摘要：精神分裂癥的臨床癥狀，例如精神病和認(rèn)知缺陷，可以通過源自患者干細(xì)胞的神經(jīng)元的活動(dòng)來預(yù)測(cè)。

資料來源：?LIBD

研究人員首次利用人類干細(xì)胞衍生的神經(jīng)元來預(yù)測(cè)精神疾病的主要特征，例如精神分裂癥患者的精神病和認(rèn)知缺陷，這是一項(xiàng)為精神疾病的早期診斷和更好的治療帶來重大希望的突破。

利伯大腦發(fā)育研究所/馬爾茨研究實(shí)驗(yàn)室 (LIBD) 的科學(xué)家今天在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》  ( PNAS )上發(fā)表的一項(xiàng)研究 表明，精神分裂癥患者的臨床癥狀可以通過源自神經(jīng)元的活動(dòng)來預(yù)測(cè)來自患者自身的干細(xì)胞。

細(xì)胞生理學(xué)與妄想、幻覺和認(rèn)知改變等癥狀之間的這種聯(lián)系以前從未出現(xiàn)過。也就是說，沒有其他研究證明源自患者干細(xì)胞的神經(jīng)元模型與同一人的精神疾病的臨床相關(guān)特征之間存在強(qiáng)有力的關(guān)聯(lián)。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的利伯研究所研究員Brady J. Maher博士說：“這些令人興奮的結(jié)果讓我們對(duì)利用患者來源的干細(xì)胞模擬精神分裂癥的有效性充滿信心。”

“它們打開了個(gè)性化醫(yī)療的大門，讓人們有可能在某人患上精神分裂癥之前預(yù)測(cè)癥狀的嚴(yán)重程度——早在患者第一次精神病發(fā)作之前?！?/p>

僅在美國(guó)，就有大約350萬人患有精神分裂癥，這是一種使人衰弱的大腦疾病。精神分裂癥患者會(huì)出現(xiàn)妄想思維和幻覺。認(rèn)知功能障礙——包括記憶力差和執(zhí)行功能下降——也是該疾病的核心特征。

根據(jù)精神分裂癥與精神病行動(dòng)聯(lián)盟最近的一份報(bào)告，精神分裂癥是所有精神疾病中代價(jià)最高的一種，2020 年造成的損失達(dá)2816億美元。

馬赫和他的團(tuán)隊(duì)克服了使用干細(xì)胞研究大腦疾病的研究人員面臨的基本挑戰(zhàn)。

科學(xué)家已經(jīng)能夠使用干細(xì)胞模型來模擬體內(nèi)許多器官的活動(dòng)和分子特征。這些模型可以在培養(yǎng)皿中重現(xiàn)這些器官如何患病。

例如，對(duì)于阿爾茨海默病，細(xì)胞可以產(chǎn)生神經(jīng)原纖維纏結(jié)的特征性病理學(xué)。細(xì)胞還可以吸收異常蛋白質(zhì)沉積物，稱為路易體，與癡呆和帕金森病有關(guān)。

但對(duì)于精神分裂癥或抑郁癥等精神疾病，沒有特定的生物學(xué)特征可以區(qū)分健康的腦細(xì)胞和患病的腦細(xì)胞。

利伯研究所首席執(zhí)行官兼所長(zhǎng)Daniel R. Weinberger醫(yī)學(xué)博士說：“由于缺乏明顯的異常來識(shí)別細(xì)胞是否來自精神分裂癥患者，因此沒有明顯的途徑來確認(rèn)任何異常是否是罪魁禍?zhǔn)住！痹撗芯康墓餐髡摺?/p>

“有幾份報(bào)告稱，來自精神分裂癥捐獻(xiàn)者的干細(xì)胞衍生神經(jīng)元異常，但我們無法知道這些異常是否導(dǎo)致了疾病的任何方面，或者它們是巧合還是無關(guān)?！?/p>

因此，LIBD團(tuán)隊(duì)做了一些獨(dú)特的事情，Weinberger說。他們發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者的神經(jīng)元與神經(jīng)正常個(gè)體的離子通道（調(diào)節(jié)大腦電活動(dòng)的蛋白質(zhì)）功能存在差異。他們觀察到這些通道異常打開和關(guān)閉，從而改變了電活動(dòng)的時(shí)間——這些證據(jù)預(yù)測(cè)了精神分裂癥的基本癥狀。

