精神分裂症患者脑源性神经营养因子基因多态性与临床症状的关系

罗佳丽，章 杰，万 静，余金鸣，平军娇

（中山市第三人民医院，广东 中山 528451 *通信作者：平军娇，E-mail：pingjunjiao@126.com）

精神分裂症是一类严重且复杂的精神障碍，临床症状主要有阴性症状、阳性症状和认知功能障碍，具有病程迁延、慢性衰退等特点，加权终生患病率为0.6%，给家庭和社会带来沉重负担［1］。精神分裂症病因尚未明确，其发病涉及环境和遗传因素的相互作用［2］。有研究表明，大脑皮质神经元的神经营养供应不足，可能是精神分裂症潜在的病理生理因素［3］。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）是神经营养因子家族中的重要成员，广泛存在于大脑中，是大脑神经元生长、发育、分化、损伤修复和突触可塑性的关键调节因子［4-5］。BDNF表达受损可能影响精神分裂症患者的认知功能［6］。与健康对照组相比，精神分裂症患者大脑背外侧前额叶皮层、海马体中BDNF 和mRNA 水平均较低［7-8］，但也有研究结果与之不一致，Takahashi等［9］研究表明，精神分裂症患者大脑海马体和前扣带皮层的BDNF 水平较高。尽管很多文献表明BDNF 或基因调控改变与精神分裂症密切相关［10-11］，但还需进一步研究BDNF 与精神分裂症病理机制的关系［12］。

BDNF基因位于人类染色体11p13上，包含11个外显子，总长度为70 kb，其rs11030101、rs2030324和rs6265 位点在精神分裂症的发生发展中起着重要作用。rs2030324 等位基因又称为C270T 等位基因，位于BDNF 基因的启动子区域，影响BDNF 的表达；rs11030101 位点位于BDNF 基因内含子编码区，可调控BDNF基因的表达；rs6265位于BDNF基因外显子编码区，第196 位核酸的单核苷酸替换会导致BDNF分子中第66位缬氨酸（Val）变为蛋氨酸（Met），影响BDNF 的功能［12-14］。rs6265 位点改变会破坏BDNF 与细胞内运输分子的相互作用，影响突触BDNF 释放，突触连接异常和树突复杂性降低，最终导致神经发育迟缓和神经系统疾病的发生［15-16］。故本研究从BDNF 基因的启动子区、内含子和外显子的编码区分别选出既往研究中具有统计学意义的基因多态性位点rs11030101、rs2030324 和rs6265 进行研究。

BDNF SNPs位点（rs11030101、rs2030324、rs6265）是否与BDNF 表达水平及精神分裂症临床症状有关，尚无一致结论。如Zakharyan 等［17］报道，精神分裂症患者血清BDNF 水平低于对照组，血清BDNF水平与rs6265 多态性相关；而Kumar 等［18］对精神分裂症患者血清BDNF 水平与rs6265 多态性关联性研究结果表明，血清BDNF 水平与BDNF rs6265 位点多态性无关。本研究采用病例对照研究设计，分析精神分裂症患者与健康对照组血清BDNF 水平的差异，探讨BDNF SNPs 位点（rs11030101、rs2030324、rs6265）多态性与血清BDNF 水平的关系，以期为精神分裂症的早期诊断与治疗提供参考。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入2019年1月-2020年12月在中山市第三人民医院住院的精神分裂症患者为研究对象。入组标准：①符合《精神障碍诊断与统计手册（第5 版）》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，fifth edition，DSM-5）精神分裂症诊断标准；②年龄16～60 岁；③阳性和阴性症状量表（Positive and Negative Syndrome Scale，PANSS）总评分≥60 分；④病程≤2 年；⑤初中及以上受教育程度，能自主配合检查；⑥汉族。排除标准：①患有严重躯体疾病或其他精神障碍患者；②药物或精神活性物质滥用者；③存在明显冲动或不合作的患者。符合入组标准且不符合排除标准共55例。

同期在中山市第三人民医院工作人员和社会人群中招募健康对照组。入组标准：①年龄16～60岁；②初中及以上受教育程度，能自主配合检查；③汉族。排除标准：①被收养或来自家族史未知或患有严重躯体疾病的单亲家庭者；②患有严重躯体疾病或精神障碍者；③药物或精神活性物质滥用者；④存在明显冲动或不合作者。符合入组标准且不符合排除标准共31 名。本研究所有研究对象或监护人对本研究内容和目的均知情同意并签署知情同意书。本研究经中山市第三人民医院伦理委员会审核批准（批准文号：SSYLL20201101）。

