杨瑞兰 陈建山 张晓菲 孙加琪 邹文锦 成小芳 邓文皓 张一智杨婵娟 李烜 崔立谦 曹莉萍

关于双相障碍（bipolar disorder，BD）大样本全基因组关联的最新研究报告甲硫氨酸亚砜还原酶A（methionine sulfoxide reductase A，MSRA）基因与BD关联[1]。本团队之前的研究也发现MSRA基因rs4840463多态性可能与中国汉族人群双相障碍I型（bipolarⅠ disorder，BD-Ⅰ）的患病风险增加有关[2]。但是MSRA基因如何参与BD的发病暂不清楚。MSRA基因编码内源性抗氧化酶MSRA，MSRA可特异性还原游离的或蛋白质中的甲硫氨酸亚砜，在维持机体氧化与抗氧化平衡中起重要作用[3-4]。目前，研究认为氧化应激在BD的神经病理中起重要作用[5-6]。而在多种精神障碍如孤独症谱系障碍、抑郁障碍等研究中均发现机体氧化应激与眶额叶皮质（orbitofrontal cortex，OFC）结构异常相关[7-9]，但在BD患者中尚无相关研究。因此，本研究首次探讨MSRA基因rs4840463多态性对中国汉族成年BD-Ⅰ患者OFC体积的影响，为揭示抗氧化酶基因与BD神经病理机制之间的关系提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 患者组从2012年1月至2017年12月在广州医科大学附属脑科医院住院及门诊就诊的BD-Ⅰ患者中招募。入组标准：①符合《精神障碍诊断与统计手册第四版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder，Fourth Edition，DSM-Ⅳ）BD-Ⅰ诊断标准；②汉族；③年龄18～50岁；④右利手。排除标准：①共病符合DSM-Ⅳ轴I诊断标准的其他精神障碍，共病人格障碍，或韦氏智力测验总分＜70分；②患有神经系统疾病，或脑器质性精神障碍，或有颅脑损伤所致意识丧失超过5 min的病史；③患有其他严重躯体疾病；④存在磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）禁忌证；⑤目前服用碳酸锂。

健康对照（health control，HC）组为同期从医院、社区等招募的正常被试。入组标准：①无任何符合DSM-Ⅳ诊断标准的精神障碍；②两系三代内无精神疾病家族史；③汉族；④年龄18～50岁；⑤右利手。排除标准同患者组。

本研究累计纳入87例BD-Ⅰ患者和82名HC。本研究经广州医科大学附属脑科医院伦理委员会审核批准。受试者或其监护人均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 临床评估 采用DSM-Ⅳ配套的结构化临床访谈（structured clinical interview for DSM-Ⅳ，SCID）对所有受试者进行评估以确定诊断。使用自制的病例报告表收集受试者人口学资料，包括性别、年龄、受教育年限、体质量指数（body mass index，BMI）等，并记录临床亚型、用药情况等临床特征。使用汉密尔顿抑郁量表（Hamilton rating scale for depression，HAMD）、杨氏躁狂评定量表（Young mania rating scale，YMRS）评估患者的抑郁、躁狂症状。

1.2.2 DNA提取与MSRA基因rs4840463多态性检测 每名被试入组后采集2 mL全血，使用酚-氯仿法提取基因组DNA，采用Sequenom MassARRAY方法对MSRA基因rs4840463进行分型。用Sequenom Typer Version 4.0软件获得rs4840463的基因分型结果。MSRA基因rs4840463的A等位基因为BD的风险等位基因[2]，因此将受试者分为A等位基因携带者（基因型AA型或AC型）和非A等位基因携带者（基因型CC型）。

1.2.3 影像学数据采集及预处理 在临床评估后3 d内进行MRI检查。采用Philips Achieva 3.0 T磁共振成像仪完成高分辨率T1加权MRI数据采集。扫描序列采用矢状位T1W 3D快速场回波（TFE）序列，视野256 mm×256 mm，重复时间8.2 ms，回波时间3.8 ms，重建矩阵256×256，层厚1 mm。

使用Freesurfer 6.0软件执行自动化数据处理流程，主要包括：头动校正，去除非脑组织，标记灰质、白质及软脑膜边界，重建全脑三维表面，坐标转换。将内侧和外侧OFC作为感兴趣区，分别提取每名受试者左右两侧OFC各亚区体积及颅内容积（intracranial volume，ICV）。

