首发精神分裂症与DRD2基因多态性和认知功能的关系研究

董震，刘欣，张丽丽，王素娟，栗克清，张云淑*

精神分裂症影响着全球1%的人口［1］，约80%的精神分裂症患者有认知障碍，且具有高度遗传性［2-6］。即使在相同的环境，个体也容易患上精神分裂症，造成此差异的原因之一很可能与精神分裂症相关基因的多态性有关［7-9］。动物模型显示，各种遗传和非遗传风险因素与多巴胺D2家族中的D2受体（DRD2）相关［10］。DRD2结合密度的增加及剪接的改变可能是构成精神分裂症的病理生理机制［11-12］。许多研究已证实了DRD2基因对精神分裂症病因有影响［13-15］，并与精神分裂症的认知功能相关［16-18］，例如：DRD2 rs6275的基因型与精神分裂症患者的注意力和执行功能有关［4］。精神病基因组学协会（PGC）进行了大规模全基因组关联研究（GWAS），揭示了DRD2基因rs2514218单核苷酸多态性（SNP）与精神分裂症密切相关［19-22］。但目前关于首发精神分裂症患者与DRD2基因rs2514218位点多态性及认知功能关系的研究鲜有报道。因此本研究将探讨首发精神分裂症与DRD2基因rs2514218位点多态性及认知功能的关系，为探究精神分裂症损害的机制及患病风险因素提供科学的理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2018—2019年就诊于河北省精神卫生中心治疗的首发精神分裂症患者75例为患者组，纳入标准：均符合《精神障碍诊断与统计手册》第四版（DSM-Ⅳ）中关于精神分裂症诊断标准，首发精神分裂症的定义采用GIRGIS等［23］制定的标准：病程≤60个月；患者未使用过抗精神病药物或使用时间少于14 d；阳性与阴性症状量表（PANSS）总分≥60分；能完成认知功能成套测验。向社会公开招募健康受试者75例为对照组，均不符合DSM-Ⅳ多轴评估中轴Ⅰ和轴Ⅱ的精神障碍诊断标准，且家族史阴性。两组排除标准：（1）脑器质性损害患者；（2）其他精神疾病患者；（3）精神发育迟滞者；（4）物质依赖与物质成瘾者；（5）严重的躯体疾病患者，包括肿瘤、内分泌系统疾病、严重的心脑血管疾病及肝肾功能损害；（6）处于孕期、哺乳期及经期的女性。两组均为汉族。本研究已通过河北省精神卫生中心伦理委员会审查〔冀精伦审（科）201715号〕，研究前患者本人或第一监护人已签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料收集 采用自制一般人口学调查量表，记录两组受试者的性别、年龄、文化程度。

1.2.2 评估方法

1.2.2.1 症状学评估 采用PANSS进行精神分裂症症状评估。该量表包含阳性症状量表7项、阴性症状量表7项、一般精神病理症状量表16项和3个补充项，量表中的每项均有7级评分标准：1分表示无，2分表示很轻，3分表示轻度，4分表示中度，5分表示偏重，6分表示重度，7分表示极重度，最后记录阳性症状量表、阴性症状量表、一般精神病理症状量表的总分，分数越高症状越重。量表Cronbacha'α系数为0.73～0.83，重测信度指数为 0.77～0.89［24］。

