「Nature」全面闡述:精神障礙之間隱藏的聯繫

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本文為轉化醫學網原創,轉載請註明出處

作者:Lauren

導言:一個困擾研究人員100多年的基本問題:精神疾病的根源到底是什麼?為了找出這個答案,研究人員找出了過去10年裡通過對基因、大腦活動和神經解剖學的研究積累的大量數據。他們發現的證據表明,許多看似不同的疾病,如精神分裂症和自閉症,都是由相同的基因造成的,而且大腦決策系統的改變可能與許多情況有關。

在2018年,精神病學專家奧萊格·普拉納·裡波爾(Oleguer Plana-Ripoll)就全力解決一個有關精神障礙的令人疑惑的事實。他了解到許多個體都多種症狀,例如焦慮和抑鬱,或者稱精神分裂症和雙相情感障礙。他想要找出一種以上的診斷有多普遍,於是他找出了包含大約590萬丹麥公民的醫藥細節的數據庫。

他所找到的數據讓他自己很是吃驚,不論症狀有多明顯,每一種單一的精神疾病都會使病人易患其他精神疾病,普拉納·裡波爾表示,“我們都知道共患病是非常重要的,但我們沒想到能發現所有配對的關聯。”

這項研究解決了一個困擾研究人員100多年的基本問題:精神疾病的根源是什麼?

為了找出這個答案,研究人員找出了過去10年裡通過對基因、大腦活動和神經解剖學的研究積累的大量數據。他們發現的證據表明,許多看似不同的疾病,如精神分裂症和自閉症,都是由相同的基因造成的,而且大腦決策系統的改變可能與許多情況有關。

研究人員也在徹底地重新思考我們大腦是如何出錯的理論。精神疾病可以分為不同的、離散的類別,如“焦慮”或“精神病”,這種觀點在很大程度上已經被證明是錯誤的。相反,疾病之間相互交織,沒有嚴格的分界線——正如普拉納·裡波爾的研究清楚地證明了這一點。

目前,研究人員正在嘗試瞭解構成這一精神病理學譜的生物學基礎。

研究人員得出一個新的理論,也許精神疾病有多個方面,因此,根據一個人每個方面的得分情況,他可能比其他人更容易患上某些疾病,另一種更為激進的觀點是,一般來說,單一因素會讓人們患上精神疾病:他們患上哪種疾病是由其他因素決定的。儘管多維度的概念被研究人員更廣泛地接受,但這兩種觀點都受到了重視。

儘管細節仍然模糊,但大多數精神病學家都認為有一點很明確:舊的將精神障礙分類成整齊的框架的系統是行不通的。研究人員也希望,從長遠來看,用以生物學為基礎的框架來取代這個框架,會導致新的藥物和新的治療方法的出現。例如,研究人員致力於揭露關鍵基因、大腦區域、與精神病理學相關的神經學過程,並以治療為目標。麻省理工學院和哈佛大學建橋分校的史蒂文·海曼(Steven Hyman)表示,儘管要達到這個目標可能還需要一段時間,“如果這一領域真的奏效,我將長期持樂觀態度。”

混亂的局面

最直接的挑戰就是如何診斷患者,自從20世紀50年代以來,精神病學專家已經使用了一本詳盡的名為《精神障礙的診斷和數據統計手冊》(DSM)的書,目前已是第五版。這本書列舉了所有公認的疾病,從自閉症和強迫症到抑鬱症、焦慮症和精神分裂症。每一種都是通過症狀來定義的,固有的假設是每一種精神障礙都是不同的,而且產生的原因也不同。

然而,甚至在2013年DSM-5出版之前,許多研究人員都認為這種方法是有缺陷的。幫助撰寫第五版手冊的海曼表示,“每一個臨床醫生可能都會告訴你,患者沒有讀過DSM了,也不符合DSM。”

很少有病人符合每一套標準,相反,人們通常有來自不同疾病的混合症狀。即使有人有相當明確的抑鬱症診斷,他通常也有其他例如焦慮等的疾病症狀。費城賓夕法尼亞大學的神經精神病學家泰德·薩特斯威特(Ted Satterthwaite)表示,“如果你有一種疾病,你很有可能也會有其他疾病。”

這意味著臨床醫生劃分精神障礙的方法是錯誤的,精神病學家試圖通過將疾病分為更精細的亞型來解決這一問題。薩特斯威特說,“如果你看到DSM隨著時間推移的演變方式,這本書會變得越來越厚,”但是,問題仍然存在,亞型仍然不能很好地反應許多患者的症狀群。

