彭壽寧 鄧維聰 符燕波 吳燕妮

（1.海南省安寧醫(yī)院精神八科，海南 海口 570206；2.海南省安寧醫(yī)院精神二科，海南 ?？?570206）

精神分裂癥是常見的重性精神病，其臨床分型多、病因未明，具有復(fù)發(fā)率高、致殘率高、青壯年高發(fā)等特點(diǎn)，常常表現(xiàn)為思維、感知、行為和情感等多方面異常[1-2]。精神分裂癥的主要癥狀為陽(yáng)性癥狀、陰性癥狀和認(rèn)知功能損傷，其中認(rèn)知功能損傷主要表現(xiàn)為注意力下降、工作和學(xué)習(xí)記憶力下降、執(zhí)行能力下降、言語(yǔ)障礙等，對(duì)患者的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生嚴(yán)重的消極影響[3]。腦電圖能夠直接監(jiān)測(cè)測(cè)試對(duì)象的大腦活動(dòng)，反映其神經(jīng)細(xì)胞功能。大腦對(duì)外界信息的接收、加工處理過(guò)程中產(chǎn)生的事件相關(guān)電位（event-related potential，ERP），也被稱為“認(rèn)知電位”[4]。電壓門控Ca2+通道α-1C亞通道（calcium voltage-gated channel subunit alpha 1 C，CACNA1C）基因是精神障礙的風(fēng)險(xiǎn)基因，與神經(jīng)系統(tǒng)樹突形成、神經(jīng)元存活、突觸可塑性和記憶能力有關(guān)，CACNA1C的rs10848683、rs1006737等多個(gè)位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性和異常表達(dá)與精神分裂癥顯著相關(guān)[5-8]。KCNH2基因的遺傳變異會(huì)導(dǎo)致先天性或獲得性的長(zhǎng)QT和短QT綜合征[9]。由于阻斷心臟中的人類果蠅相關(guān)基因（human ether-a-go-go-related gene，hERG）K+通道（由KCNH2編碼）會(huì)導(dǎo)致抗精神病藥物的QT延長(zhǎng)效應(yīng)，因此hERG通道被認(rèn)為是治療精神分裂癥的“抗靶標(biāo)”[10]。KCNH2基因與精神分裂癥顯著相關(guān)，且rs3800779（T等位基因）與較低的智商有關(guān)[11]。本研究擬探討CACNA1Crs1006737、KCNH2 rs3800779基因多態(tài)性與精神分裂癥患者ERP的關(guān)系，為臨床對(duì)精神分裂癥患者的認(rèn)知功能判斷提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

選取2017年6月—2021年6月海南省安寧醫(yī)院住院的精神分裂癥緩解期患者210例（研究組），其中男112例、女98例，年齡（37.21±4.85）歲，受教育時(shí)間（10.12±1.15）年。納入標(biāo)準(zhǔn)：1）符合精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]；2）處于緩解期，簡(jiǎn)明精神病評(píng)定量表評(píng)分<30分、自知力與治療態(tài)度問(wèn)卷評(píng)定得分>11分；3）無(wú)抗精神病藥物治療禁忌癥；4）知情同意并愿意參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）存在引起大腦組織發(fā)生改變的重大疾病史，如腫瘤轉(zhuǎn)移性疾?。?）存在可能引起精神障礙的疾病，如甲狀腺疾??；3）有頭部創(chuàng)傷史、癲癇發(fā)作史、腦血管疾病史、神經(jīng)病變性疾病史；4）智商<70分；5）重大傳染病、感染性疾病發(fā)作。選取同期海南省安寧醫(yī)院健康志愿者210名作為對(duì)照組，其中男109名、女101名，年齡（35.47±3.79）歲，受教育時(shí)間（11.21±1.85）年。2個(gè)組之間年齡、性別、受教育時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。本研究經(jīng)海南省安寧醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（20210501），所有研究對(duì)象均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 患者認(rèn)知水平的評(píng)估

