儿童精神分裂症患者脑源型神经营养因子基因VaL66Met多态性与颅脑结构关系的研究☆

郭芳李文强邓越峰郭素芹李玉玲郭敬华

·论 著·

儿童精神分裂症患者脑源型神经营养因子基因VaL66Met多态性与颅脑结构关系的研究☆

郭芳*李文强*邓越峰*郭素芹*李玉玲*郭敬华*

【摘要】目的 分析脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）基因VaL66Met多态性与儿童精神分裂症及其脑结构之间的关系。方法 采用限制性片段长度多态性技术测定199例儿童精神分裂症患者与和200名健康儿童的BDNF基因VaL66Met多态性，用磁共振成像对104例患者进行检测，并采用计算机软件测量颅腔结构。结果 患者组与对照组的BDNF VaL66Met基因型（A／A，A／G，G／G）和等位基因（A，G）频率的差异均无统计学意义（χ2＝1.22，P＞0.05；χ2＝0.24，P＞0.05）。BDNF基因VaL66Met不同基因型之间患者比较，左外侧裂脑沟根部宽（F＝8.11，P＜0.01）、右外侧裂脑沟根部宽（F＝10.25，P＜0.00）、顶叶脑沟宽（F＝8.23，P＜0.01）、右颞角宽度（F＝5.13，P＜0.05）差异具有统计学意义。且各基因型两两比较显示，A／A型的患者的顶叶脑沟宽（3.77±1.36）cm、右外侧裂脑沟根部宽（6.44±2.75）cm显著高于A／G型［（3.19±0.74）cm，（5.19±1.16）cm］、G／G型［（3.15±0.60）cm，（4.92±1.83）cm］；A／A型的患者的左外侧裂脑沟根部宽（6.28±1.79）cm显著高于A／G型 （5.11±1.56）cm；A／A型患者的右颞角宽度 （5.05±1.36）cm显著高于G／G型 （4.05±2.13）cm，均具有统计学意义（P＜0.05）。结论 儿童精神分裂症易感性与BDNF基因VaL66Met多态性无显著相关；儿童精神分裂症患者中携带BDNF基因（VaL66Met）A／A基因型的患者存在显著的脑室扩大、右颞角宽度增大。

【关键词】儿童 精神分裂症 脑源性神经营养因子 磁共振成像

儿童精神分裂症是较为常见的儿童精神疾病，同成年起病的精神分裂症比较，与神经发育异常具有较为密切的关系。由于患病群体的特殊性，社会危害更大，治疗效果更差。儿童精神分裂症患者存在脑室体积扩大、皮质减少等脑形态和结构的异常，这些异常跟其临床表现存在一定的相关性［1］。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）是精神分裂症患者的重要候选基因之一［2－4］，有证据支持 BDNF基因VaL66Met多态性与精神分裂症存在关联［5－9］。影像遗传学研究发现双相情感障碍患者的大脑灰质和海马体积变化与该位点存在关联［10－11］，在健康人群的研究显示BDNF基因VaL66Met多态性影响儿童大脑亚属前扣带皮层体积［12］。本研究拟从遗传和影像两个方面探讨BDNF基因VaL66Met多态性与儿童精神分裂症的关联。

1 对象与方法

1.1 研究对象 来自2009年4月至2011年3月在新乡医学院第二附属医院的儿童精神分裂症患者。入组标准：①符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版精神分裂症的诊断标准，经2名主治医师以上职称的医师诊断；②年龄≤16岁；③汉族。排除标准：①严重心、肝、肾等器质性疾病；②癫痫、多发性硬化等神经系统疾病及头颅外伤史；③精神发育迟滞、全面发育障碍、学习障碍、注意缺陷多动障碍及抽动障碍。共收集到199例患者，其中男47例，女152例，年龄6～16岁，平均 （14.28±1.87）岁，病程1～60个月，平均（11.26±8.17）月。其中住院治疗的患者共168例，男29例，女139例，年龄6～16岁，平均（13.85±1.73）岁，病程1～48个月，平均（10.14 ±7.92）月。

199例患者中共有104例儿童精神分裂症患者完成了磁共振成像颅脑结构测量，其中男42例，女62例，年龄10～16岁，平均（15.14±1.49）岁，病程1～24月，平均（16.54±4.54）月。

