精神分裂症遗传学研究进展PPT课件.pptx

精神分裂症遗传学研究进展 内容 概述 临床表现临床诊断遗传学研究进展遗传咨询与伦理 精神分裂症 精神分裂症是一组病因未明的精神病多起病于青壮年 16 25岁 常缓慢起病具有思维 情感 行为等多方面障碍 及精神活动不协调认知功能损害患病率占1 的人口 阳性症状 阴性症状 情感症状 认知损害 妄想 幻觉 言语紊乱瓦解性症状 紧张症 情感淡漠 意志缺乏疏懒少语 社交退缩 注意 记忆执行功能 抑郁 焦虑消极自杀 敌对攻击 精神分裂症 schizophrenia 精神分裂症的临床表现 精神分裂症的诊断 DSM 5 295 90 F20 9 症状学诊断 A 2项 或更多 下列症状 每一项症状均在1个月内的时间里显著存在 如经有效治疗 则时间可以更短 至少其中1项必须是 1 2 或 3 1 妄想 2 幻觉 3 杂乱无章的言语 例如 频繁离题或不连贯 4 显著的杂乱无章的或紧张症的行为 5 阴性症状 即 情绪表达或动机减少 B 自起病以来的明显时间段内 1个或更多重要方面的功能水平 如工作 人际关系或自我照料 明显低于起病前具有的水平 精神分裂症的诊断 DSM 5 295 90 F20 9 C 这种紊乱的持续性表现至少持续6个月 此6个月应包括至少1个月 如经有效治疗 则时间可以更短 符合诊断标准A的症状 即症状活动期 可包括前驱期或残留期症状 D 排除分裂情感性障碍和伴精神病性特征的抑郁或双相障碍 E 这种紊乱并非是某种物质的生理效应 例如 毒品滥用 某种药物 或另一种医学状况所致 F 如果有孤独症谱系障碍或儿童期起病的交流障碍的病史 除了精神分裂症的其他症状外 还需有显著的妄想或幻觉 且存在至少1个月 才能做出精神分裂症的附加诊断 精神障碍是神经发育性疾病 孤独症 注意缺陷和多动障碍 焦虑障碍 抑郁 品行障碍 反社会行为 强迫障碍 药物滥用和药物成瘾 进食障碍 双相障碍 惊恐障碍 社交恐惧障碍 精神分裂症 年龄 神经发育性疾病 精神障碍是神经发育性疾病 Thegeneticsofmentalillnessmayreallybethegeneticsofbraindevelopment withdifferentoutcomespossible dependingonthebiologicalandenvironmentalcontext ThomasR Insel MD DirectoroftheNationalInstituteofMentalHealth Insel T R andP S WangJAMA2010 303 19 1970 1971 精神分裂症遗传学新进展 精神分裂症不是单基因遗传疾病 而是数个基因或数个基因组与环境相互作用的结果 精神分裂症致病基因最终被发现后 将会为临床基因诊断 基因治疗和研发提供依据 从而最终改变精神分裂症的治疗策略和预防措施 精神分裂症的遗传流行病学研究 精神分裂症家系调查 双生子研究结果显示 精神分裂症具有一定的遗传倾向 血缘越近 风险越高 精神分裂症患者亲属的发病风险 普通人群1 三级亲属2 二级亲属2 6 一级亲属6 48 其中 双亲中有一人患病 子女患病的风险为17 双亲都患病 子女患病的风险为46 双卵双生子 患病的风险为17 单卵双生子 患病的风险为48 一 精神分裂症遗传度 精神分裂症遗传度约为81 73 90 乳腺癌30 二型糖尿病26 多个中效或微效基因与环境因素共同作用的结果 二 细胞遗传学分析 采用染色体核型分析的方法发现精神分裂症患者大片段染色体的异常 3Mb 22q11 2微缺失综合症 在一般人群中 22q11 2微缺失综合征的风险是1 2000 患22q11 2微缺失综合征的人在青春期及成年早期出现精神疾病的风险显著增加 患22q11 2微缺失综合征的人出现精神分裂症的风险是一般人群的30倍 22q11 2微重复可以减低精神分裂症患病风险 JAutismDevDisord2013 MolPsychiatry2014 连锁区域与基因与精神分裂密切相关的染色体区域用蓝色竖线标注 缺失的染色体用红色竖线标注 红色箭头指向与精神分裂有关的染色体异常部位 黄色箭头和圆圈与精神分裂有关的基因 红色圆圈为易感基因 精神分裂症染色体区域定位研究发现 Owen M J Craddock N andO Donovan M C 2005 Schizophrenia genesatlast TrendsGenet 21 518 525 三 基因连锁定位研究 利用遗传标记在家系中进行分型 再利用数学手段计算遗传标记在家系中是否与疾病产生共分离 定位的基因区域 22q12 q13 8p22 p21 6p24 p22 13q14 q32 6q21 q22 精神分裂症候选基因和证据强度 Straub R E andWeinberger D R 2006 Schizophreniagenesfaminetofeast BiolPsychiatry 60 81 83 四 候选基因关联研究 基于假说的方法选择候选基因进行分析神经发育假说精神药理学假说 起效机制与通路 基因连锁定位重要候选基因 AKT1 CHRNA7 COMT DAO DAOA DISC1 DTNBP1 ERBB4 GRM3 GSK3B NOS1AP NRG1 PAFAH1B1 PPP3CC PRODH RELN RGS4 基于内表型的候选基因关联研究 plosone2012 五 全基因组关联分析 1 全基因组关联分析 GWAS 是采用高通量的基因分型技术 对覆盖全基因组的遗传标志进行基因分型 通过病例对照研究或基于核心家系的关联分析来寻找全基因组中与疾病 性状 相关的基因 GWAS的理论基础 连锁不平衡和常见疾病 常见变异 common diseasecommon variant CDCV 模型 全基因组关联分析 2 Mah 2006 年报道了第一个精神分裂症GWAS 分析了2万5千个SNPs 320例患者和325对照 以及另外三组的重复样本研究 