 |
老化 酒精 阿爾茨海默病 甲基苯丙胺 壓力 深圳 |
苯二氮卓類 丙戊酸 |
15 |
| Hs.550187 | 240253_at |
（我） 德/6 88.3％ |
0 |
2.74E-01/2 逐步 |
性別 女性 評分： (17/88) 0.72/2.59E-02 性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) .84/1.46E-02 |
性別 女性 評分： (3/37) 0.8/4.23E-02 性別診斷 氟尿嘧啶 評分：（2/6） 1/3.20E-02 精神病 評分： (7/74) 0.71/3.44E-02 軍事 評分： (3/32) 0.9/1.29E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.19/3.48E-02 性別診斷 精神病 評分： (37/121) 1.23/2.54E-02 深圳 評分： (14/63) 1.27/3.90E-02 |
自殺 | 不適用 | 15 | |
|
NRG1 神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1 |
208232_x_at |
（我） 德/4 65.8％ |
4 |
6.66E-01/2 逐步 |
性別診斷 抑郁癥 評分： (2/57) 0.93/2.08E-02 甲基苯丙胺 左：（2/93） 0.85/4.50E-02 |
性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.81/2.59E-02 性別診斷 精神病 評分： (12/165) 0.73/3.69E-03 深圳 評分： (6/90) 0.7/4.79E-02 軍事 評分： (6/75) 0.76/1.66E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.2/3.99E-02 性別 男性 評分： (59/273) 1.27/1.37E-02 性別診斷 甲基苯丙胺 評分： (13/96) 1.66/1.80E-02 精神病 評分： (37/121) 1.25/4.26E-02 軍事 評分： (23/58) 1.32/4.07E-02 |
老化 酒精 阿爾茨海默氏癥 英國石油公司 慢性壓力 可卡因 新冠肺炎 沮喪 長壽 MDDD 記憶 甲基苯丙胺 精神病 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 自殺 深圳 |
氯胺酮 抗精神病藥物 丙戊酸 鋰 |
15 | |
|
纖維增強混凝土 轉(zhuǎn)鐵蛋白受體 |
207332_s_at |
（四） 德/4 56% |
2.00 |
7.11E-01/2 逐步 |
性別 女性 大號：（4/52） 0.82/1.66E-02 性別診斷 F-精神病 評分：（4/28） 0.77/4.39E-02 左：（4/17） 0.85/2.08E-02 氟尿嘧啶 左：（4/12） 0.84/3.09E-02 |
性別診斷 蛋白原 評分： (4/31) 0.88/7.85E-03 |
性別診斷 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 評分：（3/10） 0.9/2.64E-02 |
全部 評分： (70/318) 1.29/2.21E-02 性別 男性 評分： (59/273) 1.35/1.46E-02 性別診斷 軍事 評分： (23/58) 1.54/3.73E-02 |
老化 酒精 阿爾茨海默氏癥 英國石油公司 可卡因 沮喪 長壽 重度抑郁癥（復(fù)發(fā)性） 神經(jīng)性疼痛 深圳 |
丙戊酸 | 15 |
生物學(xué)理解
生物途徑
我們使用焦慮癥的頂級候選生物標(biāo)志物列表（n = 82 個基因，95 個探針組）進行了生物通路分析，結(jié)果表明 Hippo 信號通路和 CREB ??信號通路參與其中（表 2）。使用 DAVID 進行通路分析確定的頂級疾病是抑郁癥、酒精消費和注意力缺陷障礙/品行障礙/對立違抗性障礙，指出了共病問題，而 Ingenuity 確定神經(jīng)系統(tǒng)疾病、機體損傷和癌癥是頂級醫(yī)學(xué)共病。
表 2.
焦慮生物標(biāo)志物的生物學(xué)。頂級 CFE3 ≥8（n = 95 個探針組，82 個基因）。
| 一個。 | KEGG 通路 | 獨創(chuàng)之路 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 學(xué)期 | 數(shù)數(shù) | ％ | P值 | 頂級典型通路 | P值 | 重疊 | |
|
最佳候選生物標(biāo)志物 （n = 95 個探針組，82 個基因） |
Hippo 信號通路 | 6 | 7.4 | 1.60E-03 | 神經(jīng)元中的 CREB ??信號 | 4.56E-06 | 1.8% 11/606 |