因此,,世界上最大的心理健康科學基金——美國國家心理健康研究所改變了它資助研究的方式。從2011年開始,它開始要求根據一個名為“研究領域標準”(Research Domain Criteria)的項目,對疾病的生物學基礎(而非症狀)進行更多研究。

此後,研究人員對精神病理學的生物學基礎進行了大量研究,重點放在遺傳學和神經解剖學等領域。但如果研究人員希望揭開精神病理學的神秘面紗,他們仍有很長的路要走:關鍵的發現就是精神病理學到底有多複雜。

有爭議的集群

從臨床上來講,症狀跨越疾病的證據越來越多了,因為人們通常有不止一種疾病。因此,儘管情緒改變或推理障礙等個體症狀可以被可靠地診斷出來,但將患者分配到“雙相情感障礙”這樣的整體診斷是困難的。

即使看似分離的疾病也是有聯繫的,在2008年,在國王大學倫敦精神病機構的遺傳學家安吉利卡·羅納德(Angelica Ronald)和她的同事發現,自閉症和注意力缺陷多動障礙(ADHD)重疊了。羅納德表示,“同時,你不能同時被診斷出這兩種情況,這是因為DSM在更早期版本的一條規則。但羅納德和她的團隊發現,自閉症和ADHD的特徵有很強的相關性,並且部分受基因控制。

此外,似乎有一系列症狀跨越了疾病的界限,一個2018年的研究檢查了被診斷患有嚴重抑鬱症、恐慌症或創傷後應激障礙(PTSD)的人,研究人員根據志願者的症狀、認知功能和大腦活動進行評估。他們發現,受試者分成六組,其特點是情緒不同,例如‘緊張’和‘憂鬱’。這些小組跨越了三個診斷類別,就好像診斷類別根本不存在一樣。

許多人都認為現在的診斷分類是錯誤的,問題是,以生物學為指導,精神病的診斷和治療應該是什麼樣的?

多個維度

一個突出的模型是,每個人都有許多不同的神經心理特性或“維度”。每個特性都決定了我們對特定類型疾病的敏感性。例如,有些人可能容易患上焦慮症等情緒障礙,但不會患上精神分裂症等思維障礙。

一些精神病學家準備去重新構建他們的紀律與維度的思想,在20世紀10年代早期,有人推動從DSM-5中消除障礙類別,轉而採用建立在個體症狀的“維度”方法。然而,這一嘗試失敗了,部分原因是由於醫療資金和病人護理是圍繞DSM的類別建立起來的。然而,其他疾病的分類也已經轉向維度了。

在2019年,世界衛生大會批准了最新的國際疾病分類(也稱為ICD-11),其中一些精神病理學是使用維度症狀,而非類別進行新的分類。

維度假設的挑戰是顯而易見的:有多少個維度,分別是什麼?薩特斯威特稱之為“一個非常大的問題”。

一個過去10多年得到很多研究支持的流行理論,認為只有兩個維度。第一個包含所有的‘內化’障礙,例如抑鬱症,主要的症狀影響了一個人的內部狀態。這和‘外部化’障礙形成反差,‘外部化障礙’有多動症和反社會行為,其中一個人對世界的反應被影響了,如果有人被診斷出有2種或2種以上的疾病,研究表明這一疾病可能來自同一類別。

但是,將大量腦成像數據與機器學習相結合的研究發現了不同的數字——甚至在同一個實驗室進行的研究中也是如此。去年薩特斯威特和他的團隊發表了一項針對1141名有內化症狀的年輕人的研究,並發現他們可以根據大腦結構和功能分為兩組。2018年,薩特斯威特領導了一項類似的研究,確定了四個維度,每個維度都與大腦連接的不同模式相關。

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一些團隊研究大腦區域之間的連接強度,以確定大腦功能是否與特定診斷相關。

海曼說,最終,DSM的未來版本可能會有專門針對每個維度的章節。它們可以列出每一種疾病的集群,以及它們的症狀和任何來自潛在生理學和遺傳學的生物標記。兩個有相似症狀但有不同突變或神經解剖改變的人可以得到不同的診斷和治療。

在基因中

這種未來方法的一個支柱是更好地理解精神疾病的遺傳學。在過去的十年裡,對精神病理遺傳學的研究已經發展到足以得出有力結論的地步。

研究表明,沒有一個單獨的基因對精神病的風險有多大的貢獻,相反,數百個基因每個都有一個小的影響。2009年的一項研究發現,數以千計的基因變異是精神分裂症的危險因素。許多人還與雙相情感障礙有關,這表明一些基因與這兩種疾病有關。

