南京中大研究方案

一、研究内容本课题仅仅围绕着抑郁症基因与环境及其相互作用的机制研究，从临床药物疗效的个体差异入手主要回答以下的科学问题，并主要由……协助东南大学附属中大医院完成：1)不同作用靶点和精神药理机制的抗抑郁药物、（早期）负性生活事件和/或发病急性期应激因素对抗抑郁药物疗效个体差异是否有影响？即主要的环境因素是否影响临床疗效？2)对比分析抑郁症高发家系和散发患者，有或无（早期）负性生活事件和/或应激因素的患者对抗抑郁药物疗效是否存在个体差异，即遗传和环境因素及其相互作用是否影响药物反应？3)哪些神经影像内表型可预测药物反应个体差异，脑功能即刻效应是否能反应药物治疗的早期疗效并预测长期疗效？4)与抗抑郁药物疗效相关的易感基因及其功能是什么？该易感基因如何影响脑结构和脑功能，如何与主要的环境因素相互作用能够从而影响临床治疗疗效？围绕着主要的科学问题本课题的主要研究内容包括：1）在临床多中心密切合作的基础上，根据国际上公认的美国精神疾病诊断手册第四版（diagnostic&statisticalmanual-IV，DSM-IV）诊断单相抑郁症，分别选择入组临床高度同质的首发或反复发作抑郁症患者入两类抗抑郁剂治疗组{选择性五羟色氨再摄取抑制剂（selectivitiveserotoninreuptakeinhibiters，SSRIs）组和选择性五羟色氨去甲肾上腺素再摄取抑制剂（serotoninandnoradrenalinreuptakeinhibiter，SNRI）组各500例]，治疗前及治疗后每两周（第2、4、6、8、10、12周）均采用汉密尔顿抑郁量表（HamiltonDepressionScale，HAMD）评定疾病严重程度和治疗疗效（即予HAMD量表减分值和减分率表示），治疗前和治疗12周后采用神经认知量表多纬度全面评定精神活动性、工作记忆、词汇功能、视觉构建能力以及执行功能，治疗前综合应用生活事件量表（LifeEventsScale，LES）、Wheatley应激量表、社会支持评定量表（SocialSupportRatingScale，SSRS)、艾森克人格测验(EysenckPersonalityQuestionnaire,EPQ),、家庭环境量表中文版(FamilyEnvironmentScale-ChineseVersion,简称FES-CV)和儿童期受虐史问卷全面了解（早期）负性生活事件、发病急性期应激因素、社会支持、人格特征、家庭社会环境特征同时确定有无精神障碍家族史和用药史（反复发作患者），在有或无负性生活事件或应激因素患者组、有家族史或散发患者组进一步比较抗抑郁药物疗效的差异，以确定影响药物反应的环境、遗传因素和临床表型。2）结合利用多模态神经影像技术[基于像素测量技术（voxel-basedmeasurement,VBM），弥散张量成像（diffusiontensorimaging,DTI），磁共振波谱分析（MRspectroscopy，MRS），静息状态和任务状态功能核磁共振技术（functionalmagneticresonanceimaging,fMRI），脑功能连接]分别于治疗前和治疗12周后选取符合入神经影像研究组的患者各治疗组20名进行扫描，结合采用海马结构形态的构划和皮层厚度的测定、以及局部一致性和脑区功能连接分析综合判断脑结构功能、白质纤维完整性及脑神经生化代谢水平，着重分析各指标尤其是脑功能即刻效应及其变化与疾病严重程度、心理相关量表分值、早期和长期疗效的相关性以及药物反应相关影像内表型。