| 神經(jīng)活性配體-受體相互作用 | 8 | 9.9 | 3.40E-03 | 心臟肥大信號（增強） | 1.12E-05 | 1.8% 10/542 | |
| 癌癥中的蛋白聚糖 | 6 | 7.4 | 5.20E-03 | 松弛素信號 | 1.23E-05 | 3.9% 6/155 | |
| Rap1信號通路 | 6 | 7.4 | 5.70E-03 | 癌癥的分子機制 | 1.57E-05 | 2.0% 9/446 | |
| cAMP信號通路 | 6 | 7.4 | 7.10E-03 | G 蛋白偶聯(lián)受體信號 | 1.81E-05 | 1.6% 11/702 | |
| B. | 大衛(wèi) | 獨創(chuàng)性途徑疾病 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
最佳候選生物標(biāo)志物 （n = 95 個探針組，82 個基因） |
# | 學(xué)期 | 數(shù)數(shù) | ％ | P 值 | 疾病和病癥 | P 值 | # 分子 |
| 1 | 沮喪 | 11 | 13.6 | 5.90E-09 | 神經(jīng)系統(tǒng)疾病 | 2.43E-04–7.96E-12 | 65 | |
| 2 | 多種精神疾病 | 14 | 17.3 | 6.10E-09 | 機體損傷和異常 | 2.46E-04–7.96E-12 | 77 | |
| 3 | 酒精消費 | 10 | 12.3 | 3.10E-08 | 癌癥 | 2.45E-04–2.78E-10 | 77 | |
| 4 | 注意力缺陷障礙 品行障礙 對立違抗性障礙 | 7 | 8.6 | 6.60E-07 | 血液系統(tǒng)疾病 | 2.24E-04–2.78E-10 | 四十五 | |
| 5 | 圖雷特綜合癥 | 5 | 6.2 | 2.30E-06 | 免疫疾病 | 1.64E-04–2.78E-10 | 49 | |
| 6 | 恐慌癥 | 6 | 7.4 | 5.20E-06 | ||||
| 7 | 暴食癥 | 9 | 11.1 | 6.20E-06 | ||||
| 8 | 精神分裂癥 | 14 | 17.3 | 8.40E-06 | ||||
| 9 | 煙草使用障礙 | 三十四 | 四十二 | 1.20E-05 | ||||
| 10 | 躁郁癥 | 8 | 9.9 | 1.30E-05 | ||||
| C. | |
|---|---|
| 合并癥 | 百分位匹配 |
| 沮喪 | 83.33 |
| 酗酒 | 72.22 |
| 壓力 | 55.56 |
| 精神分裂癥 | 50.00 |
| 雙極 | 44.44 |
| 老化 | 38.89 |
| 失智 | 38.89 |
| 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 | 38.89 |
| 自殺 | 38.89 |
| 疼痛 | 27.78 |
| 苯環(huán)利定 | 27.78 |
| 可卡因 | 16.67 |
| 大麻 | 11.11 |
| 情緒 | 11.11 |
| 房間隔缺損 | 5.56 |
| 害怕 | 5.56 |
| 記憶 | 5.56 |
| 甲基苯丙胺 | 5.56 |
| 嗎啡 | 5.56 |
| 神經(jīng)系統(tǒng) | 5.56 |
| 精神分裂癥 | 5.56 |
網(wǎng)絡(luò)與互動
我們對最有希望的生物標(biāo)志物進行了 STRING 分析（圖 S4），揭示了相互作用的蛋白質(zhì)組。具體來說，HTR2A 位于包含 GAD1、GABBR1 和 SLC6A4（血清素轉(zhuǎn)運蛋白）的網(wǎng)絡(luò)與以 PIK3R1 為中心的網(wǎng)絡(luò)（還包含 CCKBR 和 IGFR1）的重疊部分。第三個網(wǎng)絡(luò)包括 DLGAP1、DYNLL2 和 PTPRD。這些網(wǎng)絡(luò)可能具有生物學(xué)意義，可以作為治療靶點。第一個網(wǎng)絡(luò)可能與反應(yīng)性有關(guān)，包含當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)焦慮治療（即血清素再攝取抑制劑和苯二氮卓類藥物）所針對的基因。第二個網(wǎng)絡(luò)可能與活動有關(guān)，包含與神經(jīng)營養(yǎng)功能有關(guān)的基因。第三個網(wǎng)絡(luò)可能與連接性有關(guān)，包含與突觸結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)的基因。
臨床實用性測試