1.2.2.2 神经认知功能评估 （1）采用中文版MATRICS共识认知成套测验（MCCB）。该测验分别测量认知的7个分领域，包括信息处理速度、注意/警觉能力、工作记忆、词语学习、视觉学习、推理及问题解决和社会认知。中文版MCCB表现出良好的信效度，重测信度指数为0.73～0.94［25］。本研究选取了MCCB中的以下测试：①连线测试A（TMT-A）：评估信息处理速度，让受试者将答题卡上的“1～25”数字按照从小到大的顺序连线，记录所需时间，时间上限为300 s，将时间利用MATRICS评分程序转换成校正年龄和性别后的标准分；②持续操作测验（CPT）：评估注意/警觉能力，利用MATRICS版本中的CPT-IP软件，要求受试者在电脑屏幕上出现相同的数字时，迅速做出反应，计算机自动生成分值；③简易视觉空间记忆测验修订版（BVMT-R）：评估视觉学习能力，要求受试者注视印有6个不同几何图形的卡片10 s，然后默画出图片上的几何图形，根据画出的几何图形的位置和形状与卡片的相似度进行评分，需要重复测量3次，记录总分，再将总分利用MATRICS评分程序转换成校正年龄和性别后的标准分；④霍普金斯词语学习测验修订版（HVLT-R）：评估词语学习能力，要求受试者将计算机每2 s读出的1个词语复述出来（计算机连续说出12个），记录复述出的正确词数，需要重复测量3次，记录总分，将总分利用MATRICS评分程序转换成校正年龄和性别后的标准分。四种测试的标准分越高代表该领域的认知功能越好。（2）采用Stroop色词测验来评估工作记忆能力，要求受试者准确、迅速地读出卡片上汉字的颜色，记录在规定时间内（45 s）读出的正确个数，读出的正确个数越多代表工作记忆能力越好。

1.2.3 基因多态性分析 采集所有受试者清晨空腹静脉血5 ml于促凝管中，分离血清与血细胞；用分离后的血细胞进行DNA提取，使DNA的纯度〔OD值（A260/A280）〕在1.7～2.0，保证DNA质量，通过PCR扩增（引物设计见表1）、琼脂糖电泳检测、胶回收等步骤，对扩增的PCR产物进行检测及纯化，使用美国ABI公司生产的3730XL测序仪对PCR产物进行测序。对DRD2基因的单核苷酸多态性位点rs2514218进行基因分型。

表1 引物设计Table 1 Primer design

1.3 统计学方法 采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计数资料以相对数表示，两组间rs2514218基因多态性比较采用χ2检验；采用Hardy-Winberg平衡检验分析基因型分布是否符合遗传学平衡；计量资料以（±s）表示，两组间认知功能评分比较采用独立样本t检验；精神分裂症患病相关因素采用多因素Logistic回归分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 入组的患者组中有1例脱落（认知评估过程中出现情绪激动等暴力行为），最终成功入组74例首发精神分裂症患者；招募的健康对照组中有2例脱落（采血过程中出现不适），最终成功招募了73例健康受试者。两组性别、年龄、文化程度比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 患者组与对照组一般资料比较Table 2 General data comparison between patient and control groups

2.2 两组DRD2基因rs2514218位点多态性比较 对两组受试者DRD2基因rs2514218位点进行基因测序，输出两种基因型（CC和CT），见图1。患者组和对照组的基因型均以CC为主，分别占93.2%和91.8%，两组基因型比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；患者组等位基因频率与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 患者组与对照组DRD2基因rs2514218位点的基因型分布及等位基因频率比较〔n（%）〕Table 3 Comparison of genotype distribution and allele frequencies of DRD2 rs2514218 between patient group and control group

图1 DRD2基因rs2514218位点两种基因型（CC和CT）Figure 1 Two genotypes of the DRD2 rs2514218 SNP

2.3 两组认知功能比较 患者组TMT-A评分、CPT评分、BVMT-R评分、HVLT-R评分、Stroop 色词测验个数均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表4。

2.4 精神分裂症患病影响因素的多因素Logistic回归分析以是否患精神分裂症（赋值：是=1，否=2）为因变量；以性别（赋值：男=1，女=2）、年龄（赋值：实测值）、基因型（赋值：CC=1，CT=2）、TMT-A评分（赋值：实测值）、CPT评分（赋值：实测值）、BVMT-R评分（赋值：实测值）、HVLT-R评分（赋值：实测值）、Stroop色词测验个数（赋值：实测值）为自变量，进行多因素Logistic回归分析，结果显示，TMT-A、CPT、BVMT-R、HVLT-R评分与精神分裂症的患病风险呈负相关（P＜0.05），且是精神分裂症患病的影响因素（P＜0.05），见表5。

表 4 患者组与对照组认知功能评价指标比较（±s）Table 4 Comparison of cognitive function indicators in the patient and control groups

表 4 患者组与对照组认知功能评价指标比较（±s）Table 4 Comparison of cognitive function indicators in the patient and control groups