這並不是說所有的大腦疾病都與同一個基因有關:遠非如此。由波士頓馬薩諸塞州總醫院遺傳學家本傑明·尼爾(Benjamin Neale)和都柏林三一學院精神病學家艾登·科爾文(Aiden Corvin)領導的一個研究小組在2018年發現,癲癇和多發性硬化等神經疾病在基因上與精神分裂症和抑鬱症等精神疾病不同(見“精神地圖”)。

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這些研究都著眼於最容易發現的常見變異。最近的一些研究集中在極為罕見的變異上,這確實表明了疾病之間的遺傳差異。一項針對12000多人的研究發現,精神分裂症患者的超罕見突變率異常高,而且這些突變往往是一個人獨有的。

結果是一團糟。很難預測哪些風險因素會跨越條件。尼爾表示:“其中一些在精神病理學上有廣泛的共同點,而另一些則對一種或幾種形式的精神病理學更為具體。”

p係數

一些精神病醫生提出了一個激進的假設,他們希望能允許他們理解混亂。如果疾病有共同的症狀,或者共同發生,如果許多基因與多種疾病有關,那麼也許有一個單一的因素使人們容易患上心理病理學。

2012年,芝加哥大學公共衛生專家本傑明·拉希(Benjamin Lahey)首次提出了這一想法。拉希和他的同事研究了11種疾病的症狀。他們用統計學來檢驗這個模式是否能最好地用三個不同的維度來解釋,或者用這三個維度加上“一般”的傾向來解釋。如果將一般因素考慮在內,該模型的效果會更好。

第二年,這一假設得到了北卡羅萊納州達勒姆杜克大學(Duke University)夫妻心理學家艾夫沙洛姆·卡斯皮(Avshalom Caspi)和特麗·莫菲特(Terrie Moffitt)的更多支持,並得到了一個吸引人的名字。他們使用了1037人的長期研究數據,發現症狀的大部分變化可以用一個單一的因素來解釋。卡斯皮和莫菲特稱之為“p因子”。自2013年以來,多項研究複製了他們的核心發現。

卡斯皮和莫菲特很清楚,p因子不能解釋一切,也沒有對其潛在的生物學進行猜測,只是推測一組基因可能介導了它。也有人提出p因子是一種心理病理學的普遍傾向,但其他因素——壓力體驗或其他基因改變——會促使一個人出現不同的症狀。但如果這是真的,它有一個驚人的含義:可能有一個單一的治療目標的精神障礙。

已經有跡象表明,全身治療和靶向治療同樣有效。2017年的一項研究隨機分配患有焦慮症(如恐慌症或強迫症)的患者接受針對其特定疾病的治療或一般治療。兩種療法都同樣有效。

找到p因子的生理學基礎將是基於它的治療的第一步,但只有在過去幾年,研究人員在遺傳和神經解剖數據中發現了它的暗示。例如,一項對英國人群心理病理遺傳學的研究發現了一種“遺傳p因子”——一組基因中存在導致心理病理風險的變異。

同時,其他研究小組也在尋找一種發生在多種精神病理學中的神經解剖學變化。結果很有趣,但卻自相矛盾。

一項對六種精神病理學的研究發現,大腦灰質在三個參與情緒處理的區域收縮:背側前扣帶回、右側島葉和左側島葉。但是,現在哈佛醫學院和馬薩諸塞州貝爾蒙特市麥克萊恩醫院的臨床心理學家阿德里安·羅默(Adrienne Romer)隨後的研究,確定了一個完全不同的三個區域,其作用包括管理基本的身體功能和運動——腦橋、小腦和部分皮層。理解這一點的一個關鍵可能是關注大腦的執行功能:通過計劃、注意和抵制誘惑來調節行為的能力,這依賴於大腦的許多區域。羅默和薩特斯威特在一系列心理病理學中獨立地發現了執行功能的紊亂,懷疑這些紊亂可能是p因子的基礎。

大多數科學家同意,需要的是更多的數據,許多人仍然不相信這種簡單的解釋。尼爾說:“我不太確定這就是比賽的結果。”尼爾表示,至少在基因水平上,仍有許多疾病,如創傷後應激障礙和廣泛性焦慮症,人們對此知之甚少。

海曼說,所有這些廣泛的假設都為時過早。“我認為現在應該進行更多的實證研究,而不是宏大的理論化。”

參考:https://www.nature.com/articles/d41586-020-00922-8

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