在第 4 步測試中，我們在獨立于用于發(fā)現(xiàn)或驗證的隊列中檢查了 95 個候選生物標(biāo)志物是否可以評估高焦慮狀態(tài)（n = 197 名受試者，495 次就診）、臨床焦慮狀態(tài)（n = 195 名受試者，486 次就診），以及預(yù)測未來因焦慮而住院精神病治療（n = 130 名受試者，318 次就診）（圖 2和表 1），使用我們研究對象的電子醫(yī)療記錄隨訪數(shù)據(jù)（分析時距初次就診長達 14.74 年）（圖 1，表 S1）。在合并不同的人口統(tǒng)計組之前，對測試隊列中的基因表達數(shù)據(jù)進行了跨性別和各種精神病診斷的標(biāo)準(zhǔn)化（Z 分?jǐn)?shù)）。我們使用橫斷面生物標(biāo)志物水平信息作為預(yù)測因子，并使用了多次就診時生物標(biāo)志物水平的擴展縱向信息。我們對獨立測試隊列中的所有受試者的生物標(biāo)志物進行了測試，并根據(jù)性別和精神病診斷以更加個性化的方式進行了測試。
對于獨立測試隊列中所有受試者的高焦慮狀態(tài)評估，最佳生物標(biāo)志物是 ERCC6L2，在高焦慮癥中表達降低， 橫截面積AUC 為 68% ( p = 0.004)，縱向 AUC 為 69% ( p = 0.03)（圖 2A ）。它 在男性中的橫截面積AUC 為 72% ( p = 0.003)， 在男性躁郁癥患者中的橫截面積AUC 為 76% ( p = 0.02)。對于患有抑郁癥的男性的臨床焦慮，ERCC6L2 的縱向 AUC 也為 100% ( p = 0.0007)。ERCC6L2（ERCC 切除修復(fù) 6 樣 2）是一種焦慮癥的新基因，先前的文獻中沒有與其相關(guān)的證據(jù)。ERCC6L2 是 Snf2 家族解旋酶樣蛋白的成員。編碼的蛋白質(zhì)可能在線粒體功能和 DNA 修復(fù)中發(fā)揮作用。反應(yīng)性和修復(fù)可能是焦慮的關(guān)鍵功能 [ 8 ]。
對于獨立測試隊列中的臨床焦慮狀態(tài)評估，在我們的研究中，SLC6A2 在高度焦慮中表達增加，在所有受試者中 AUC 為 63% ( p = 0.02)，在女性中為 76% ( p = 0.0005)，對所有 95 種測試的生物標(biāo)志物進行了 Bonferroni 校正。它還具有預(yù)測男性精神分裂癥患者未來因焦慮而住院的所有 Cox 回歸比值比 (OR) 9.02 ( p = 0.0004)，具有 Bonferroni 顯著性。SLC6A2（溶質(zhì)載體家族 6 成員 2）是去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運蛋白。我們的另一項研究發(fā)現(xiàn)，單獨使用阻斷該轉(zhuǎn)運蛋白的藥物或與阻斷 SLC6A4（溶質(zhì)載體家族 6 成員 4，血清素轉(zhuǎn)運蛋白）相結(jié)合的藥物，在高度焦慮癥中表達也有所增加，已被證明對焦慮癥有臨床治療作用 [ 9 ]。
SLC6A4 是本研究重現(xiàn)的先前眾所周知的基因的一個例子，盡管證據(jù)較弱。對于獨立測試隊列中所有因焦慮而住院的患者，SLC6A4 在高度焦慮中表達增加，在所有受試者中的 OR 為 1.21（p = 0.01）。在 PTSD 中，其 OR 為 2.54（p = 0.03）。該基因的產(chǎn)物是血清素轉(zhuǎn)運蛋白，它是血清素再攝取抑制劑的靶標(biāo)，用于治療壓力障礙、焦慮以及抑郁癥，這些疾病高度相關(guān)且共病。
我們還測試了 95 種候選生物標(biāo)記物，這些標(biāo)記物顯示出協(xié)同效應(yīng)（優(yōu)于任何單個生物標(biāo)記物），可用于預(yù)測特征。該標(biāo)記物（BioM-95）是所有患者未來因焦慮住院的最佳預(yù)測指標(biāo)（Cox 回歸 OR 為 2.42，p = 0.02），甚至在男性（OR 為 2.69，p = 0.015）和患有精神病的男性（OR 為 3.36，p = 0.016）中也是更好的預(yù)測指標(biāo)。有趣的是，這也比標(biāo)準(zhǔn)臨床測量 STAI Trait 更好（OR 為 1.4，p = 0.043）。
聚合功能證據(jù)（CFE）
對于最有可能的候選生物標(biāo)志物（n = 95），我們將發(fā)現(xiàn)（最高 6 分）、CFG 優(yōu)先級（最高 12 分）、驗證（最高 6 分）和測試（狀態(tài)高度焦慮、狀態(tài)臨床焦慮、第一年住院焦慮特質(zhì)、未來所有住院焦慮特質(zhì) - 如果對所有受試者都有顯著預(yù)測作用，則每種情況最高可得 3 分，如果在性別上可得 2 分，如果在性別/診斷上可得 1 分）的所有證據(jù)計算為 CFE 分?jǐn)?shù)?？偡肿罡呖蛇_ 36 分：24 分來自我們自己的新數(shù)據(jù)，12 分來自用于 CFG 的文獻數(shù)據(jù)。我們對新數(shù)據(jù)的權(quán)重高于文獻數(shù)據(jù)，因為它在三個獨立隊列（發(fā)現(xiàn)、驗證、測試）中與焦慮具有功能相關(guān)性。我們的目標(biāo)是，根據(jù)我們的全部數(shù)據(jù)和迄今為止該領(lǐng)域的證據(jù)，突出具有全面證據(jù)的生物標(biāo)志物：追蹤焦慮、具有與焦慮癥有關(guān)的匯聚證據(jù)，并預(yù)測焦慮狀態(tài)和未來臨床事件（表 1）。