对照组来自新乡市某小学、中学及技校的学生，符合以下标准。①汉族；②排除精神分裂症和心境障碍；③排除严重心、肝、肾等器质性疾病；④排除精神发育迟滞、全面发育障碍、学习障碍、注意缺陷多动障碍及抽动障碍；⑤排除癫痫、多发性硬化等神经系统疾病；无头外伤史。通过对父母进行家族史询问，二系三代均无精神病家族史，无自杀史。对照组共收集到符合要求的样本200名，其中男50名，女150名，年龄10～16岁，平均（14.53±1.52）岁。

对照组与患者组比较，性别和年龄差异均无统计学意义（χ2＝0.07，P＞0.05；t＝1.56；P＞0.05）。

本研究研究计划经新乡医学院第二附属医院伦理委员会审查通过，所有参与者或法定代理人均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 血标本采集及DNA提取 取肘静脉血5 mL，依地酸抗凝（EDTA）抗凝；于－70℃低温冰箱备用，所有血标本采集完后按常规法提取DNA。

1.2.2 BDNF基因多态性检测 BDNF基因VaL66Met引物来自文献报道。引物序列如下：上游：5′-ACTCTGGAGAGCGTGAAT-3′，下游：5′-ATACTGTCACACACGCTC-3′，由宝生物工程（大连）有限公司合成。聚合酶链反应（PCR）反应参数为：首先95℃预变性5 min，循环参数：95℃变性30 s，55℃退火50 s，72℃延伸90 s，共35个循环，最后72℃延伸5 min。PCR反应结束后，用1.5%琼脂糖凝胶电泳鉴定扩增产物。该序列所扩增产物为308 bp片段，中间包括一个对应于内切酶NIaⅢ的酶切位点，由此形成限制性片段长度多态。酶切反应体系置37℃恒温水浴箱内消化2小时，65℃中止酶切，酶切产物经2.2%琼脂糖凝胶电泳，凝胶电泳分离后，并于紫外灯下观察，凝胶成像系统（BTS-20·M）照相。酶切消化产物可区别出各等位基因（见表1）。

1.3 MRI扫描及测量 磁共振成像扫描采用美国GE公司MRI扫描仪（GE0.2T SIGNA PROFILE-GOLD），不配合患者于检查前30 min静脉注射地西泮注射液10～20 mg以确保检查过程头部位置固定。全部患者均使用CP线圈，自旋回波（SE）序列，应用轴位T1WI（TR／TE＝400 ms／14 ms）、T2WI（TR／TE＝3740 ms／112 ms）扫描，冠位T1WI（TR／TE＝240 ms／19 ms）扫描，层厚 8 mm，间隔2mm，扫描野24×18 cm2，距阵160×256。测量径线包括：第Ⅲ脑室横径、第Ⅲ脑室侧壁测定三脑室横径、三脑室侧壁至左右脑岛面距、侧脑室前脚间距、侧脑室体最大距、左右颞角宽度、左右外侧裂脑沟根部宽、额叶脑沟宽、顶叶脑沟宽、纵裂宽度、左右尾状核头宽度和胼胝体厚度。所有扫描均由同一位经验丰富的放射科医师操作，并将全部图像录于光盘，应用机内软件 GE Signa ProfileⅡv7.0进行测量。

表1 患者组与对照组BDNF基因型频率和等位基因频率比较 n（%）

表2 儿童精神分裂症患者BDNF不同基因型之间脑结构测量值比较（cm，±s）

表2 儿童精神分裂症患者BDNF不同基因型之间脑结构测量值比较（cm，±s）

注：1）与G／G型比较，q检验P＜0.012）与G／G型比较，q检验P＜0.053）与A／G型比较，q检验P＜0.014）与G／G型比较，q检验P＜0.05

组别A／A A／G G／G n 50 90 58右颞角宽度5.05±1.361）4.44±1.424）4.05±2.13左外侧裂脑沟根部宽6.28±1.792）3）5.11±1.56 5.51±1.65右外侧裂脑沟根部宽6.44±2.751）2）5.19±1.16 4.92±1.83顶叶脑沟宽3.77±1.361）2）3.19±0.74 3.15±0.60右尾状核头宽度9.08±0.84 9.04±0.944）9.40±1.06

