林梁俊，王衛(wèi)娣，王 佩，林關(guān)寧，王 振

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心，上海200030

強迫癥是一種病因尚未明確的致殘率較高的精神疾病，在我國的終身患病率為2.4%，年患病率為1.6%［1］。了解強迫癥的致病機制對其治療至關(guān)重要。研究［2］表明遺傳因素在強迫癥的病因中扮演了重要角色，但目前基于家系及大樣本研究所知的基因變異及位點多態(tài)性無法完全準(zhǔn)確解析其病理機制。神經(jīng)精神疾病已被證明是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果［3-4］。強迫癥同樣受到遺傳因素和環(huán)境因素的影響。表觀遺傳學(xué)則對環(huán)境和遺傳機制進(jìn)行橋接，從而在一定程度上解釋了環(huán)境參與遺傳修飾作用并導(dǎo)致疾病狀態(tài)變化［5］。同時，表觀遺傳修飾的可逆性可以為疾病的治療提供新的方向。因此，理解社會環(huán)境、心理因素及周圍暴露等因素對于誘導(dǎo)強迫癥發(fā)病的表觀遺傳修飾機制，對進(jìn)一步闡明強迫癥的病理生理機制顯得尤為重要。本文旨在綜述強迫癥在表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究成果，為進(jìn)一步探究強迫癥的發(fā)生發(fā)展提供信息。

1 強迫癥發(fā)生的遺傳因素及環(huán)境因素

強迫癥的發(fā)生與遺傳因素密切相關(guān)。家系、雙生子、大規(guī)模人群研究都證明了遺傳因素對強迫癥發(fā)生的影響［6-9］。強迫癥可能相關(guān)的易感遺傳因子包括大片段結(jié)構(gòu)變異［10］、新發(fā)突變［11］、常見基因型相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性位 點（single nucleotide polymorphism，SNP） 等［2，6］。研究也發(fā)現(xiàn)了一部分易感基因，如通過強迫癥家系遺傳連鎖研究鎖定了染色體9p 區(qū)段［12］，其中9p24 片段為風(fēng)險區(qū)域［13］，且位于該區(qū)域的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運體家族1 成員1（solute carrier family 1 member 1，SLC1A1）基因被證實為強迫癥候選基因。全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）獲得的多態(tài)性遺傳位點為強迫癥遺傳學(xué)研究提供了更多候選基因，如大同源物關(guān)聯(lián)蛋白1（DLG associated protein 1，DLGAP1）基因、紅藻氨酸離子型谷氨酸受體2 （glutamate ionotropic receptor kainate type subunit 2，GRIK2）基因和Fas 凋亡抑制分子2 （Fas apoptotic inhibitory molecule 2， FAIM2） 基因等［6，8-9］。

遺傳因素研究加深了對強迫癥發(fā)病機制的認(rèn)識，但不可忽略的是，包含童年創(chuàng)傷在內(nèi)的應(yīng)激性等環(huán)境因素對于強迫癥發(fā)病也可能起著重要作用［14］。Brander 等［15］納入128項研究分析強迫癥與環(huán)境因素的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)圍產(chǎn)期并發(fā)癥、生殖周期事件（如流產(chǎn)、絕經(jīng)等）、壓力性及創(chuàng)傷性生活事件可能是強迫癥發(fā)病的潛在環(huán)境風(fēng)險因素。

由此可見，強迫癥的發(fā)生是遺傳基因基礎(chǔ)和后天環(huán)境因素兩者作用引起的。因此，也有針對特定環(huán)境因素影響下強迫癥與遺傳因素的關(guān)聯(lián)研究，特別是多態(tài)性位點與應(yīng)激作用的交互作用導(dǎo)致強迫癥發(fā)病風(fēng)險產(chǎn)生差異的遺傳研究。例如，McGregor 等［16］發(fā)現(xiàn)強迫癥患者中單胺氧化酶（monoamine oxidase A/B，MAOA/B）基因、兒茶酚胺轉(zhuǎn)移酶（catechol-O-methyltransferase，COMT）基因的多種單倍型與童年創(chuàng)傷事件的交互作用與強迫癥發(fā)病風(fēng)險均顯著相關(guān)。