在所有四個步驟之后（表1 ） ，用于跟蹤和預(yù)測焦慮癥的總體 CFE 最強的 頂級血液生物標(biāo)志物（n = 19 個探針組，18 個基因）按 CFE4 評分順序為：GAD1（谷氨酸脫羧酶 1）、NTRK3（神經(jīng)營養(yǎng)受體酪氨酸激酶 3）、ADRA2A（腎上腺素受體 α 2A）、FZD10（卷曲類受體 10）、GRK4（G 蛋白偶聯(lián)受體激酶 4）、ATP1B2（ATPase Na + / K + 轉(zhuǎn)運亞基 β 2）、CLIC6（氯離子細(xì)胞內(nèi)通道 6）、EFNA5（Ephrin A5）、GPX7（谷胱甘肽過氧化物酶 7）、同樣是 NTRK3（神經(jīng)營養(yǎng)受體酪氨酸激酶 3）、SLC6A2（溶質(zhì)載體家族 6 成員 2）， SLC6A4（溶質(zhì)載體家族 6 成員 4）、TMEM138（跨膜蛋白 138）、ANKRD28（錨蛋白重復(fù)結(jié)構(gòu)域 28）、CCKBR（膽囊收縮素 B 受體）、DYNLL2（運動蛋白輕鏈 LC8-類型 2）、Hs.550187、NRG1（神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白 1）和 TFRC（轉(zhuǎn)鐵蛋白受體）。
GAD1（谷氨酸脫羧酶 1）是本研究中焦慮的總體首要生物標(biāo)志物，它從谷氨酸合成 γ-氨基丁酸 (GABA)。已在患有情緒障礙和焦慮癥的受試者中觀察到 GABA 神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)異常。GAD1 在焦慮和恐慌癥中具有先前的遺傳證據(jù) [ 10 ]。在我們的研究中，它在高度焦慮時的血液中表達增加。該基因之前已被描述為在恐慌癥患者中低甲基化，這與該基因的較高表達相一致 [ 11,12 ]。在我們的研究中，GAD1 適度預(yù)測獨立測試隊列中所有患者的臨床嚴(yán)重焦慮狀態(tài)（AUC 58％，p = 0.04），女性的結(jié)果略好一些（AUC 65％，p = 0.03）。它還可以預(yù)測所有人未來因焦慮而住院的情況（OR 1.3，p = 0.005）。
療法
藥物基因組學(xué)
只有一個頂級生物標(biāo)志物 DYNLL2 有證據(jù)表明苯二氮卓類藥物會以與高度焦慮相反的方向調(diào)節(jié)它；其他的則沒有，這很有趣且具有臨床用途，因為它帶來了其他非成癮性的選擇。
總體而言，根據(jù)與焦慮相反方向表達的生物標(biāo)志物數(shù)量，丙戊酸 (33%) 在治療焦慮癥方面具有最佳的廣泛療效證據(jù)（表 3A），其次是 omega-3 脂肪酸 (28%)。另一種匹配率最高的替代療法是 EEG 伽馬波段頻率 (17%)，冥想和其他正念練習(xí)可提高該頻率。接下來是鋰 (11%) 和氟西汀 (11%)，苯二氮卓類藥物 (6%) 的匹配率較低。omega-3 脂肪酸和冥想可能是一種廣泛使用的預(yù)防性治療方法，副作用極小，包括對懷孕或可能懷孕的女性。
表 3.
療法。
| 一個 | |
|---|---|
| 治療 | 百分位匹配 |
| 丙戊酸 | 33.33 |
| 氯氮平 | 33.33 |
| Omega-3 脂肪酸 | 27.78 |
| 伽馬頻率 | 16.67 |
| 氟西汀 | 11.11 |
| 鋰 | 11.11 |
| 卡馬西平 | 11.11 |
| 阿戈美拉汀 | 5.56 |
| 苯二氮卓類 | 5.56 |
| 氟哌啶醇 | 5.56 |
| 丙咪嗪 | 5.56 |
| 氯胺酮 | 5.56 |
| 米安色林 | 5.56 |
| S-腺苷甲硫氨酸（SAM） | 5.56 |
| 舍曲林 | 5.56 |
| 沃替西汀 | 5.56 |
| 乙 | |||
|---|---|---|---|
| 連接圖 (CMAP) 分析 | |||
| 秩 | cmap 名稱 | 分?jǐn)?shù) | 角色 |
| 1 | 沙利度胺 | −1 | 最初作為非巴比妥類催眠藥引入，但由于致畸作用而退出市場?，F(xiàn)已重新引入并用于治療多種免疫和炎癥疾病。 |
| 2 | 乙氧基喹啉 | −0.984 | 乙氧基喹啉是一種具有基因毒性的喹啉。 |
| 3 | 雌二醇 | −0.979 | 女性性激素 |
| 4 | 丁卡因 | −0.96 | 局部麻醉 |
| 5 | 吡侖哌隆 | −0.957 | 5-HT2A 受體拮抗劑被描述為一種從未上市的抗精神病藥和鎮(zhèn)靜劑。 |
| 6 | 阿托品 | −0.953 | 毒蕈堿拮抗劑 |
| 7 | 15(S)-15-甲基前列腺素 E2 | −0.933 | 引產(chǎn) |
| 8 | 洛哌丁胺 | −0.919 | 用于治療腹瀉的外周阿片受體激動劑 |
| 9 | 托品酰胺 | −0.918 | 毒蕈堿拮抗劑 |
| 10 | 七葉亭 | −0.917 | 植物毒素 |
| 11 | 異紫堇堿 | −0.916 | 生物堿 |