1.2 检测方法

1.2.1 血样采集

采集研究对象清晨空腹外周肘静脉血5 mL，室温静置60 min 后，进行4 000 r/min、离心10 min 分离血清，储存于-80℃冰箱待检。

1.2.2 血清BDNF水平检测

采用酶联免疫吸附法（ELISA）经酶标仪定标检测精神分裂症患者和对照组血清BDNF 水平。所用试剂盒购于AndyGene（AD11145Hu），实验操作均严格按照试剂盒说明书执行。所用设备包括离心机（鑫奥，GENIUS 6K-C 型）、全波长酶标仪（Thermo Fisher，Multiskan SkyHigh型）、恒温水浴锅（BIOBASE，BJPX-WB26型）、洗板机（安图，IWO-960型）等。

1.2.3 BDNF基因多态性检测

采用聚合酶链式反应产物直接测序确定患者组和对照组BDNF 的rs11030101、rs2030324、rs6265位点基因型，并对多态性进行分析。具体步骤参照前期研究进行［19］。

1.3 评定工具

采用自编调查表收集研究对象的基本资料，包括年龄和性别。

采用PANSS 评定精神分裂症患者的临床症状。PANSS 共30 个条目，包括阳性症状（7 个条目）、阴性症状（7 个条目）和一般精神病理（16 个条目）3 个分量表，另有3 个补充项目评定攻击危险性。采用1～7 分7 级计分，评分越高表明症状越严重。计算PANSS 总评分、阴性症状因子、阳性症状因子、兴奋敌对因子、抑郁焦虑因子以及认知损害因子评分［20］。

1.4 评定方法

由两名经过一致性培训的精神科主治医师担任调查员，在独立安静的测评室进行PANSS 评定。每次评定耗时30～55 min。量表填写完成后，调查员检查有无误填或漏填等，并回收问卷。

1.5 统计方法

采用EpiData3.1 录入数据，采用SPSS 26.0 进行统计分析，采用拟合优度χ2检验对研究对象的基因型进行Hardy-Weinberg 遗传平衡检验。符合正态分布的定量资料以（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验、单因素方差分析，非正态分布的定量资料以［M（P25，P75）］表示，两组比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料以［n（%）］表示，组间比较采用χ2检验，频数小于5 的资料采用Fisher 精确检验。检验水准α=0.05，双侧检验。采用GPower 3.1分析样本统计效能，设置α=0.05，效应量为1.037，统计效能（1-β）为99.54%。

2 结 果

2.1 两组一般资料和血清BDNF水平比较

本研究共纳入精神分裂症患者55例，其中男性41例（74.55%），女性14例（25.45%）；年龄16～56岁［（36.98±9.61）岁］。对照组共31人，其中男性21人（67.74%），女性10 人（32.26%），年龄22～57 岁［（45.52±8.85）岁］。两组性别和年龄差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

患者组血清BDNF水平低于对照组，差异有统计学意义［（27.37±11.13）µg/L vs.（37.92±14.30）µg/L，t=-3.804，P＜0.01］。在患者组和对照组中，不同性别者血清BDNF 水平差异均无统计学意义（t=-0.641、0.966，P均＞0.05）。见表1。

表1 两组不同性别者血清BDNF水平比较（±s，µg/L）Table 1 Comparison of serum BDNF concentrations between two groups of different genders

表1 两组不同性别者血清BDNF水平比较（±s，µg/L）Table 1 Comparison of serum BDNF concentrations between two groups of different genders

注：BDNF，脑源性神经营养因子

组 别t P 0.524 0.342患者组（n=55）对照组（n=31）血清BDNF水平男性26.80±10.42 39.24±16.73女性29.02±13.27 35.14±6.86-0.641 0.966

2.2 Hardy-Weinberg遗传平衡检验

患者组和对照组BDNF 的rs11030101、rs2030324、rs6265位点基因频率的平衡检验差异均无统计学意义（=0.133、0.295、1.349，P均＞0.05，=1.146、0.008、0.032，P均＞0.05）。见表2。

表2 BDNF 3个位点基因型Hardy-Weinberg遗传平衡检验［n（%）］Table 2 Hardy-Weinberg genetic equilibrium test for BDNF 3-locus genotypes

2.3 等位基因和基因型分布

患者组与对照组BDNF 的rs11030101、rs2030324、rs6265 位点等位基因频次和基因型分布差异均无统计学意义（χ2rs11030101=0.672、0.956，=0.128、0.300，χ2rs6265=0.339、1.119，P均＞0.05）。见表3。