3）依据抑郁症病因学及精神药理学研究进展、结合药物基因组学、生物信息学新技术选择药物反应相关候选基因遗传标记：主要关注药物代谢酶系统尤其是肝脏细胞色素氧化酶(cytochromeP450，CYP450)各亚型（CYP2D6，CYP2C19，CYP2C9，CYP3A4和CYP1A2）酶基因，主要关注抑郁症传统的单胺病因假说相，以及最新的抑郁症海马神经可塑障碍病因假说，以及胞内信号转导通路，还有抑郁症的“皮质激素受体”假说，继而结合运用基因芯片、关联分析、单倍体关联分析确定候选基因型或多遗传标记与药物反应的相关模式4）综合分析环境和基因相互作用的临床药物疗效个体差异中的因果关系和多层次作用机理。二、预期目标课题总体预期目标：本课题主要围绕抑郁症“基因和环境及其相互作用发生机理”这一关键科学问题，从抗抑郁剂临床药物疗效个体差异入手，综合应用临床神经心理学、分子遗传学、基因影像学、药物基因影像学和现代生物信息学等策略，综合分析药物疗效与遗传易感性、疾病临床特征、疾病影像特征以及环境因素的关系，为阐明抑郁症发生机制和抗抑郁剂精神药理机制并筛选和确定干预治疗的新靶点提供实验证据及可能的新途径。预期目标：（1）确定主要环境因素不同作用靶点和药理机制的抗抑郁药物、（早期）负性生活事件和/或发病急性期应激因素在临床同质可比患者中仍然存在治疗疗效的个体差异。（2）确定整体遗传和环境因素及其相互作用影响抗抑郁剂的药物疗效。（3）确定特征性神经影像内表型以判断抗抑郁剂药物疗效，并确定治疗早期特征性脑功能即刻效应可判断药物早期疗效并预测长期疗效。（4）确定抗抑郁剂药物疗效相关的易感基因及其功能，并尝试开发抗抑郁剂治疗效应基因预测芯片。（5）提取临床、神经影像学、环境因素和遗传因素特征，综合分析后作为治疗效应预测的评估指标，以实现建立药物反应评估模式并指导临床个体化治疗。三、研究方案及技术路线严格入组临床同质可比的符合DSM-IV诊断标准的首发或反复发作抑郁症患者，分别从临床评估、多模态神经影像研究、药物基因组学以及药物影像基因组学四个层次探讨抗抑郁药物临床疗效个体差异的基因和环境及其相互作用机理。一．临床评估：评定抗抑郁药治疗前后抑郁症状严重程度和神经认知功能变化，判定药物疗效个体差异；同时评估患者人格特征、生活事件与应激因素、社会家庭和环境特征，以确定临床表型、整体遗传和环境因素及其相互作用对药物疗效的影响。1．抑郁症患者入组：1-1．入组标准：入组符合DSM-IV单相抑郁症的诊断标准、汉密尔顿抑郁量表(HAMD,17项)评分≥18分、18-60岁男女首发或抑郁发作2次以上临床同质可比的抑郁症患者400例，在此基础上，严格选取初中以上文化程度、右利手、无MRI扫描禁忌症者（40例，扫描80人次）为神经影像研究组，均书面知情同意，经伦理委员会同意。1-2．排除标准：严格排除有精神分裂症、酒精和药物依赖病史；有脑器质性疾病和内分泌疾病史；经检查血象、心、肝、肾功能异常者；妊娠期和哺乳妇女；有躁狂或轻躁狂发作史；抑郁发作过程中伴有精神病性症状者；电休克治疗者。1-3．临床评估：对于所有临床评定项目，参与临床和认知功能评估的评定者间的可靠性（Kappa值）0.80，所有连续和等级变量，相关系数0.71。1-3-1．抑郁症状、生活事件和应激因素以及个性特征评估采用HAMD（17项版本）量表评定抑郁症状严重程度，生活事件量表（LES）全面评估正性负性事件、家庭问题、工作学习问题、社交及其它问题，Wheatley应激量表重点评估发病急性期应激因素，社会支持评定量表（SSRS）从客观、主观支持和对支持的利用度三维度进行综合评定，艾森克人格测验（EPQ）评定人格特征，儿童期受虐待史问卷调查，家庭环境量表中文版（FES-CV）分别评价10个不同家庭社会和环境特征。1-3-2．