| 12 | 丙吡胺 | −0.913 | 抗心律失常 |
A目前治療焦慮癥的最佳方法 通過與表 1中的頂級生物標(biāo)志物相匹配( n = 19 )。另 見表 S4。B.使用連接圖 [ 28 ] (CMAP) 對表 1中的頂級生物標(biāo)志物( n = 19 ) 中的焦慮癥藥物進行再利用。高度焦慮 時的表達方向。用于 CMAP 的陣列 HG-U133A 中存在 4 個探針組中有 2 個減少，15 個探針組中有 10 個增加（來自基因 ADRA2A、ATP1B2、CCKBR、FZD10、GAD1、GPX7、GRK4、NRG1、NTRK3、SLC6A2、TFRC）。與基因表達特征具有相反基因表達影響的藥物。
目前，許多用于治療情感障礙和自殺傾向的臨床藥物會調(diào)節(jié)多種頂級生物標(biāo)志物，例如鋰（GAD1、ATP1B2、NRG1）、營養(yǎng) Omega-3 脂肪酸（GAD1、CLIC6、EFNA5、SLC6A4）和抗抑郁藥（ADRA2A、FZD10、GPX7、SLC6A2、SLC6A4、TMEM138）（表 1和S4）。這在藥物基因組學(xué)方法中具有潛在用途，可用于為焦慮和自殺患者匹配正確的藥物，并監(jiān)測治療反應(yīng)。
新藥研發(fā)/再利用
使用一組高度焦慮的頂級生物標(biāo)志物的基因表達特征進行生物信息學(xué)分析（表 3B），發(fā)現(xiàn)了焦慮癥的新潛在療法，例如女性性激素雌二醇、5-HT2A 受體拮抗劑吡侖哌隆、外周阿片類受體激動劑洛哌丁胺和抗心律失常藥雙異丙吡胺。有趣的是，ESR1（雌激素受體 1）是最近一項獨立 GWAS 研究中最重要的基因發(fā)現(xiàn)之一 [ 13 ]。
討論
我們描述了一種新穎而全面的努力，旨在發(fā)現(xiàn)和驗證與焦慮相關(guān)的血液生物標(biāo)記物，包括在獨立隊列中測試它們以評估預(yù)測能力和臨床效用。這些生物標(biāo)記物還為了解焦慮癥的生物學(xué)打開了一扇窗戶，并指明了新的、更精確的治療方法。
當(dāng)前臨床實踐和生物標(biāo)志物的需求
在臨床實踐中，評估一個人的內(nèi)在主觀感受和想法，以及對行動和行為進行更客觀的外部評分，用于評估焦慮和診斷臨床焦慮癥，如驚恐發(fā)作和廣泛性焦慮癥。這種方法是不夠的，而且落后于其他醫(yī)學(xué)專業(yè)使用的方法。此外，從發(fā)病到診斷有 9 至 23 年的延遲[ 14 ]。與焦慮相關(guān)的血液生物標(biāo)志物將提供重要的客觀測量，為臨床評估和治療決策提供參考。
生物標(biāo)志物的優(yōu)勢
血液生物標(biāo)志物具有現(xiàn)實世界的臨床實踐優(yōu)勢。由于活體個體的大腦無法輕易進行活檢，而且腦脊液比血液更難獲取，多年來我們一直致力于識別神經(jīng)精神疾病的血液生物標(biāo)志物。全血方法便于現(xiàn)場部署樣本采集?；虮磉_變化的評估側(cè)重于我們對免疫細(xì)胞的方法。識別反映大腦活動的外周基因表達變化的能力可能是由于大腦和免疫系統(tǒng)具有發(fā)育共性，以共同的反應(yīng)性和隨之而來的基因表達模式為標(biāo)志。大腦和免疫系統(tǒng)之間也存在雙向相互作用。并非所有外周細(xì)胞表達的變化都反映或與大腦活動有關(guān)。通過在發(fā)現(xiàn)步驟中使用我們的受試者內(nèi)設(shè)計仔細(xì)跟蹤表型，然后使用收斂功能基因組學(xué)優(yōu)先級，我們能夠提取跟蹤并與所研究的大腦活動相關(guān)的外周變化，在本例中是焦慮狀態(tài)及其疾病。
隨后在獨立隊列中進行驗證和測試，將名單縮小到最佳標(biāo)記。最終，我們并不期望在血液中重現(xiàn)大腦中發(fā)生的所有事情。我們只是希望有良好的可訪問的外周生物標(biāo)記——在癌癥中被稱為“液體活檢”。
全面性
在當(dāng)前的研究中，我們對患有嚴(yán)重精神疾病的男性和女性受試者進行了廣泛的血液基因表達研究，這個群體在焦慮癥的共病率和焦慮的多變性方面非常豐富。事實上，除了他們的主要臨床診斷外，總體而言，我們研究中超過 20% 的受試者同時患有臨床焦慮癥，其中最高比例（37.3%）是那些以重度抑郁障礙 (MDD) 為主要診斷的人（表 S1B）。其他精神疾病和焦慮癥之間潛在的分子水平共病性因以下事實而凸顯：其他疾病的藥物（抗抑郁藥、情緒穩(wěn)定劑，甚至抗精神病藥）也用于治療 PTSD 和焦慮癥。我們的主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和驗證跨診斷的焦慮生物標(biāo)志物。其次，我們旨在了解它們的普遍性與性別和精神病診斷的特殊性。