表3 两组BDNF的rs11030101、rs2030324、rs6265位点多态性分析Table 3 Comparison of BDNF rs11030101， rs2030324， rs6265 locus polymorphism analysis between the two groups

2.4 不同位点的各基因型患者PANSS评分

2.4.1 rs11030101位点

在54例精神分裂症患者中，A/A型基因型和T/T型基因型共35 例，A/T 型基因型19 例。不同基因型的患者PANSS 总评分、兴奋敌对因子评分以及抑郁焦虑因子评分差异均有统计学意义（t=2.022、Z=-2.696、-2.467，P＜0.05或0.01）。见表4。

表4 rs11030101位点不同基因型的患者PANSS评分［±s/M（P25，P75），分］Table 4 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs11030101 locus

表4 rs11030101位点不同基因型的患者PANSS评分［±s/M（P25，P75），分］Table 4 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs11030101 locus

注：PANSS，阳性和阴性症状量表

组 别A/A+T/T（n=35）A/T（n=19）t/Z P PANSS评分认知损害因子7.00（5.00，10.00）6.00（3.00，8.00）-1.535 0.125总评分101.89±33.11 83.89±27.32 2.022 0.048阴性症状因子13.00（7.00，20.00）10.00（7.00，14.00）-1.018 0.309阳性症状因子10.00（6.00，17.00）8.00（6.00，15.00）-0.782 0.434兴奋敌对因子6.00（4.00，7.00）4.00（4.00，5.00）-2.696 0.007抑郁焦虑因子5.00（4.00，6.00）3.00（3.00，5.00）-2.467 0.014

2.4.2 rs2030324位点

在54例精神分裂症患者中，A/A型基因型18例，A/G 型基因型28 例，G/G 型基因型8 例。不同基因型的患者PANSS 总评分及各因子评分差异均无统计学意义（F=0.207、0.599、0.572、1.700、0.302、0.062，P均＞0.05）。见表5。

表5 rs2030324位点不同基因型患者PANSS评分（±s，分）Table 5 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs2030324 locus

表5 rs2030324位点不同基因型患者PANSS评分（±s，分）Table 5 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs2030324 locus

注：PANSS，阳性和阴性症状量表

组 别PANSS评分A/A（n=18）A/G（n=28）G/G（n=8）F P总评分98.17±33.05 92.82±32.62 99.25±31.49 0.207 0.813阴性症状因子15.61±8.15 12.96±8.31 14.63±7.44 0.599 0.553阳性症状因子9.78±4.82 10.71±4.87 12.00±5.61 0.572 0.568兴奋敌对因子6.44±1.85 5.43±2.13 6.75±3.28 1.700 0.193抑郁焦虑因子5.28±1.56 4.75±2.67 4.88±1.96 0.302 0.741认知损害因子7.11±4.50 7.11±3.41 7.63±3.54 0.062 0.940

2.4.3 rs6265位点

在54例精神分裂症患者中，C/C型基因型14例，C/T 型基因型31 例，T/T 型基因型9 例。不同基因型的患者PANSS 总评分及各因子评分差异均无统计学意义（F=0.148、0.491、0.973、1.013、0.060、0.444，P均＞0.05）。见表6。

表6 rs6265位点不同基因型患者PANSS评分（±s，分）Table 6 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs6265 locus

表6 rs6265位点不同基因型患者PANSS评分（±s，分）Table 6 PANSS scores in patients with different genotypes at the rs6265 locus

注：PANSS，阳性和阴性症状量表

组 别PANSS评分总评分99.57±30.97 93.87±32.32 95.11±36.36 0.148 0.863 C/C（n=14）C/T（n=31）T/T（n=9）F P阴性症状因子14.71±8.14 13.23±7.44 16.11±10.47 0.491 0.615阳性症状因子11.57±4.94 10.71±5.07 8.67±4.30 0.973 0.385兴奋敌对因子6.64±2.90 5.61±2.03 6.11±1.96 1.013 0.370抑郁焦虑因子4.79±1.76 5.03±2.54 4.89±1.90 0.060 0.942认知损害因子7.86±3.55 6.77±3.46 7.56±5.15 0.444 0.644

2.5 不同位点的各基因型患者BDNF水平

不同位点的各基因型精神分裂症患者BDNF 水平差异均无统计学意义（Z=1.483、F=2.584、0.417，P均＞0.05）。见表7。

表7 不同位点的各基因型患者BDNF水平比较［（±s）/M（P25，P75），µg/L］Table 7 Comparison of serum BDNF concentrations among different genotypes of schizophrenia patients at different loci