1.3 统计学方法 使用SPSS 26.0进行统计分析。年龄、受教育年限、BMI等不符合正态分布，采用M（QL，QU）描述，组间比较使用Mann-WhitneyU检验；性别、基因型、等位基因频率等分类变量组间比较使用χ2检验。以OFC各亚区体积为因变量，以年龄、性别、ICV、病程、疾病发作次数、药物使用情况作为协变量，采用一般线性模型，分析BD-Ⅰ与rs4840463多态性对感兴趣区脑体积的交互效应，两两比较结果进行Bonferroni校正。检验水准α=0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 一般资料和基因型 本研究共收集BD-Ⅰ患者128例，剔除入组时服用碳酸锂患者41例，最终纳入研究共87例。同期招募HC 82名。与HC组相比，BD-Ⅰ组的受教育年限偏低（Z=-5.490，P＜0.001），BMI偏高（Z=-3.312，P=0.001），两组间的年龄（Z=-1.628，P=0.103）、性别（χ2=0.737，P=0.442）、rs4840463基因型分布（χ2=2.588，P=0.264）和等位基因频率（χ2=2.438，P=0.121）差异均无统计学意义。见表1。

BD-Ⅰ组患者抑郁发作次数中位数及上下四分位数为1（1,2）次，躁狂发作次数为1（1,2）次，病程为24.5（5.0,87.0）个月，HAMD评分为2（0,6）分，YMRS评分为1（0,4）分。使用抗精神病药物62例（71.26%），使用抗癫痫药物60例（68.97%），使用抗抑郁药物16例（18.39%），使用苯二氮䓬类药物19例（21.84%）。

2.2 OFC各亚区体积 BD-Ⅰ和MSRA基因rs4840463多态性对左（F=4.817，P=0.030）、右（F=9.843，P=0.002）外侧OFC体积的交互作用均有统计学意义（图1）。在BD-Ⅰ患者中，与非A等位基因携带者相比，风险A等位基因携带者右外侧OFC体积更小，差异有统计学意义（F=6.191，P=0.014）；在MSRA基因rs4840463风险A等位基因携带者中，与HC组相比，BD-Ⅰ组左右外侧OFC体积更小，差异有统计学意义（左外侧，F=6.231，P=0.014；右外侧，F=8.509，P=0.004）。见表2。

表2 BD-Ⅰ组和HC组不同基因型OFC各亚区体积

3 讨论

据估计，BD的遗传度高达75%，因此遗传因素可能是BD发病的重要因素[10-11]。内源性抗氧化酶MSRA基因已被证实与BD-Ⅰ发病风险升高相关[1-2]，但该基因如何参与BD的发病暂不清楚。本研究首次探索MSRA基因rs4840463多态性对BD-Ⅰ患者OFC体积的影响。结果显示，MSRA基因rs4840463多态性与BD-Ⅰ诊断在左右外侧OFC体积上存在显著交互作用：在BD-Ⅰ患者中，风险A等位基因携带者的右外侧OFC体积低于非A等位基因携带者；在风险A等位基因携带者中，BD-Ⅰ组左右外侧OFC体积低于HC组。

本研究从大脑水平提示MSRA基因与BD神经病理机制之间的关系。本课题组前期研究发现，MSRA基因rs4840463风险A等位基因与BD-Ⅰ患者执行功能呈负相关[2]。而既往研究已显示，执行功能主要的负责脑区为额叶[12-13]。如SALEH等[14]研究就发现，在健康人群中，OFC体积越大，执行功能越好。故本研究结果与本课题组前期研究结果具有一致性，提示MSRA基因rs4840463多态性可能通过影响OFC体积参与BD发病，进而影响BD-Ⅰ患者执行功能。但仍需进一步研究以阐明三者的关系。

作为甲硫氨酸亚砜还原酶系统的一员，MSRA基因在神经系统高度表达[15]。MSRA基因编码重要的内源性抗氧化酶MSRA，该酶在维持机体氧化和抗氧化平衡中起着重要作用。位于chr8：9958321的突变体rs4840463位于MSRA基因的第一个内含子，而既往研究发现，第一个内含子区富含调控基因表达的转录因子，在基因的表达和功能调控中起着重要作用[16]。既往研究已证实BD患者存在氧化应激改变，且抗氧化能力降低[17-19]，而额叶是对氧化应激损害最敏感的脑区之一[9]。本研究结果与这些研究可间接地相互印证，提示抗氧化酶MSRA基因异常可能通过影响OFC而参与BD的神经病理机制。

本研究结果中，BD-Ⅰ组MSRA基因rs4840463风险A等位基因频率较HC组偏高，这与本课题组之前报道的结论是相似的[2]，但该差异经检验后无统计学意义，考虑可能是样本量偏小的原因。

综上，本研究结果提示，MSRA基因rs4840463多态性可能通过影响OFC体积参与BD发病，为揭示抗氧化酶基因与BD神经病理机制之间的关系提供了依据。本研究存在一定的优势，考虑到碳酸锂会影响脑结构[20]，本研究招募的BD-Ⅰ患者入组时均未使用碳酸锂，这一定程度上能降低药物对脑结构的影响。本研究也存在一定的局限性，如未能同时采集血样进行外周血氧化应激标志物检测，这可作为下一步的研究方向，从多维度验证MSRA基因参与BD的病理生理机制。