我們的研究是分步進行的。首先，我們嘗試使用縱向設(shè)計來發(fā)現(xiàn)焦慮的血液基因表達生物標(biāo)志物，觀察患有嚴(yán)重精神疾?。ㄔ暧舭Y、重度抑郁癥、精神分裂癥/分裂情感性障礙和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 (PTSD)）的男性和女性受試者血液中基因的差異表達，這些高危人群容易出現(xiàn)焦慮，這構(gòu)成了一個豐富的庫，可供尋找生物標(biāo)志物。我們使用強大的受試者內(nèi)設(shè)計 [ 4 – 6 , 15 ] 將低焦慮狀態(tài)與高焦慮狀態(tài)進行比較，以生成差異表達基因列表。其次，我們使用全面的聚合功能基因組學(xué) (CFG) 方法，結(jié)合該領(lǐng)域的全部知識，從與焦慮相關(guān)的差異表達基因/生物標(biāo)志物列表中進行優(yōu)先排序。 CFG 整合了多條獨立的證據(jù)線——來自大腦和外周、人類和動物模型研究的遺傳、基因表達和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)，作為一種識別和優(yōu)先排序發(fā)現(xiàn)的貝葉斯策略，減少了每種方法中固有的假陽性和假陰性。第三，我們檢查了我們確定的用于跟蹤焦慮狀態(tài)的頂級生物標(biāo)志物的表達水平是否在來自臨床嚴(yán)重焦慮癥的獨立受試者隊列的血液樣本中發(fā)生了更強烈的變化，以驗證這些生物標(biāo)志物。第四，在相應(yīng)的獨立精神病患者隊列中測試了這樣發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先排序和驗證的生物標(biāo)志物。第五，我們使用生物標(biāo)志物與現(xiàn)有的精神科藥物相匹配，并使用生物信息學(xué)分析識別和潛在地重新利用新藥來治療焦慮癥。這一系列研究是一種系統(tǒng)而全面的方法，旨在推動該領(lǐng)域向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)邁進。
力量
我們采用了系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)先排序、驗證和測試方法，就像我們多年來在其他疾病方面所做的那樣[ 2、7、16-18 ]。對于發(fā)現(xiàn)，我們使用了一種難以實現(xiàn)但功能強大的受試者內(nèi)設(shè)計，N為58名受試者，共訪問149次。受試者內(nèi)設(shè)計排除了遺傳變異以及一些藥物、生活方式和人口統(tǒng)計學(xué)對基因表達的影響，允許在 N 小至 1 15 的情況下識別相關(guān)信號。受試者內(nèi)設(shè)計的另一個好處可能是精神癥狀（“苯丙胺表達”）自我報告的準(zhǔn)確性/一致性，因為是同一個人報告不同的狀態(tài)。這與它在基因表達中提供的信號檢測優(yōu)勢在原理上類似。
根據(jù)我們在遺傳學(xué)和基因表達領(lǐng)域超過二十年的工作，以及該領(lǐng)域其他人的研究成果，我們估計使用定量表型比使用分類診斷的效力高出 1 個數(shù)量級。通過排除所有遺傳和一些環(huán)境變異，受試者內(nèi)縱向設(shè)計比受試者間病例對照橫斷面設(shè)計高出 3 個數(shù)量級。此外，通過整合許多 SNP 和環(huán)境的影響，基因表達比遺傳研究高出 3 個數(shù)量級。綜合起來，我們的方法可能比 GWAS 研究高出 6 個數(shù)量級，甚至在 CFG 基于文獻的優(yōu)先排序步驟之前，該步驟涵蓋了我們研究之前該領(lǐng)域的所有獨立工作，這些工作可能加起來也高出 1 個數(shù)量級。此外，驗證和測試步驟各自增加了 1 個數(shù)量級的額外功率。因此，我們的方法檢測信號的效力可能比 GWAS 中使用的大多數(shù)當(dāng)前遺傳研究設(shè)計高出 10 個數(shù)量級。
可重復(fù)性
我們在動物模型中重現(xiàn)并擴展了我們早期的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn) GABBR1、CCKBR 和 DYNLL2 [ 8 ] 是與焦慮有關(guān)的首要基因。
此外，我們的分析完成后，其他獨立的大規(guī)模研究得出的結(jié)果也具有可重復(fù)性，因此未納入我們的 CFG 方法。他們的許多重要發(fā)現(xiàn)都出現(xiàn)在我們的焦慮候選基因表達生物標(biāo)志物列表中，這些發(fā)現(xiàn)在我們最初的全基因組、無偏見的受試者內(nèi)發(fā)現(xiàn)步驟中，在任何 CFG 文獻優(yōu)先級排序之前就已經(jīng)存在了：英國生物銀行研究中 10 個終生焦慮癥基因中的 2 個 [ 19 ]，百萬退伍軍人計劃研究中 11 個焦慮基因中的 6 個 [ 13 ]，以及代際創(chuàng)傷研究中 42 個前血液生物標(biāo)志物中的 13 個 [ 20 ]（見補充信息-可重復(fù)性文件）。我們的研究與其他基因和基因表達研究（這些研究是在獨立隊列中采用獨立方法進行的）之間的研究結(jié)果具有獨立可重復(fù)性，這令人放心，并為我們的方法和他們的方法的有效性和相關(guān)性提供了強有力的聚合證據(jù)。我們的工作還為他們的一些頂級基因研究提供了功能證據(jù)。
