《Biological Psychiatry》:Transdiagnostic and Disorder-Level GWAS Enhance Precision of Substance Use and Psychiatric Genetic Risk Profiles in African and European Ancestries
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物質使用障礙(SUDs)常與精神疾病共病,為探究其遺傳影響,研究人員運用基因組結構方程模型(gSEM)對歐非血統人群開展研究。結果在兩類人群中發現不同的遺傳因素,還明確了遺傳相關性等。該研究有助于精準診療,意義重大。
在生活中,物質使用障礙(SUDs)如酒精、煙草濫用,和各類精神疾病,像抑郁、焦慮、精神分裂癥等常常相伴出現。這不僅讓患者的病情更加復雜,治療難度增大,還給家庭和社會帶來沉重的醫療負擔。以往的研究雖然發現這些疾病在基因層面存在聯系,但仍有許多謎團尚未解開。比如,到底哪些基因影響是共有的,哪些是各自獨立的,而且相關研究大多集中在歐洲血統人群,對于其他血統人群,特別是非洲血統人群的研究少之又少。所以,深入探索這些疾病的遺傳奧秘,找到更有效的預防和治療方法迫在眉睫。
為了解開這些謎題,來自多個研究機構的研究人員開展了一項重要研究,相關成果發表在《Biological Psychiatry》雜志上。研究人員運用基因組結構方程模型(gSEM),結合全基因組關聯研究(GWAS)的匯總統計數據,對歐洲血統(EUR)和非洲血統(AFR)人群中 SUDs 與精神疾病的遺傳結構進行了深入分析。研究發現,在 EUR 人群中,存在跨診斷遺傳因素代表 SUDs、精神性和情緒 / 焦慮障礙,GWAS 還識別出兩個新的與情緒因素相關的單核苷酸多態性(SNPs);在 AFR 人群中,遺傳因素代表 SUDs 和精神疾病,并且發現了一個新的與 SUD 因素相關的 SNP。此外,研究還明確了不同遺傳因素與多種身心健康特征的關聯。這項研究意義重大,它讓人們對這些共病疾病的遺傳機制有了更深入的理解,有助于提高疾病診斷的準確性,為制定更有針對性的預防和治療策略提供了重要依據。
研究人員開展研究時,用到了多個關鍵技術方法。首先,獲取了大規模 GWAS 的匯總統計數據,涵蓋了 EUR 和 AFR 個體的 SUDs、精神性、情緒和焦慮障礙相關數據。接著,運用 FUMA 和 MAGMA 等工具進行下游分析,包括基于基因的測試、基因集富集分析等。同時,借助表達數量性狀位點(eQTLs)數據和染色質相互作用數據,探究 SNP 與基因的關聯,還研究了蛋白質 - 蛋白質相互作用(PPI) 。
研究結果
- 遺傳因素結構:通過探索性因子分析(EFA)和驗證性因子分析(CFA),在 EUR 人群中確定了三因子結構最優,SUDs、雙相情感障礙(BD)和精神分裂癥(SCZ)、重度抑郁癥(MDD)和焦慮癥(ANX)分別加載到不同因子上,且各因子間顯著相關;在 AFR 人群中也確定了相應的遺傳因素代表 SUDs 和精神疾病 。
- 全基因組關聯研究(GWAS):在 EUR 人群中,GWAS 為情緒因子識別出兩個新的先導 SNP;在 AFR 人群中,為 SUD 因子識別出一個新的先導 SNP。
- 高階模型分析:由于 EUR 人群中一階 SUD 因子與精神性和情緒因子存在遺傳相關性,研究人員使用高階 CFA 模型進行分析,發現考慮二階模型中的共享遺傳風險后,一階 SUDs 的剩余方差減少。
- 遺傳相關性和表型關聯:遺傳相關性分析和表型組關聯研究(PheWAS)表明,SUD 和精神疾病的共同和獨立遺傳因素與精神、社會人口學和醫學表型存在不同的關聯 。在 EUR 人群中,二階因子模型顯示出與廣泛的身體和心理健康特征的表型和基因型關聯。
研究結論與討論
綜合來看,研究人員整合跨診斷和疾病層面的遺傳模型,清晰地揭示了精神疾病共病的生物學基礎,找到了導致精神疾病類別內異質性的不同途徑。盡管 AFR 人群樣本量較小、遺傳多樣性較大,限制了對 EUR 人群因子結構的復制,但不同人群間仍存在共性。這一研究成果為未來進一步研究精神疾病和 SUDs 的遺傳機制提供了重要參考,對開發更精準有效的預防和治療策略意義非凡,有望減輕這些疾病給社會和患者帶來的沉重負擔,推動精神醫學和遺傳學領域的發展。