神经认知功能评定分别采用修订韦氏成人智力量表手册(WechslerAdultIntelligence-RevisedinChina,WAIS-RC)、修订韦氏记忆量表手册(WechslerMemoryScale-RevisedAdministrationandscoringmanual,WMS-R)、Stroop-C、Stroop-CW、TrailMakingA、TrailMakingB-M、成对刺激CPT任务、词汇流畅测试等从五纬度评定神经认知功能，包括精神活动性（注意和处理信息速度）、工作记忆、词汇功能、视觉构建能力、执行功能。1-3-3．家族史调查：凡患者两系三代内患有符合DSM-IV诊断标准的精神障碍者定义为家族史阳性，通过与患者父母详细的晤谈获取相关的资料。1-3-4．利手评定：采用Annetthandednessscale评定利手（尤其是进行神经影像研究者）。1-3-5．药物治疗首发或反复发作患者各入组200例随机分入SSRI治疗组（5-HT再摄取抑制剂）、SNRI治疗组（5-HT/NE再摄取抑制剂），治疗前和治疗后每两周评估HAMD量表，至治疗12周评估HAMD和神经认知功能全套量表，以全面、客观、准确的评价治疗疗效、不良反应、以及治疗对神经认知功能的影响。2．健康对照组入组标准入组性别、年龄、文化程度和基因型（参加影像基因组学和药物影像基因组学研究者）与患者组相匹配；右利手；智力粗测正常、可进行神经心理测试的操作；无色盲、色弱、耳聋、口吃等影响神经认知测试者；无头部外伤伴意识障碍超过5分钟病史者；无脑器质性疾病或躯体疾病，无符合DSM-IV轴I、轴II诊断的精神障碍和人格障碍者；两系三代内无符合DSM-IV诊断标准的精神障碍者；在此基础上，入组性别、年龄、文化程度和基因型与患者组相匹配，右利手，无MRI扫描禁忌症者20例为神经影像研究组；均书面知情同意，并经伦理委员会的同意。二．多模态的神经影像研究结合利用多模态MRI技术研究抑郁症患者海马及相关兴趣脑区结构和功能变化的影像学特点，及抗抑郁剂治疗对相关脑结构和脑功能的影响，以筛选和确定神经影像学内表型。首先结合利用结构MRI、VBM、质子波谱分析（MRS）评定患者脑灰质密度以及相关脑区结果尤其是海马体积形态改变、兴趣脑区神经生化代谢水平；利用任务状态fMRI评定患者在执行情绪相关任务和情景记忆任务时海马以及相关脑区脑功能及功能连接特征，并运用DTI技术和纤维示踪技术显示大脑白质纤维束评定患者神经纤维白质完整性，分析各影像指标与抑郁严重程度的关系，与正常对照相比以实现在横断面研究中筛选适当的特征作为影像基因组学研究的内表型。纵向研究比较患者治疗前和抗抑郁剂治疗12周后，上述指标的改变特征，以筛选适当的特征作为药物影像基因组学研究的内表型。三．药物基因组学研究选择药物反应相关候选基因遗传标记，结合运用基因芯片、关联分析、单倍体关联分析确定与抗抑郁药物疗效相关的易感基因，分析功能基因多态性与症状严重度、认知功能、治疗效应的相关性以阐明其功能意义，拟进一步设计可快速批量基因分型的药物反应诊断芯片，后继临床验证中尝试推广。1.候选基因筛选：2.候选基因分型：采用适合大样本多位点SNP同时分型的三维凝胶DNA芯片结合双色荧光探针杂交技术对每一SNP位点进行分型，其方法是将丙稀酰胺标记的PCR产物与丙稀酰胺单体等混合成预聚物，用点样仪点在丙稀酰胺修饰的玻片上，再真空聚合。每一位点分别设计一对双色荧光标记的寡核苷酸探针（如Cy3和Cy5），与芯片杂交，经共聚焦扫描仪扫描检测可得到绿、黄、红三种颜色的图像，分别对应于野生纯合子、杂合子和突变纯合子，通过颜色的区分进行SNP分型。3．药物疗效相关易感基因确定：根据用药后的疗效及不同的临床的表型分组，应用统计学软件及建立数学模型进行SNPs的相关性分析及单倍型分析，以此来确定精神药物疗效相关的易感基因。四．药物影像基因组学基于药物基因组学研究，进一步评判与抗抑郁药物疗效相关的功能基因多态性与特定脑区结构、脑功能、早期即刻效应，尤其是与特征性神经影像内表型之间的关联，探讨药物反应个体性差异机理，为实现建立药物反应评估模式提供研究证据。