病理生理
我們發(fā)現(xiàn)的許多最佳候選生物標(biāo)志物具有與信號傳導(dǎo)相關(guān)的生物學(xué)作用，特別是 cAMP 和 CREB ??信號傳導(dǎo)減弱（表 2）。這重現(xiàn)了我們十多年前在焦慮動物模型研究中得出的主要結(jié)論之一 [ 8 ]。多動癥、自閉癥譜系障礙和脆性 X 綜合征也報告了 cAMP 信號傳導(dǎo)減弱。這為焦慮與注意力和記憶力紊亂之間的流行病學(xué)數(shù)據(jù)以及這些疾病之間的臨床共病提供了分子基礎(chǔ)。它還表明，增加 cAMP 活性的藥物（如興奮劑 [ 21 ]）以及鋰、谷氨酸拮抗劑（如鎂）和 PDE-4 抑制劑（如咯利普蘭 [ 22 ]）可能有助于治療焦慮癥。迄今為止，這些藥物的臨床試驗結(jié)果好壞參半，這表明存在人群異質(zhì)性問題，需要使用個性化的生物標(biāo)志物驅(qū)動方法。另一條主要通路是 Hippo 信號通路，它與壓力相關(guān)的精神疾病有關(guān) [ 23 ]。
我們發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)頂級血液生物標(biāo)志物在焦慮癥研究中的人類或動物模型大腦數(shù)據(jù)中都有先驗證據(jù)，這表明它們與焦慮癥的病理生理學(xué)相關(guān)（表 S2）。我們研究中的血液變化與文獻中報道的大腦變化的共向性需要謹(jǐn)慎解讀，因為它可能取決于大腦區(qū)域。
最熱門的候選生物標(biāo)記物也有證據(jù)表明其與其他精神疾病和相關(guān)疾病有關(guān)（表 S3），這為共病和某些疾病對焦慮的可能前兆效應(yīng)提供了分子基礎(chǔ)，反過來，焦慮在某些疾病中也起著前兆作用。具體來說，它們中的大多數(shù)與抑郁癥（83%）以及酗酒（72%）、壓力（56%）、精神分裂癥（50%）和躁郁癥（44%）有重疊，這與焦慮是大多數(shù)精神健康障礙中常見且經(jīng)常得不到治療和重視的因素相一致。
現(xiàn)象學(xué)
焦慮 SAS-4 由四個項目組成（補充圖 S1）。它與該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)量表 STAI State 具有很好的相關(guān)性，皮爾遜相關(guān)系數(shù)R = 0.67（補充圖 S2A）。我們的聚類分析揭示了焦慮癥狀的結(jié)構(gòu)（補充圖 S3）?？謶趾筒淮_定性關(guān)系最為密切。憤怒與量表上的其他項目距離較遠，關(guān)聯(lián)性較小。從本質(zhì)上講，焦慮反映并揭示了個人是否感覺到自己可能面臨不利事件，并且對當(dāng)前狀態(tài)不滿意。與此相關(guān)，我們表明 SAS-4 與生活滿意度視覺模擬量表的項目呈負(fù)相關(guān)（總體滿意度R = -0.58，幸福感R = -0.59，希望感R = -0.54，意義R = -0.59）（圖 S2B）。
診斷
對于我們確定的生物標(biāo)志物，將本研究中所有可用的證據(jù)組合成 CFE 評分，可突出那些對焦慮癥有臨床實用性的客觀評估和風(fēng)險預(yù)測的生物標(biāo)志物（表 1）。這些生物標(biāo)志物應(yīng)在未來的臨床研究和實際臨床應(yīng)用中單獨測試，也應(yīng)作為多基因生物標(biāo)志物組進行測試。根據(jù)焦慮的初次臨床表現(xiàn)，它們可能有助于區(qū)分患者是否真的嚴(yán)重焦慮并處于慢性風(fēng)險中（圖 3）。表型數(shù)據(jù)的整合，例如重復(fù)測量 SAS-4（可能通過手機應(yīng)用程序以日常方式進行），可以進一步證實和闡明焦慮癥的診斷，區(qū)分間歇性類型（如驚恐發(fā)作）和持續(xù)性類型（如廣泛性焦慮癥）。
圖 3. 醫(yī)生潛在報告的示例。
使用表1中的焦慮主要生物標(biāo)志物面板 ( n = 19)。我們之前在一項自殺生物標(biāo)志物研究中將該受試者 (Phchp328) 描述為具有高自殺風(fēng)險，并在完成研究一年后自殺身亡。由于研究的匿名和隱私規(guī)則，我們當(dāng)時沒有向患者的臨床醫(yī)生提供任何信息。高焦慮組和低焦慮組 19 種生物標(biāo)志物的原始表達值按性別和診斷進行 Z 分?jǐn)?shù)計算。我們計算了高焦慮組 SAS-4 ≥ 60 和低焦慮組 SAS-4 ≤ 40 中生物標(biāo)志物的平均表達值作為閾值。生物標(biāo)志物增加時，第一個平均值應(yīng)高于第二個平均值，生物標(biāo)志物減少時則反之。因此，19 種生物標(biāo)志物中有 15 種是一致的。我們還計算了第一年住院組和第一年未住院組的生物標(biāo)志物平均表達值作為閾值。我們對所有未來住院和沒有未來住院的情況都做了同樣的事情。對于增加的生物標(biāo)志物，第一個平均值應(yīng)該高于第二個平均值，對于減少的生物標(biāo)志物則相反。因此，19 個生物標(biāo)志物中有 18 個在第一年和所有未來都是一致的。