跨六种精神疾病锁定共享基因:免疫系统藏着早期干预的一把钥匙

移液器向微孔板滴入金色液体,两孔同步泛光,隐喻单一分子开关影响多种精神疾病。来源:投黑马 Touheima.com

精神分裂症、双相情感障碍、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、自闭症谱系障碍(ASD)和重度抑郁症,临床表现千差万别,长期以来也被当成各自独立的脑部问题来研究。但它们底层是否共享着同一套生物机制,一直是个悬而未决的问题。

近日,复旦大学、伦敦国王学院与巴黎萨克雷大学等机构组成的团队在《自然·精神健康》(Nature Mental Health)上发表研究,借助大规模多组学数据分析,在分子层面给出了一个明确答案:横跨六种精神与神经发育疾病,确实存在一套共享的基因与免疫系统特征。团队共鉴定出 73 个具有因果关系的 DNA 甲基化位点和 62 个致病基因,并精确定位出三个起核心枢纽作用的基因——MAD1L1、MRPL2 与 HLA-DRB1。

一、这项研究做了什么

精神疾病与免疫系统失调相伴出现,是科学界早已注意到的现象,而免疫失调又与细胞内部的基因调控密切相关。研究团队这次盯住的,正是连接两者的一个关键环节——DNA 甲基化。这是一种表观遗传调控机制,它不改变基因序列本身,而是在 DNA 上添加化学修饰,借此调高或调低基因的表达强度,进而影响蛋白质合成与细胞功能。

真正的难点在于因果方向。如果直接研究已经确诊的成年患者,几乎无法分清:体内的分子变化究竟是疾病本身造成的,还是长期服用精神类药物、生活方式改变留下的后遗症。为绕开这种因果倒置,团队把目光投向了发病与用药之前的关键发育窗口——14 岁。

数据来自国际青少年心理健康与脑科学项目(IMAGEN)中 1274 名 14 岁健康青少年的血液多组学样本。研究者先在这群健康少年体内,测绘了数以百万计的基因变异、DNA 甲基化位点和基因表达数据,摸清在健康状态下,哪些特定基因变异会控制甲基化水平和特定基因的表达量——相当于先画出一张「底层调控规则图」。

接着是关键一步:把这张规则图,与汇集了数十万真实精神疾病患者的全基因组关联研究大数据库交叉比对,并引入「孟德尔随机化」统计方法。每个人从出生起就携带一套独特的基因变异,这套变异在受孕时即已随机确定、不受后天疾病或用药干扰,因此可以充当天然的「实验分组」。如果外部数据库显示某个基因变异在患者中出现频率极高,同时健康青少年的数据又证实该变异会导致某个基因表达异常,就能顺着这条链推断出一条因果关系,而非简单的相关。

二、共享的基因组架构与三个枢纽

通过这种跨数据分析,研究最核心的发现是:大脑和免疫系统在基因层面有着千丝万缕的联系。被鉴定出的 73 个 DNA 甲基化位点和 62 个致病基因,大量富集在与自身免疫疾病相关的生物学通路上。换句话说,精神疾病与免疫系统疾病之间,存在着一套共享的基因组架构——这在微观层面为「精神疾病也是一种免疫相关疾病」的猜想提供了直接证据。

研究还证实,不同精神疾病之间确实存在跨疾病(transdiagnostic)的调控通路,而非各走各路。分析模型从中梳理出三个起核心枢纽作用的基因:MAD1L1、MRPL2 和 HLA-DRB1。它们的表达变化,直接介导了 DNA 甲基化对精神分裂症、失眠等疾病的因果效应。

机制可以拆得更细。例如,某一特定位点的 DNA 甲基化会抑制 MRPL2 基因的表达,而这种抑制会同时抬高失眠和精神分裂症的患病风险——一个开关,两种结果。反过来,由另外几个位点驱动的 MAD1L1 和免疫相关基因 HLA-DRB1 表达量升高,则是导致精神分裂症的潜在病因。值得注意的是,HLA-DRB1 属于人类白细胞抗原基因家族,本身就是免疫系统识别「自我」与「外来」的核心成员之一,它出现在精神分裂症的因果链上,恰好呼应了整项研究「免疫—精神」相连的主线。