該研究的主要作者Stephanie Page解釋說：“我們研究了干細(xì)胞來源的神經(jīng)元的生理特征，并確定哪些神經(jīng)元可以預(yù)測(cè)實(shí)際患者（細(xì)胞的活體捐贈(zèng)者）的疾病的有意義的臨床特征。

“我們發(fā)現(xiàn)了一種與捐獻(xiàn)者的精神病程度相關(guān)的細(xì)胞活動(dòng)模式。我們發(fā)現(xiàn)了另一種活動(dòng)模式，可以幾乎絕對(duì)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)捐贈(zèng)者的認(rèn)知障礙程度。這些臨床特征、精神病癥狀和認(rèn)知缺陷是精神分裂癥的主要表現(xiàn)?！?/p>

馬赫說：“當(dāng)我們運(yùn)行這些數(shù)據(jù)時(shí)，我們真的很驚訝地發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生理學(xué)和精神分裂癥癥狀之間的相關(guān)性如此之強(qiáng)?！?“盡管我們相信干細(xì)胞衍生模型的轉(zhuǎn)化潛力，但我們無法想象培養(yǎng)皿中這些細(xì)胞的活動(dòng)能夠如此忠實(shí)地預(yù)測(cè)捐贈(zèng)者的復(fù)雜行為。”

該研究的參與者主要是年輕的成年志愿者——13名具有精神分裂癥基因組高風(fēng)險(xiǎn)且臨床診斷為該疾病的個(gè)體，以及15名具有低風(fēng)險(xiǎn)的神經(jīng)典型個(gè)體。通過獲取醫(yī)學(xué)、精神病學(xué)和神經(jīng)病學(xué)病史、體格檢查、發(fā)育史、核磁共振掃描和全基因組基因分型，對(duì)受試者進(jìn)行了廣泛的篩查。

負(fù)責(zé)臨床和認(rèn)知功能數(shù)據(jù)的LIBD高級(jí)研究科學(xué)家理查德-斯特勞博博士說，有兩點(diǎn)使這項(xiàng)研究與其他研究不同。首先，細(xì)胞是根據(jù)精神分裂癥整體基因組風(fēng)險(xiǎn)的差異選擇的。

這項(xiàng)研究的第二個(gè)獨(dú)特之處在于，研究人員所能獲得的臨床細(xì)節(jié)幾乎是前所未有的–不僅包括診斷信息和參與者在認(rèn)知測(cè)試中的表現(xiàn)，還包括其他所謂的 “深層表型”，如吸煙量（吸煙在精神分裂癥患者中非常普遍）、服用的藥物和癥狀模式等細(xì)節(jié)。

其他研究干細(xì)胞的精神分裂癥研究只掌握了樣本最基本的臨床數(shù)據(jù)–一個(gè)人是否患有精神分裂癥。但是，豐富的數(shù)據(jù)使LIBD的研究人員有獨(dú)特的能力，在進(jìn)行廣泛而嚴(yán)格的臨床特征描述和認(rèn)知能力測(cè)試后，清楚地辨別出患者的細(xì)胞系與他們的癥狀是如何匹配的。

溫伯格和他的同事們說，他們樂觀地認(rèn)為，他們的獨(dú)一無二的研究成果可能會(huì)為應(yīng)對(duì)這種腦部疾病開辟新的途徑，多年來，這種疾病的治療進(jìn)展一直停滯不前。雖然現(xiàn)有的治療精神分裂癥的藥物可以抑制妄想和幻覺，但它們并不能解決認(rèn)知問題或觸及根本原因。

“溫伯格說：”擁有一個(gè)來自活體受試者的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞模型，可以預(yù)測(cè)他們各自疾病的嚴(yán)重程度，這對(duì)尋找新的治療方法是一個(gè)潛在的巨大改變。

“布雷迪說：”目前治療精神分裂癥的方法只針對(duì)精神病的癥狀，如幻覺和妄想。

“針對(duì)認(rèn)知缺陷的治療方法完全缺乏。我們的研究為開發(fā)能夠治療這些陰性癥狀的精神分裂癥認(rèn)知療法邁出了第一步。這將減輕這些患者及其家人的痛苦。它還能幫助精神分裂癥患者過上更有成效的生活。

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