2 強迫癥的表觀遺傳研究

表觀遺傳學(xué)修飾包括DNA 甲基化修飾、組蛋白修飾及非編碼RNA 調(diào)控表達(dá)等方式［17］。DNA 甲基化的常見催化位點為啟動子或附近CpG 島，該過程通常抑制轉(zhuǎn)錄過程，與基因沉默有關(guān)［18］。組蛋白修飾包括乙酰化、泛素化、甲基化及磷酸化等過程，這些過程可以調(diào)節(jié)染色體的活性并調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程［19］。非編碼RNA按照長度可分為長鏈非編碼RNA 和非編碼小RNA，而非編碼小RNA中的微RNA（microRNA，miRNA）經(jīng)過加工成熟后可與靶基因識別結(jié)合形成沉默復(fù)合體［20］，從而通過抑制翻譯等方式調(diào)節(jié)基因表達(dá)［21］。

在強迫癥的表觀遺傳研究中，DNA 甲基化和miRNA調(diào)控作用已有相關(guān)研究報道（表1），但未見組蛋白修飾相關(guān)的內(nèi)容。

2.1 強迫癥易感基因的DNA甲基化

目前強迫癥DNA 甲基化研究主要采用靶向特異性DNA 甲基化位點檢測和基于芯片的全基因組范圍的DNA甲基化檢測方法。2 種方式都已發(fā)現(xiàn)強迫癥易感基因的DNA甲基化修飾作用在患者和健康人群中存在顯著差異，如強迫癥患者外周血腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）基因及γ-氨基丁酸B型受體1（γ-aminobutyric acid B receptor 1，GABBR1）基因等啟動子甲基化水平出現(xiàn)差異性變化。這些DNA 甲基化修飾作用與強迫癥的發(fā)生發(fā)展存在密切關(guān)聯(lián)。

2.1.1 BDNF基因 BDNF基因編碼一種廣泛表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)營養(yǎng)因子，被認(rèn)為與多種精神疾病的發(fā)病機制相關(guān)，如精神分裂癥［36］、雙相情感障礙［37］、抑郁障礙［38］等。通過比較強迫癥患者和健康對照的外周血中BDNF基因表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)患者中BDNF mRNA表達(dá)水平顯著上升［22］，而BDNF 蛋白表達(dá)水平則表現(xiàn)并不一致［39-40］。D'Addario 等［22］通過比較35 例長期穩(wěn)定服用5-羥色胺再攝取抑制劑（selective serotonin reuptake inhibitor，SSRI）的強迫癥患者和32 例健康對照之間的BDNF 基因表達(dá)及BDNF 啟動子外顯子Ⅰ、Ⅳ、Ⅸ甲基化和去甲基化水平發(fā)現(xiàn)，強迫癥患者BDNF mRNA 表達(dá)與啟動子外顯子Ⅰ區(qū)域甲基化水平存在關(guān)聯(lián)，BDNF基因啟動子外顯子Ⅰ區(qū)域甲基化水平低于正常對照。Ferrer等［23］則發(fā)現(xiàn)強迫癥患者BDNF 啟動子Ⅳ的第10 個CpG位點甲基化水平與強迫癥嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。該結(jié)果與D'Addario 等［22］研究結(jié)果不一致，可能是因為抗抑郁藥物的治療改變了BDNF 甲基化水平。在抑郁癥患者中發(fā)現(xiàn)外周血BDNF 蛋白表達(dá)水平下降，而經(jīng)抗抑郁治療后BDNF 蛋白表達(dá)水平卻較治療前明顯升高［41］。這些研究結(jié)果表明，在強迫癥患者中BDNF 基因啟動子區(qū)的甲基化修飾狀態(tài)，可以影響基因mRNA 和蛋白表達(dá)水平，從而參與疾病的發(fā)生發(fā)展過程。