將每個表達增加的生物標(biāo)志物的 Z 分?jǐn)?shù)表達值與高焦慮組 SAS-4 ≥ 60 中的生物標(biāo)志物的平均值以及低焦慮組 SAS-4 ≤ 40 的平均值進行比較，如果高于高焦慮，則得分為 1，如果低于低焦慮，則得分為 0，如果介于兩者之間，則得分為 0.5。對于表達減少的生物標(biāo)志物則相反。然后將數(shù)字化的生物標(biāo)志物添加到多基因風(fēng)險評分中，并根據(jù)面板中的生物標(biāo)志物數(shù)量進行標(biāo)準(zhǔn)化，從而得到百分位數(shù)評分。我們對第一年住院和所有未來住院的情況做了同樣的事情，從而得出慢性焦慮風(fēng)險的綜合評分。數(shù)字化的生物標(biāo)記還用于與現(xiàn)有的精神科藥物和替代療法（營養(yǎng)品等）進行匹配。我們使用我們的大型數(shù)據(jù)集和文獻數(shù)據(jù)庫將生物標(biāo)記與對基因表達產(chǎn)生與高度焦慮時相反影響的藥物進行匹配。與生物標(biāo)記匹配的每種藥物都獲得 1、0.5 或 0 的生物標(biāo)記評分。將藥物的評分相加，根據(jù)該患者中生物標(biāo)記數(shù)為 1 或 0.5 的數(shù)量進行歸一化，從而得到百分位匹配。
總體而言，我們對生物標(biāo)志物的預(yù)測結(jié)果對女性比對男性更準(zhǔn)確，AUC 值高出 10-20%。雖然其中有些可能是生物學(xué)因素，就免疫系統(tǒng)反應(yīng)性和腦血相互作用而言，女性可能更高，但也有可能男性在自我報告焦慮癥狀方面不如女性準(zhǔn)確（影響我們對狀態(tài)預(yù)測的結(jié)果），并且尋求幫助的次數(shù)也不那么多（影響我們對未來住院預(yù)測的結(jié)果）。如果是這樣，這種報告不足使得對男性使用客觀的生物標(biāo)志物測試變得更加必要。
關(guān)于如何將我們的生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于臨床實驗室環(huán)境，我們建議使用頂級生物標(biāo)志物組，例如 BioM-19（圖 3）。實際上，每位接受測試的新患者都將根據(jù)已接受測試的類似患者的數(shù)據(jù)庫進行標(biāo)準(zhǔn)化，并與他們進行比較以進行排名和風(fēng)險預(yù)測，無論最終在臨床上使用微陣列、RNA 測序或 PCR 等更有針對性的平臺。隨著數(shù)據(jù)庫變得越來越大，可以而且應(yīng)該建立規(guī)范的人口水平，就像任何其他實驗室措施一樣。此外，縱向監(jiān)測個體內(nèi)生物標(biāo)志物的變化，測量最近的變化斜率、達到的最大水平以及過去達到的最大變化斜率，可能比簡單地將個體內(nèi)的水平與規(guī)范的人口水平進行橫斷面比較更有參考價值，正如我們在研究中所表明的那樣。對于未來的護理方法，研究和開發(fā)應(yīng)該側(cè)重于頂級個體生物標(biāo)志物，包括蛋白質(zhì)水平。人們可能會尋找最佳的通用生物標(biāo)志物（具有全部預(yù)測性）來獲得可靠性，或者尋找最佳的個性化生物標(biāo)志物（可通過性別甚至診斷進行預(yù)測），以獲得更高的準(zhǔn)確性。
治療
生物標(biāo)志物還可能有助于患者與藥物匹配、測量治療反應(yīng)（藥物基因組學(xué)）（圖 3、表 3和S4），也可用于新藥發(fā)現(xiàn)和再利用（表 3）。從藥物基因組學(xué)分析來看，丙戊酸是最熱門的藥物。相對較新的隨機對照臨床試驗數(shù)據(jù)支持使用丙戊酸治療焦慮癥 [ 24 ]。其他有趣的新型候選藥物是 omega-3 脂肪酸和鋰。從藥物再利用分析來看，雌二醇是最熱門的藥物。最近的隨機對照臨床試驗數(shù)據(jù)支持使用雌二醇治療焦慮癥 [ 25 ]。其他有趣的新型候選藥物是洛哌丁胺和丙吡胺。如果使用得當(dāng)，所有這些藥物都是相對安全的，并且?guī)资陙硪恢痹谂R床實踐中用于治療其他適應(yīng)癥，這有助于將我們的研究結(jié)果直接轉(zhuǎn)化為臨床實踐。
結(jié)論
總體而言，這項研究朝著更好地理解、診斷和治療焦慮癥邁出了重要一步。我們希望，在焦慮癥全面爆發(fā)（或復(fù)發(fā)）之前，我們針對未來風(fēng)險的特征生物標(biāo)記物可用于預(yù)防方法。預(yù)防可以通過社會、心理或生物干預(yù)來實現(xiàn)（即早期有針對性地使用藥物或營養(yǎng)保健品）。鑒于每 3 人中就有 1 人在一生中會經(jīng)歷一次臨床焦慮癥發(fā)作[ 26 ]，而且這種疾病在年輕人中的發(fā)病率似乎在上升[ 27 ]，焦慮癥會嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，有時會導(dǎo)致酗酒等成癮，甚至自殺，而且并非所有患者都能對目前的治療產(chǎn)生反應(yīng)，我們這樣的努力的必要性和重要性怎么強調(diào)也不為過。