注：TMT-A=连线测试A，CPT=持续操作测验，BVMT-R=简易视觉空间记忆测验修订版，HVLT-R=霍普金斯词语学习测验修订版

Stroop 色词测验个数（个）对照组 73 46.30±8.48 48.43±8.19 46.47±9.27 48.19±7.51 47.82±9.25患者组 74 38.93±7.59 35.82±7.53 36.14±9.24 35.70±8.61 39.92±7.31 t值 5.55 9.72 6.77 9.36 7.21 P 值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01组别 例数 TMT-A评分（分）CPT评分（分）BVMT-R评分（分）HVLT-R评分（分）

表5 精神分裂症患病影响因素的多因素Logistic回归分析Table 5 Multivariate Logistic regression analysis of the influencing factors for first-onset schizophrenia

3 讨论

精神分裂症的发病机制虽尚未完全明确，但有多项研究表明多巴胺能神经传递的失调参与精神分裂症的发病机制［26-28］，认为DRD2基因多态性与精神分裂症的发病机制和症状相关［4，29-36］。例如，有学者发现 DRD2-141CIns/Del多态性在一定程度上提示有精神分裂症的易感性［30］；同样，一项随机双盲的临床试验发现，与T等位基因携带者相比，rs2514218的风险C等位基因纯合子在首发精神分裂症患者中的阳性症状较高，但并不影响阴性症状的整体评分。这些发现均能直接或间接的表明DRD2基因rs2514218位点多态性与精神分裂症相关，但本研究中并未发现该位点的基因型分布和等位基因频率与首发精神分裂症有明显的关系（P＞0.05），通过多因素Logistic回归分析亦未发现该基因型与精神分裂症的患病风险相关。与本研究结果类似的是俄罗斯的一项假设研究，其测试了几种遗传模型，也未能证实rs2514218位点的基因型与精神分裂症的关系［37］。当然，本研究结果与大部分研究结果不同的部分原因可能与抗精神病药物反应相关［21］，也可能与种族差异和地理位置相关［38］。

本研究通过多因素Logistic回归分析发现，TMT-A、CPT、BVMT-R、HVLT-R评分与精神分裂症的患病风险呈负相关，且是精神分裂症患病的影响因素，说明信息处理速度、注意/警觉能力、视觉学习能力、词语学习能力等部分认知功能越差的人群患精神分裂症的风险越高。这与既往的一些研究结果相符合，多项研究表明认知功能障碍可能在患病之前发生［39-40］，并与精神分裂症的患病风险增加相关［41-42］，遗传相关分析已确定健康个体的精神分裂症与认知功能之间存在遗传重叠［43］，例如KAUPPI等［44］在大型病例对照研究中检查了精神分裂症的累积遗传风险对工作记忆负荷之间大脑激活差异的影响，发现精神分裂症患者和健康对照者工作记忆功能的下降会增加精神分裂症的遗传患病风险。内表型假说也指出与认知功能下降相关的等位基因会增加患精神分裂症的风险。这些研究的发现进一步证明了精神分裂症的多基因风险评分（PRSSCZ）与认知功能下降相关，而较低的认知功能的多基因风险评分又与精神分裂症的高风险相关［45-47］。

综上所述，健康人群的认知功能优于首发精神分裂症人群，精神分裂症的患病风险与DRD2基因rs2514218位点的基因多态性无关，但本研究发现部分认知功能低下会增加精神分裂症的患病风险。本研究的主要局限性是样本量相对于其他国内外研究较少，很可能影响最后的统计结果。在未来的研究中，研究团队将扩大研究范围并收集更多样本来进一步探讨精神分裂症与DRD2基因rs2514218位点多态性与认知功能的关系。

作者贡献：董震、张丽丽、张云淑进行文章的构思与设计；董震、栗克清、张云淑进行研究的实施与可行性分析；董震、王素娟进行数据收集；董震、刘欣进行数据整理和统计学处理；董震进行结果的分析与解释，撰写论文；董震、张云淑进行论文的修订；董震、张丽丽进行英文的修订；栗克清、张云淑负责文章的质量控制及审校；张云淑对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。