1.4 统计分析 所有数据均由SPSS 13.0统计分析。患者组与对照组之间基因型频率和等位基因频率比较用χ2检验。不同基因型之间颅脑结构的比较用方差分析。所有方法均用双侧检验，琢＝0.05。

2 结果

2.1 患者组与对照组BDNF基因型频率和等位基因频率比较 患者组与对照组的基因型频率（χ2＝1.22，P＝0.54）和等位基因频率 （χ2＝0.24，P＝0.62）的差异均无统计学意义，见表1。

2.2 携带BDNF不同基因型儿童精神分裂症患者之间脑结构测量值比较 左外侧裂脑沟根部宽（F＝8.11，P＜0.01）、右外侧裂脑沟根部宽 （F＝10.25，P＜0.01）、顶叶脑沟宽（F＝8.23，P＜0.01）、右颞角宽度（F＝5.13，P＜0.05）具有统计学意义的差异。且各基因型两两比较显示，A／A型的患者的顶叶脑沟宽显著高于 A／G型 （F＝8.23，P＜0.01）、G／G型（F＝5.47，P＜0.01）；A／A型的患者的左外侧裂脑沟根部宽显著高于A／G型 （F＝8.11，P＜0.01）；A／A型的患者的右外侧裂脑沟根部宽显著高于A／G型 （F＝10.25，P＜0.01）、G／G型（F＝7.79，P＜0.01）；A／A型患者的右颞角宽度显著高于G／G型 （F＝3.57，P＜0.05），见表2。BDNF VaL66Met不同基因型之间患者比较，将年龄作为协变量进行协方差分析结果显示，儿童精神分裂症患者BDNF VaL66Met不同基因型之间右颞角宽度、左外侧裂脑沟根部宽、右外侧裂脑沟根部宽、额叶脑沟宽、顶叶脑沟宽均有显著性差异。

为了消除年龄因素对颅脑室结构测量值的影响，将年龄作为协变量进行协方差分析，结果显示，不同基因型之间右颞角宽度 （F＝3.57，P＜0.05）、左外侧裂脑沟根部宽（F＝5.73，P＜0.01）、右外侧裂脑沟根部宽（F＝7.79，P＜0.01）、顶叶脑沟宽 （F＝5.47，P＜0.01）、右尾状核头宽度 （F＝3.24，P＜0.05）差异具有统计学意义。各基因型两两比较结果显示，A／A型患者左外侧裂脑沟根部宽、右外侧裂脑沟根部宽、顶叶脑沟宽均高于A／G型及G／G型患者，差异具有统计学意义；A／A型及A／G型患者右颞角宽度高于G／G型患者，差异具有统计学意义；A／G患者右尾状核头宽度低于G／G型患者，差异具有统计学意义。见表2。

3 讨论

神经病理学研究发现，精神分裂症患者存在神经元体积偏小，神经细胞数量减少、分布异常及排列方向混乱，内在神经胶质细胞增生缺乏，神经元突触和树突标记降低［13］。神经影像学研究发现精神分裂症患者有脑室扩大，颞叶、额叶脑沟变宽、皮质萎缩，海马体积缩小［1，14－16］，这些结果均证实了精神分裂症的神经发育异常学说。BDNF基因位于人类染色体11p13上，在大脑皮层、海马、纹状体等与精神分裂症病因学相关的脑区域有表达，包括影响神经元的轴性生长和连接，介导神经元的增殖、分化和存活，并参与各种神经元的适应性反应［5，17］。BDNF VaL66Met多态性系BDNF基因编码66氨基酸外显子区碱基G→A突变导致缬氨酸（Val）→蛋氨酸（Met）。