2.1.2 SLC6A4基因 臨床藥物治療研究發(fā)現(xiàn)強迫癥與5-羥色胺能系統(tǒng)功能的失調(diào)密切相關(guān)，臨床治療上SSRI 也是作為強迫癥治療的一線藥物［42］。多項研究發(fā)現(xiàn)5-羥色胺能系統(tǒng)中溶質(zhì)轉(zhuǎn)運體家族6 成員4（solute carrier family 6 member 4，SLC6A4） 基 因［43-44］、5-羥 色 胺 受 體 基因［44-45］多態(tài)性均與強迫癥發(fā)病相關(guān)。5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因 連 鎖 多 態(tài) 性 區(qū) 域 （serotonin-transporter-linked polymorphic region，5-HTTLPR）是強迫癥研究中的關(guān)鍵候選區(qū)域，而SLC6A4 啟動子也得到了廣泛關(guān)注。Grünblatt等［25］發(fā)現(xiàn)SLC6A4 基因rs25531 位點多態(tài)性與早發(fā)型強迫癥相關(guān)，并且在這些兒童及青少年強迫癥患者的唾液中發(fā)現(xiàn)SLC6A4 啟動子區(qū)甲基化水平升高，成人中的結(jié)果卻與之相反，表明SLC6A4 甲基化水平可能與年齡相關(guān)。Schiele 等［26］則發(fā)現(xiàn)強迫癥患者較低的基線SLC6A4 甲基化水平預(yù)測了認(rèn)知行為治療結(jié)果不佳。這些研究均表明SLC6A4 基因啟動子區(qū)甲基化與強迫癥發(fā)病及治療效果存在密切關(guān)聯(lián)。

表1 強迫癥的表觀遺傳學(xué)研究Tab 1 Summary of epigenetic genes in obsessive-compulsive disorder

2.1.3 GABBR1 基因和MOG 基因 γ-氨基丁酸（γaminobutyric acid，GABA）是大腦中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。Richter 等［46］發(fā) 現(xiàn) 在 強 迫 癥 患 者 中GABAB受 體（γaminobutyric acid receptor type B，GABABR）介導(dǎo)的抑制性神經(jīng)傳遞通路存在缺陷。GABABR 由GABAB1與GABAB2亞基組成，其中編碼GABAB1亞基的GABBR1 基因位于6p21.3。遺傳關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域與強迫癥相關(guān)［12］。Zai 等［47］也 通 過159 個 家 系 樣 本 研 究 確 認(rèn)GABBR1上的多態(tài)性位點與強迫癥發(fā)病有關(guān)。

在6號染色體上近鄰GABBR1基因的髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白（myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG）基因上的四核苷酸TAAA 重復(fù)序列被報道與強迫癥發(fā)病相關(guān)［48］。Nissen等［24］對女性兒童或青少年被試出生時及被診斷為強迫癥時的血液甲基化水平進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)被試出生時期血液GABBR1/MOG 的甲基化水平高于健康對照，而被診斷為強迫癥時被試的MOG 基因甲基化水平較健康對照降低。由于該研究涉及的基因探針位于GABBR1轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域附近并且與MOG 基因僅相隔2 bp，以致GABBR1/MOG 基因探針存在重疊，而無法確切證實2 個基因的調(diào)控作用。以上研究結(jié)果進(jìn)一步提示強迫癥患者中GABA 能系統(tǒng)中GABABR 介導(dǎo)的神經(jīng)通路可能存在功能異常，并且也不能排除臨近GABBR1 基因的MOG 基因與強迫癥的關(guān)聯(lián)性。故研究患者中可能早已存在的神經(jīng)通路結(jié)構(gòu)的表觀遺傳修飾改變，有助于強迫癥的早期診斷及早期強迫癥發(fā)病的預(yù)防。