发现PLXNA2与精神分裂症相关 MolPsychiatry 2006 全基因组关联分析 2 中国样本 Yueetal NatGenet 2011 11p11 2 rs11038167P 1 09 10 11 6p21 p22 rs1233710 4 76 10 11 stage1 746individualswithschizophreniaand1 599healthycontrols validation 4 027individualswithschizophreniaand5 603healthycontrols 全基因组关联分析 3 中国样本 1q24 2 rs10489202 P 9 50 10 9 8p12 rs16887244 P 1 27 10 10 Shietal NatGenet 2011 Thediscoverysamplesetconsistedof3 750patientsand6 468healthycontrols andthefollowedupthetopassociationsignalsinanadditionalindependentcohortof4 383casesand4 539 全基因组关联分析 4 Multi stageGWASbeginningwithaSwedishsample 5 001casesand6 243controls followedbymeta analysiswithpreviousGWAS 8 832casesand12 067controls andfinallybyreplicationofSNPsin168genomicregionsinindependentsamples 7 413cases 19 762controlsand581parent offspringtrios Ripkeetal NatGenet 2013 全基因组关联分析 5 Ripkeetal NatGenet 2013 发现了13新位点与精神分裂症相关 ManhattanplotoftheSwedishandPGCschizophreniameta analysisresults 全基因组关联分析 5 药物基因组学 采用GWAS方法寻找药物治疗反应与遗传基因的关系 方法 CATIE的738个病人 Affymetrix500K芯片 MolPsychiatry 2011 六 拷贝数变异分析 1 拷贝数变异 CNVs 是指在基因组中拷贝数目与参考基因组相比存在变异的 长度大于1kb的DNA片段 人群间CNVs的变异大于SNP 拷贝数变异分析 2 拷贝数变异分析方法 拷贝数变异分析 3 拷贝数变异分析 4 AmJPsychiatry2010 拷贝数变异分析 5 Walsh等发现精神分裂症患者中稀有CNVs的发生率高于普通人群 而且可影响神经发育环路的基因 Science 2008 拷贝数变异分析 6 CNV对ERBB4 SKP2和SLC1A3基因的影响 Science 2008 七 外显子测序和基因组重测序 1 外显子测序 全基因组外显子测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法 基因组重测序 对基因组序列已知的不同个体进行全基因组测序 并在个体或群体水平上进行差异性分析的方法 全基因组测序可检测到全基因组范围内的各种类型变异 包括SNV InDel SV以及CNV等 可全面发掘新的和稀有的遗传变异 真实反应样本基因组信息 外显子测序和基因组重测序 2 Girard等人对14个散发分裂症核心家系进行全基因组外显子测序 发现了14个新发突变 其中11个为错义突变 精神分裂症患者的新发突变率明显高于健康对照者 精神分裂症患者的新发突变率与普通健康人群的比较 Girard NatGenet2011 外显子测序和基因组重测序 3 Xu等人对53个散发精神分裂症核心家系和22个健康对照核心家系进行全外显子测序 结果在27个病例中发现并验证了40个新的致病突变 稀有新发的非同义突变率高于遗传的突变 Xu NatGenet2011 外显子测序和基因组重测序 4 Fromer等人对623个分裂症核心家系进行全基因组外显子测序 发现了637个新生突变 482个为错义突变 64个为功能缺失变异 并发现精神分裂症患者的新发突变率和其父母亲的生育年龄存在很强的相关性 父亲生育年龄 45岁 是子女发病的独立危险因素 Fromer Nature2014 突变基因在突触网络中富集 外显子测序和基因组重测序 5 Purcell等人对2536例精神分裂症患者和2543例健康对照进行全外显子测序 发现破坏性突变在患者中的发生频率明显高于在对照 提示精神分裂症的多基因遗传负荷主要来源于分布于大量基因中罕见的破坏性突变 Purcell Nature2014 精神分裂症遗传基因分布 CurrentOpinioninGeneticsDevelopment 2012 238 244 精神分裂症表观遗传学新进展 DNA甲基化组蛋白修饰组蛋白甲基化组蛋白乙酰化组蛋白磷酸化 DNA甲基化 DNA在DNA甲基转移酶 DNMT 的催化下 以S 腺苷甲硫氨酸 SAM 为甲基供体 将甲基转移到特定的碱基上的过程 调节基因表达 染色体稳定性 遗传印迹 DNAmethyltransferase 精神分裂症DNA甲基化 1 Aberg等对759个精神分裂症患者和738对照组进行了首个DNA甲基化组关联分析 MWAS 25个位点Bonferroni纠正P 0 01 139个位点FDR纠正后P 0 01 Aberg JAMAPsychiatry 2014 精神分裂症DNA甲基化 2 对MWAStop5位点进行独立样本验证 178个患者 182个对照 Aberg JAMAPsychiatry 2014 寻找潜在的 精分产物 实现早期诊断 精神分裂症中感兴趣的潜在区域 1 疾病风险 评估患病风险 观察前驱症状与首次发作间的过度阶段2 早期治疗 准确识别抗精神