Chao［6］在非洲和美洲的人群调查中，BDNF基因VaL66Met多态性与精神分裂症有关联，且与首发住院患者年龄和首发症状有关。在一项家族性精神分裂症患者的研究中指出：BDNF基因VaL66Met多态性扮演了一个重要的作用，携带VaL等位基因的杂合子患者更优先遗传给下一代［7］。但是Kawashima［8］的对日本人BDNF（VaL66Met）的研究认为该位点和精神分裂症无关联。Xu［9］在一项在高加索和亚洲人群中的研究结果也支持这一结论。目前尚未发现儿童精神分裂症BDNF基因VaL66Met多态性的有关报道。本研究发现，BDNF VaL66Met基因型分布频率和等位基因频率在儿童精神分裂症患者与对照组之间差异无统计学意义。这与以往在亚洲人群中的研究结果一致，不支持BDNF基因VaL66Met多态性是精神分裂症的易感位点，且与患者的起病年龄没有关系。

Szeszko［18］在研究精神分裂症患者BDNF基因多态性与海马体积关系时，发现Val／Val基因型患者左、右海马体积和海马总体积均高于Val／Met基因型患者，两组患者颅脑总体积比较差异无显著性。Egan［19］研究发现，在海马神经元中植入Met等位基因后较植入Val等位基因前的海马神经元表现出较低的去极化引起的细胞分泌，BDNF的这种基因型可能影响细胞内结构和功能。本研究对儿童精神分裂症BDNF VaL66Met不同基因型患者之间颅脑结构进行比较，发现含有A／A基因型患者存在显著的脑室扩大，提示BDNF VaL66Met基因多态性与儿童精神分裂症患者的脑室体积大小存在关联。

精神分裂症是一种复杂的多基因遗传性疾病，具有高度的遗传异质性，神经发育异常在儿童精神分裂症的发病中起着更为重要作用，并且这种神经发育异常与多种神经因子相关，如果能将神经生物学、神经生化与临床特征结合起来，对儿童精神分裂症的病因学研究将更有助于了解该病的病理生理学机制。

参考文献

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（责任编辑：文飞）

* 新乡医学院第二附属医院（新乡４５３００２）

通迅作者（Ｅ-ｍａｉｌ：１３６０３９３１８６４＠１３９.ｃｏｍ）

【中图分类号】R749.3

【文献标识码】A

收稿日期：（2011－11－24）

doi：10.3969／j.issn.1002－0152.2012.08.004

基金项目：☆河南省重大科技攻关项目资助（编号：082102310037）

An association study of a brain-derived neurotrophic factor polymorphism and Brain Structure in Childhood Schizophrenia.

GUO Fang，LI Wenqiang DENG Yuefeng，GUO Shuqin，LI Yuling，GUO Jinghua.Mental Health Insititute，Child and Adolescent Metal Deapartent，The Second Affiliated Hospital of Medical College，338，Jian She Middle Road，Xinxiang.453002.Tel：0373－3373903.

【Abstract】Objectives To investigate the relationship between brain-derived neurotrophic factor（BDNF）VaL66Met polymorphism and childhood schizophrenia.To analysis the correlations of the brain structural with BDNF VaL66Met polymorphism in childhood schizophrenia.Methods Polymerase chain reaction restriction fragment length Polymorphism （PCR-RFLP） was used to detect the VaL66Met polymorphism of BDNF in 199 childhood schizophrenia and 200 normal comparison subjects.MRI was used to examine the brain structure in 104 patients with childhood schizophrenia.Results There were no significant differences in frequencies of BDNF VaL66Met genotype and allele（χ2＝1.22，P＞0.05；χ2＝0.24，P＞0.05）between patients and healthy volunteers.The widths of the parietal sulci and right lateral fissure were significantly wider in A／A genotype［（3.77±1.36）cm，（6.44±2.75）cm］than in either A／G［（3.19±0.74）cm，（5.19±1.16）cm］or G／G［（3.15±0.60）cm，（4.92±1.83）cm］genotype（P＜0.05）.The width of the left lateral fissure was significantly wider in A／A genotype than in A／G genotype［（6.28± 1.79）cm vs.（5.11±1.56）cm］（P＜0.05）.The width of the right horn of temporal was significantly smaller in AA genotype than in G／G genotype［（5.05±1.36）cm vs.（4.05±2.13）cm］（P＜0.05）.Conclusion There is no sig-nificant association of BDNF VaL66Met polymorphism with Childhood schizophrenia.In Childhood schizophrenia， the patients with A／A genotype have significantly ventricular enlargement and increase in width of the right temporal horn.

【Key words】Childhood Schizophrenia BDNF Magnetic Resonance Imaging