三、从症状学到分子网络:精神医学正在换一套坐标系

把这项研究放到更大的脉络里看,它代表了精神医学正在发生的一次坐标系切换:从宏观的症状学,转向微观的跨疾病分子调控网络。

过去一个多世纪,精神疾病的诊断主要建立在症状观察之上——医生依据患者的行为、情绪和认知表现来归类。这套方法的软肋在于,症状相似不等于机制相同,机制相同也未必症状相似,因此同一个诊断标签下可能藏着完全不同的生物学病因。近年来,「跨诊断」研究范式正是对这一困境的回应:不再预设疾病边界,而是去寻找跨越多种疾病的共同生物学基础。这次锁定 73 个位点、62 个基因和三个枢纽,正是这一范式落到分子层面的一个具体成果。

这条路径指向的商业化方向也逐渐清晰。基于对共享生物学通路和免疫特征的理解,未来的精神医学有望开发出针对底层分子机制的全新诊断工具——以血液中的甲基化位点或基因表达作为生物标志物,在症状尚不典型时就识别风险。更进一步,由于研究锚定在 14 岁这个发病前窗口,它为「早期干预」提供了分子依据:理论上,可以在青少年发病初期,通过靶向 MAD1L1、MRPL2 等关键基因,一次性影响多种精神与睡眠障碍的风险。诊断试剂、风险筛查、以及瞄准免疫通路的药物再利用,都是顺着这条逻辑能展开的商业形态。

需要客观看待所处阶段:免疫—精神的分子机制研究目前处于「升温」阶段而非主流。因果链由统计模型推断得出,仍需更多生物学实验和独立队列验证;血液样本反映的调控状态与脑组织之间也存在差异,距离临床可用的诊断产品还有相当距离。

四、全球视野下的免疫精神医学

把镜头拉到全球,「免疫精神病学」(immunopsychiatry)正成为神经科学与精神医学交叉地带一个明显升温的方向。越来越多团队不再孤立地看待大脑,而是把免疫系统、肠道、表观遗传纳入同一张机制网络来研究精神疾病,多组学加孟德尔随机化也逐渐成为这一领域厘清因果的标配工具组合。

这次研究本身就是一个跨区域协作的样本:复旦大学、伦敦国王学院、巴黎萨克雷大学的研究力量同台,背后依托的 IMAGEN 项目则是欧洲多国共建的大型青少年脑科学队列。数据资源、统计方法与神经科学积累在不同机构间汇合,是这类大规模多组学研究能够成立的前提,也解释了为什么前沿成果越来越多以多机构联合署名的形式出现。

资本与人才的聚集方向同样值得关注。精准精神医学、基于生物标志物的早筛、以及神经免疫方向的新药研发,正吸引一批生物科技公司和研究型资本入场。它们瞄准的,是一个长期被「无客观诊断指标」困扰的庞大临床需求——精神疾病至今仍主要靠问诊和量表判断,谁能率先把可测量的分子指标转化为可靠的诊断或干预手段,谁就握住了这条赛道的关键变量。

格局之外,不确定性也真实存在。从一条统计因果链到一款获批的诊断工具或疗法,中间隔着机制验证、临床试验、监管审批等漫长环节;基因表达与甲基化的个体差异,也给「通用型」生物标志物的落地带来挑战。这条赛道的斜率,取决于后续验证能走多扎实,而非一项研究的单点突破。

投黑马 · 前沿洞察

这项研究的本质,是把精神疾病从「按症状分类」推进到「按分子机制分类」——它没有发明一种新疗法,却为整个领域换了一套更接近病因的坐标系,并把免疫系统正式写进了精神疾病的因果链。

当前最值得关注的不是某一个基因,而是「免疫—精神」这条交叉主线的验证进度:多组学加孟德尔随机化能否在更多独立队列中复现,以及血液信号能否真正映射到脑内机制。MAD1L1、MRPL2、HLA-DRB1 三个枢纽基因,是观察这条线能否从统计走向生物学的具体抓手。

可持续追踪三个看点:其一,HLA-DRB1 等免疫相关基因在后续精神疾病研究中是否被反复验证;其二,是否出现以甲基化位点为标志物的青少年精神疾病早筛工具进入临床验证;其三,瞄准神经免疫通路的精准精神医学公司与药物再利用项目的融资与进展。

── 投黑马研究团队