表7 不同位点的各基因型患者BDNF水平比较［（±s）/M（P25，P75），µg/L］Table 7 Comparison of serum BDNF concentrations among different genotypes of schizophrenia patients at different loci

注：BDNF，脑源性神经营养因子

位 点rs11030101 Z/F 1.4830.138基因型A/A+T/T（n=35）A/T（n=19）A/A（n=18）A/G（n=28）G/G（n=8）C/C（n=14）C/T（n=31）T/T（n=9）BDNF水平29.71（20.29，36.27）33.96（27.09，28.98）22.46±10.51 29.57±10.79 29.60±11.78 27.90±10.29 27.80±11.50 27.20±11.16 P rs2030324 2.5840.850 rs6265 0.4170.661

3 讨 论

本研究以中山市汉族人群为研究对象，通过病例对照研究比较精神分裂症患者与健康对照组血清BDNF 水平的差异，结果显示，患者组血清BDNF水平低于对照组，与Yang 等［6］和Huo 等［21］的研究结果一致。提示BDNF 水平降低可能是影响精神分裂症发生发展的潜在因素。在患者组和对照组中，不同性别者血清BDNF 水平差异均无统计学意义，与Kumar 等［18］研究结果一致。而Weickert 等［22］研究得出了女性精神分裂症患者血浆BDNF 水平高于男性的结果；Zhang 等［23］研究表明，女性精神分裂症患者血清BDNF 水平（平均年龄为53 岁）低于男性。以上结果存在差异，可能与各研究采用的样本类型不同以及患者组年龄不同有关。本研究样本为血清，而Weickert 等［22］研究样本为血浆。既往研究表明，血清BDNF 水平随着年龄增长、雌激素水平降低而降低［24-25］，较年轻的精神分裂症患者血清BDNF 水平相对较高，而本研究中患者组为中青年，年龄低于与Zhang 等［23］研究中的女性患者年龄，故与Zhang等［23］研究结果不同，表现出不同性别的精神分裂症患者血清BDNF水平差异无统计学意义。

本研究结果显示，患者组和对照组BDNF rs2030324 位点基因型分布和等位基因频率分布差异均无统计学意义，与Zhang 等［26］研究结果一致。但张亮堂等［27］研究结果表明，BDNF rs2030324 位点多态性与汉族人群精神分裂症的发病具有相关性。各研究结果不一致的原因可能是研究的样本量、样本来源、受教育程度以及文化背景等存在差异。本研究中，患者组和对照组rs6265 位点基因型分布差异无统计学意义，与既往研究结果一致［26］。在张亮堂等［27］的研究中，rs11030101 位点多态性影响精神分裂症的临床表现，该结果与本研究中部分结果一致。本研究显示，rs11030101 位点不同基因型的精神分裂症患者PANSS 总评分、兴奋敌对因子评分和抑郁焦虑因子评分差异均有统计学意义，提示rs11030101 位点可能与精神分裂症有关。研究表明，BDNF rs11030101 位点多态性会参与调节BDNF 水平，影响下游的PI3K-AKT 信号通路［28-30］，导致BDNF-PI3K-AKT 通路紊乱，伴随着神经营养、突触传递和细胞信号传导异常表现，影响兴奋敌对和抑郁焦虑等临床症状［31］。可见，rs11030101 位点可能是精神分裂症发生发展的影响因素。

本研究结果显示，不同位点的各基因型精神分裂症患者BDNF 水平差异均无统计学意义，与既往多项研究结果一致［18，30-31］。提示血清BDNF 水平可能取决于诊断效果而非rs11030101、rs2030324、rs6265位点多态性效应。

综上所述，BDNF rs11030101 位点可能与精神分裂症兴奋敌对和抑郁焦虑临床症状密切相关。精神分裂症患者的BDNF 水平偏低，且BDNF 水平可能不取决于rs11030101、rs2030324、rs6265位点多态性效应。本研究局限性：①样本仅限于中山市汉族人群且样本量少，代表性相对有限；②精神分裂症病因复杂，受环境及多种基因的影响，而本研究仅考查了BDNF rs11030101、rs2030324、rs6265 3 个位点。因此，在未来研究中，应扩大区域、增加样本量，基于本研究，深入探讨BDNF rs11030101 位点在精神分裂症发生发展中作用机制，为临床上通过干预BDNF 水平及其rs11030101 位点多态性进而治疗精神分裂症提供参考。