2.1.4 ESR1 基因 性激素與強迫癥的關(guān)系也是強迫癥領(lǐng)域的研究熱點之一。其中雌激素參與了5-羥色胺能、多巴胺能及谷氨酸能系統(tǒng)信號傳遞的調(diào)節(jié)［49］，提示雌激素可能是與強迫癥發(fā)病機制相關(guān)的生物標(biāo)志物。雌激素受體α（estrogen receptor α，ERα）是雌激素受體的亞型之一，由雌激素受體1（estrogen receptor 1，ESR1）基因編碼。Alonso 等［50］發(fā) 現(xiàn) 帶 有ESR1 基 因rs34535804*Ars488133*C-rs9478245*C-rs2234693*C-rs9340799*G 單倍型的強迫癥患者ERα 表達(dá)水平上升，并且其患有強迫清洗癥狀的風(fēng)險降低。Nissen 等［24］發(fā)現(xiàn)女性兒童或青少年患者被診斷為強迫癥時的血液樣本的ESR1基因CpG 甲基化水平較健康對照降低，并且其甲基化水平與治療前的疾病嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步說明ESR1 基因可能與強迫癥存在關(guān)聯(lián)。但是目前尚無足夠證據(jù)確切證實雌激素及其受體在強迫癥患者中的表達(dá)情況。且該研究中男性被試及對照較少，仍需進(jìn)一步在男性及不同年齡患者中進(jìn)行相關(guān)研究以驗證ESR1 甲基化與強迫癥發(fā)病風(fēng)險的關(guān)系，并分析ESR1 在強迫癥患者中的表達(dá)是否具有性別及年齡差異。

2.1.5 OXTR基因 催產(chǎn)素及其受體同樣被認(rèn)為參與了強迫癥的病理生理過程。催產(chǎn)素會增加5-羥色胺的釋放［49］，而催產(chǎn)素受體（oxytocin receptor，OXTR）在與強迫癥有關(guān)的腦部區(qū)域（丘腦、紋狀體、前額葉皮層等）中大量表達(dá)［51］。Kang 等［52］發(fā)現(xiàn)，OXTR 基因多態(tài)性與強迫癥患者的發(fā)病年齡顯著相關(guān)。Cappi 等［27］發(fā)現(xiàn)強迫癥患者OXTR 基因外顯子Ⅲ2 個靶序列位點的CpG 島甲基化水平較高，并且與強迫癥的癥狀嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。Schiele等［28］也同樣發(fā)現(xiàn)強迫癥患者OXTR 基因外顯子Ⅲ甲基化水平較健康對照上升，并且較高的基線OXTR甲基化水平預(yù)測了不佳的認(rèn)知行為治療結(jié)果。但Park等［30］的實驗結(jié)果則表明強迫癥患者的OXTR 甲基化水平顯著降低，與Cappi［27］及Schiele［28］等的結(jié)果不一致。

2.1.6 MAOA 基因 MAOA 酶參與并調(diào)節(jié)了5-羥色胺的代謝過程［53］，與強迫癥的發(fā)病機制密切相關(guān)。而MAOA基因多態(tài)性也與男性強迫癥發(fā)病風(fēng)險存在關(guān)聯(lián)［54］。Schiele等［31］發(fā)現(xiàn)未經(jīng)治療的強迫癥患者M(jìn)AOA啟動子甲基化水平較健康對照明顯降低，而經(jīng)認(rèn)知行為治療后的患者耶魯- 布朗強迫量表（Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale，Y-BOCS）得分變化與MAOA啟動子甲基化水平變化呈負(fù)相關(guān)，提示經(jīng)認(rèn)知行為治療后強迫癥癥狀改善程度高的患者M(jìn)AOA甲基化水平上升更多。

