APOE基因多態性與精神分裂癥及患者認知功能的關聯性研究

夏曉偉 孟召然 吳秀華 陳聲云 吳小立 韓自力

【關鍵詞】載脂蛋白E;基因多態性;精神分裂癥;認知功能

精神分裂癥是一類病因未明的重性精神疾病，越來越多的研究表明它是由遺傳和環境因素交互作用引起的，遺傳度約為80%[1-2]。精神分裂癥患者普遍存在認知功能障礙[3]。既往研究顯示認知功能障礙是精神分裂癥的遺傳內表型，與其他癥狀相比更具有可遺傳性，可能更接近其生物學本質[4]。而精神分裂癥患者認知功能障礙病因迄今尚未闡明。目前，精神分裂癥基因數據庫中共有1008個基因的8788個多態性位點，APOE基因就在其中。有研究顯示，APOEε4等位基因是精神分裂癥的危險等位基因[5]。而APOE基因多態性與認知功能缺陷有關，參與了大腦神經功能的修復，已知APOEε4等位基因是以認知功能損害為主要特征的阿爾茨海默病的遺傳易感因素[6]。我們由此提出了APOE基因多態性是否與精神分裂癥認知功能損害有關聯性的疑問。目前關于全面廣泛評定精神分裂癥患者的語言學習記憶、處理速度、注意/警覺、工作記憶和執行功能等認知功能與APOE基因多態性關系的研究鮮有報道。本研究組采用中文版精神分裂癥成套認知功能評定工具全面評估認知功能，并采用PCR-DNA測序檢測基因多態性，探討APOE基因多態性與精神分裂癥及該病患者認知功能的關系。

對象與方法

一、研究對象

患者組為2014年8月至2015年2月在我院精神科門診和住院就診的精神分裂癥患者。入組標準：①符合美國精神病協會精神障礙診斷與統計手冊第四版（DSM-Ⅳ）的精神分裂癥臨床診斷標準，由2名精神科主治或以上的醫師診斷;②年齡16～45歲，男女不限;③漢族;④陽性與陰性癥狀量表（PANSS）總分<60分，能配合完成認知功能測定;⑤受教育程度初中及以上，能夠理解和遵守研究的相關要求;⑥受試者相互間無血緣關系。排除標準：①合并有其他精神疾病;②有腦外傷、昏迷史;③有肝、腎、呼吸、內分泌、心血管、神經系統及血液系統疾病或癌癥等軀體疾病史;④有酒精和藥物依賴病史;⑤入組前3個月內有服用激素類、促智藥物或接受改良電痙攣治療（MECT）;⑥有視聽覺障礙;⑦妊娠期和哺乳期婦女。

對照組為同時期招募的健康體檢者、本院實習生及工人。入組標準：①年齡16～45歲，男女不限;②漢族;③無精神病史，兩系三代直系親屬無精神障礙;④受教育程度初中及以上，依從性好，能進行認知功能評估;⑤受試者相互間無血緣關系。排除標準：①既往有腦外傷、昏迷史;②有肝、腎、呼吸、內分泌、心血管、神經系統及血液系統疾病或癌癥等軀體疾病史;③有酒精和藥物依賴病史，使用影響認知功能的藥物;④有視聽覺障礙;⑤妊娠期和哺乳期婦女。

患者組共200例，男122例、女78例，年齡（24.6±6.4）歲，發病年齡（20.8±5.7）歲，病程36.0（60.0）個月，初中文化程度63例、初中以上文化程度137例。對照組共167名，男99名、女68名，年齡（24.1±5.3）歲，初中文化程度42名、初中以上文化程度126名。2組性別、年齡、文化程度比較差異無統計學意義（P均>0.05）。本研究經我院倫理委員會批準，全部研究對象均知情同意，并簽署知情同意書。

二、方法

1. 認知功能評定工具

選取采用精神分裂癥認知功能成套測驗（MCCB）中文版中的霍普金斯詞語學習測驗（HVLT-R）、范疇流暢性測驗（CFT）和持續注意力相同匹配測驗（CPT-IP）3項，分別評定研究對象的語言學習和記憶、處理速度和注意/警覺。使用PEBLsCorsiBlocksTest軟件評定研究對象的工作記憶，PEBLsConnectionsTest軟件評定處理速度[7]。另外采用威斯康星卡片分類測驗（WCST）工具評定研究對象的執行功能。

2. 基因型檢測

采集所有研究對象的外周靜脈血2ml（EDTA抗凝），保存于-20℃冰箱。使用柱式微量血液基因組DNA抽提試劑盒提取所有研究對象的外周血DNA。采用PCR擴增APOE基因第112位與158位氨基酸的基因序列，產物片段270bp。PCR引物序列分別為上游5-TCGGAACTGGAGGAACAACTG-3，下游5-CCCGGCCTGGTACACTGC-3，由Life公司合成。PCR反應條件：95℃預變性5min;95℃變性30s，58℃退火30s，72℃延伸30s，40個循環;72℃延伸5min。用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增后的產物。利用ABI3730xlDNA測序儀對PCR產物進行測序，判定基因多態性。根據APOE基因第112和158位密碼子堿基的不同組合，確定ε2/ε2、ε2/ε3、ε2/ε4、ε3/ε3、ε3/ε4和ε4/ε4基因型。

