发现重度抑郁障碍的脑与血液生物标志物

一项系统综述在重度抑郁障碍的脑与血液中发现同向改变的差异表达基因与差异甲基化基因,其中部分与GWAS鉴定的风险位点重叠,提示存在可跨组织检测的分子失调特征。另一项研究显示,脑富集环状RNA **CDR1as** 的血液水平可预测SSRI sertraline治疗的缓解,为外周生物标志物的开发提供线索。

越来越多的证据表明,重度抑郁障碍(major depressive disorder, MDD)或可通过脑与血液中共享的分子变化被检测到;多组学数据揭示的遗传与表观遗传特征存在重叠,有望为临床可用的生物标志物铺平道路。发表在《JAMA Psychiatry》的一项系统综述发现,MDD患者脑与血液中存在差异表达基因和差异甲基化基因,这些基因在全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)数据库中也带有与该疾病相关的变异。

重度抑郁障碍是一种异质性强且致残的精神疾病,伴随显著的发病负担和自杀风险。GWAS已证明MDD具有多基因特征,涉及数以千计效应较小的变异。环境因素还可通过表观遗传机制进一步塑造疾病风险,包括DNA甲基化和基因表达的改变。尽管如此复杂,目前尚无经验证的MDD生物标志物。

该系统综述纳入54项研究,其中包括30项脑组织研究、20项血液研究,以及4项同时分析两种组织的研究。综合各数据集,744个差异表达基因在脑与血液中呈同向改变,其中43个与GWAS鉴定的MDD风险位点重叠。此外,544个差异甲基化基因在脑与血液中也呈同向改变,其中34个与GWAS鉴定的MDD风险位点重叠。所识别的枢纽基因(hub genes)集中于发育、炎症、转录、凋亡以及线粒体相关通路。这些结果提示,MDD存在可跨组织检测到的协同分子失调。

尽管各研究与不同脑区所见的单个失调基因差异很大,但跨研究仍可见趋同的通路与枢纽基因功能,包括与神经发育、线粒体、神经炎症、凋亡和转录调控相关的过程。

在另一项发表在《Nature》的研究中,研究人员鉴定出一种脑富集的环状RNA(circular RNA, circRNA)CDR1as,其与SSRI治疗的症状学反应相关。研究发现,CDR1as的表达受5-羟色胺(serotonin)以及脑源性神经营养因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF)受体活性调控。研究人员在两个人群独立队列的基线全血样本中使用circRNA特异性PCR,这两队列来自Establishing moderators and biosignatures of antidepressant response in clinical care(EMBARC)与Biomarkers of ANTidepressant RESponse(ANTARES)临床研究。结果显示,在治疗开始前,未来对SSRI sertraline治疗出现症状学应答者与无应答者之间,CDR1as存在差异表达。

在应答者中,sertraline治疗后CDR1as水平发生改变,且治疗后变化轨迹与长期缓解相关。血液中的CDR1as水平可特异性预测SSRI治疗的缓解,但不能预测PlaceboBupropion治疗的应答或缓解。动物机制研究与神经元培养研究提示,小鼠Cdr1as受5-HT2A与BDNF受体信号强烈调控。

对重叠的基因表达与甲基化特征的鉴定提示,MDD可能存在可测量的外周生物标志物,能够反映中枢神经系统病理。此类标志物或可支持更早诊断、实现表型分层,并为精准医学策略提供依据。仍需开展细胞类型特异性的多组学研究,并纳入研究不足的脑区,以更好理解MDD的病理生理并识别相关生物标志物与治疗靶点。若能得到验证,基于血液的分子标记物可作为临床评估的补充并改善治疗选择,最终推动MDD的个体化医疗。

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References

  1. Major Depressive Disorder: Biomarkers in Brain and Blood Identified - EMJ · emjreviews.com
  2. Brain and Blood Biomarkers of Major Depressive Disorder: A Systematic Review · jamanetwork.com
  3. A brain-enriched circRNA blood biomarker can predict response to SSRI antidepressants · nature.com