2.1.7 全基因組范圍的DNA 甲基化研究 全基因組范圍的DNA 甲基化分析因具有測量精度高、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢 在 疾 病 研 究 中 逐 漸 展 開 應(yīng) 用［55］。Yue 等［32］利 用Illumina 450K 甲基化芯片對強迫癥患者及健康對照之間的血液樣本進(jìn)行了全基因組水平DNA 甲基化分析，結(jié)果發(fā) 現(xiàn) 腦 細(xì) 胞 質(zhì)RNA 1 （brain cytoplasmic RNA 1，BCYRN1）、 BCL-6 協(xié) 同 阻 遏 物（BCL6 corepressor，BCOR） 和成纖維細(xì)胞生長因子13 （fibroblast growth factor 13，F(xiàn)GF13）等基因的DNA 甲基化水平在2組間存在顯著差異，并通過通路分析發(fā)現(xiàn)肌動蛋白細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)、細(xì)胞黏附分子等通路相關(guān)基因的甲基化水平同樣存在顯著差異。Stewart等［8］利用來自強迫癥患者和健康對照GWAS 研究的SNP 位點和腦組織的DNA 甲基化表達(dá)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中的甲基化性狀數(shù)量位點（methylation quantitative trait loci，mQTLs）與額葉中的表達(dá)數(shù)量性狀位點存在關(guān)聯(lián)。

2.2 強迫癥有關(guān)的miRNA

目前關(guān)于miRNA 與強迫癥發(fā)病機制的相關(guān)性研究較少。Mui?os-Gimeno 等［33］在對強迫癥患者全長亞型及短截亞型的神經(jīng)營養(yǎng)受體酪氨酸激酶3 （neurotrophic receptor tyrosine kinase 3，NTRK3）基因的3'非翻譯區(qū)重新測序后發(fā)現(xiàn)，短截亞型r28521337 位點的C 等位基因突變與強迫癥囤積癥狀類型顯著相關(guān)，并且該突變位點位于miR-485-3p的功能目標(biāo)靶點區(qū)域，但r28521337位點變異并未影響靶向結(jié)合功能。Kandemir等［34］分析強迫癥患者血液中miRNA 的表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)強迫癥患者的miR-22-3p 及miR-155a-5p 等表達(dá)豐度較健康對照上升。已有研究［56］指出miR-22 可抑制與強迫癥相關(guān)的BDNF 和MAOA 等基因的表達(dá)。miR-155 在免疫穩(wěn)態(tài)中起到關(guān)鍵作用，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、趨化因子和轉(zhuǎn)錄因子等多個免疫相關(guān)基因［57］。而免疫炎癥反應(yīng)通路則被報道為強迫癥潛在的發(fā)病機制［58］。Yue等［35］則發(fā)現(xiàn)強迫癥患者血液中miR-132 及miR-134 水平較健康對照顯著上升。目前研究已發(fā)現(xiàn)miR-132 及miR-134 與突觸可塑性存在密切關(guān)聯(lián)，并均可影響B(tài)DNF 的表達(dá)［59-60］。研究相關(guān)miRNA 的表達(dá)差異為進(jìn)一步理解強迫癥病因提供了可能。

3 局限性與展望

截至目前，強迫癥的表觀遺傳學(xué)研究雖然匱乏但也取得一定的成果進(jìn)展。大多數(shù)研究仍聚焦于DNA 甲基化位點的修飾變化，尚不能全面概括強迫癥的表觀遺傳學(xué)機制。多數(shù)研究的樣本量較小，研究結(jié)論尚且無法統(tǒng)一，亟需擴大樣本量或針對特異性人群進(jìn)行有效驗證。不容忽略的是，表觀遺傳修飾具有組織特異性、細(xì)胞系特異性，因此已有研究結(jié)果的一致性尚存在爭議。當(dāng)前大部分研究采集外周血DNA 進(jìn)行分析，并不能確定其研究結(jié)果是否能夠代表中樞神經(jīng)的表觀遺傳學(xué)變化。除了使用外周血，可更多注重對腦脊液、尸腦等材料的應(yīng)用。未來的研究方向還需更多關(guān)注組蛋白修飾及非編碼RNA，從而拓展強迫癥表觀遺傳學(xué)的研究領(lǐng)域。