三、統計學處理

采用SPSS20.0進行統計分析。2組間年齡、神經認知功能評分、患者病程及起病年齡等定量資料符合正態分布，以表示，采用2組獨立樣本t檢驗。2組間性別、文化程度等定性資料以頻數和百分率表示，比較采用χ2檢驗。Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗采用擬合優度χ2檢驗。APOE基因型分布以及ε2、ε3、ε4等位基因頻率比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法。P<0.05為差異有統計學意義。

結果

一、Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗

精神分裂癥組（χ2=2.86，P=0.090）和對照組（χ2=1.86，P=0.170）的APOE基因型分布符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律，具有群體代表性。

二、患者組和對照組APOE基因型及等位基因頻率分布的比較

患者組和對照組均為ε3/ε3基因型分布頻率最高，ε4/ε4基因型最低，而其中對照組ε2/ε4基因型頻率與ε4/ε4相同。2組基因型頻率分布比較差異無統計學意義（P=0.730）。患者組和對照組等位基因分布顯示均為ε3頻率最高，患者組中ε4次之、ε2最低，對照組中ε2次之、ε4最低，2組3種等位基因頻率比較差異無統計學意義（P=0.782），見表1。

三、APOE等位基因與精神分裂癥患者認知功能的關系

按是否攜帶APOEε2、ε3、ε4等位基因將精神分裂癥患者進一步分組，分析3個等位基因與患者認知功能的關系。APOEε2等位基因攜帶者與非攜帶者之間各項認知功能測驗得分比較差異無統計學意義（P均>0.05），APOEε4等位基因攜帶者與非攜帶者之間認知功能測驗得分比較差異也無統計學意義（P均>0.05）。APOEε3攜帶者與非攜帶者認知功能比較顯示，APOEε3等位基因攜帶者CPT-IP中3位數D值得分高于APOEε3非攜帶者（P<0.05），見表2。

討論

本研究采用病例對照研究方法，發現患者組和對照組之間APOE基因型及等位基因分布頻率無差異，提示APOE基因多態性可能與精神分裂癥發病無關，本結果與多項研究結果一致。Chee等[8]和Chen等[9]的研究結果均顯示APOE基因與精神分裂癥發病無關聯性。近年一項Meta分析也證實了APOE基因與精神分裂癥發病無關[10]。但是，一些學者的研究顯示APOE基因與精神分裂癥發病有關，Allen等[11]的一項薈萃分析顯示APOEε4+基因型是精神分裂癥的危險因素。Lee等[12]的研究結果表明ε2和ε3等位基因可能參與精神分裂癥的發病機制。一項納入380例沙特阿拉伯人的研究顯示，ε2等位基因及其雜合基因型可能增加精神分裂癥的易感性[13]。

認知功能障礙是精神分裂癥的核心癥狀，到目前為止，認知功能障礙的病理生理機制仍然不明[14-15]。不過有研究顯示遺傳因素是精神分裂癥患者認知功能受損的機制之一，很多候選基因已被發現，如腦源性神經營養因子（BDNF）表達基因、DNA甲基轉移酶1（DNMT1）基因等[16-17]。

多項研究證實APOE基因與阿爾茨海默病及輕度認知功能障礙發病密切相關[18-19]。關于APOE基因與精神分裂認知功能障礙關系的研究報道相對較少。關于全面廣泛評定精神分裂癥患者的語言學習記憶、處理速度、注意/警覺、工作記憶和執行功能等認知功能與APOE基因多態性關系的研究鮮有報道。本研究組采用MCCB中文版中的HVLT-R、CFT和CPT-IP全面廣泛地評定患者認知功能的各領域，并分別比較了攜帶APOEε2、ε3、ε4等位基因的精神分裂癥患者與非攜帶者各項認知功能測驗評分差異，結果提示APOEε3等位基因可能與精神分裂癥患者注意功能有關。根據研究結果可知攜帶ε3等位基因的患者注意功能相對較好，非攜帶ε3等位基因的患者注意功能損害嚴重，目前尚未見與本研究結果類似的報道。

本研究組未發現ε2、ε4等位基因與精神分裂癥患者認知功能有關。目前關于APOE基因多態性與認知功能相關的報道，多數為ε4等位基因與認知功能有關[20-21]。國內有研究顯示攜帶ε4等位基因的女性患者注意功能受損嚴重[5]。

本研究無顯示APOE基因遺傳變異與精神分裂癥發病有關，也未發現APOEε4等位基因與認知功能之間的關聯性。這可能與僅選取了APOE基因2個多態性位點，未結合多個位點考慮單倍型的影響有關。其次也可能由于本研究樣本量不足，以致可能與認知功能有關的等位基因頻率偏低，從而達不到檢驗效能。Caselli等（2004年）的研究顯示，ε4等位基因與記憶功能受損有關，其中ε4等位基因頻率為25%。而本研究中患者組ε4等位基因頻率僅為10.5%。再者可能不同種族、地域和群體之間存在遺傳結構差異，精神分裂癥發病存在遺傳異質性。今后我們將針對上述不足進一步補充和完善相關研究數據，擴大樣本量，提高樣本同質性，納入更多可能影響精神分裂癥認知功能的候選基因，以進一步研究該基因與精神分裂癥及其認知功能的關聯性。