采用蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表（Montreal cognitive assessment，MoCA）[13]評(píng)估患者的認(rèn)知功能，評(píng)估的內(nèi)容共包括7個(gè)方面：語(yǔ)言能力、抽象能力、命名能力、記憶力、注意力、定向能力、視空間和執(zhí)行功能，滿分為30分，26分及以上為正常，分值越高認(rèn)知能力越強(qiáng)。

1.2.2CACNA1Crs1006737、KCNH2 rs3800779位點(diǎn)基因多態(tài)性檢測(cè)

采集所有研究對(duì)象空腹靜脈血，乙二胺四乙酸抗凝，采用密度梯度離心法分離外周血單個(gè)核細(xì)胞，采用基因組DNA抽提試劑盒（美國(guó)Invitrogen公司）提取外周血單個(gè)核細(xì)胞DNA，-80 ℃冷凍保存。采用多重聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）對(duì)提取的DNA進(jìn)行擴(kuò)增，PCR試劑盒（貨號(hào)AUTO-96）購(gòu)自杭州柏恒科技有限公司，檢測(cè)儀器為Gentier 48E/48R實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)（西安天隆科技有限公司）。引物序列：CACNA1Crs1006737上游引物為5'-AAGTTCCATTCCATCTCAGCCCGAA-3'，下游引物為5'-TGTTTTCAGAGCCGGAGACCTCACA-3'；KCNH2 rs3800779上游引物為5'-ATGTCCTCCCACTCTGCAGGGA-3'，下游引物為5'-GAAGGTCTTGGCGCGGCCTG-3'。反應(yīng)體系共5 μL：2×TaqMan Master Mix 2.0 μL 40×TaqMan Genotyping Assay 0.05 μL，20 ng/μL DNA模版2.0 μL，H2O 0.95 μL。反應(yīng)條件：95 ℃ 10 min；95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，60 ℃ 30 s，共40個(gè)循環(huán)。采用微測(cè)序技術(shù)檢測(cè)CACNA1C、KCNH2基因單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)，試劑盒購(gòu)自弗元（上海）生物科技有限公司，檢測(cè)儀器為OMEGA F基因分型檢測(cè)分析系統(tǒng)（英國(guó)LGC公司）。采用TaqMan等位基因分型技術(shù)進(jìn)行基因分型，試劑盒購(gòu)自南京諾唯贊生物科技股份有限公司，檢測(cè)儀器為GeneSmart 2000全自動(dòng)多功能基因檢測(cè)系統(tǒng)（成都瀚辰光翼科技有限責(zé)任公司）。通過(guò)SHEsis在線軟件（http：//analysis2.bio-x.cn/myanalysis.php）對(duì)CACNA1Crs1006737、KCNH2 rs3800779進(jìn)行Hardy-Weinberg平衡檢測(cè)。

1.2.3 ERP檢測(cè)

對(duì)所有精神分裂癥患者進(jìn)行雙耳短音刺激，在測(cè)試過(guò)程中保持安靜，并避免眨眼。采用Viking Quest臺(tái)式高級(jí)肌電誘發(fā)電位系統(tǒng)（美國(guó)尼高力公司）記錄Fz、Cz、Pz 3個(gè)點(diǎn)失匹配負(fù)波（mismatch negativity，MMN）、P300潛伏期和波幅，評(píng)定ERP。采用非任務(wù)相關(guān)聽覺刺激oddball范式引出MMN，標(biāo)準(zhǔn)刺激為500 Hz、80 dB的純音，出現(xiàn)概率為0.8；偏差刺激為2 000 Hz、85 dB的純音，出現(xiàn)概率為0.2。P300成分（潛伏期、波幅）：刺激頻率為1次/s，刺激持續(xù)時(shí)間為20 ms，非目標(biāo)刺激強(qiáng)度（NT）為85 dB，頻率為1 000 Hz，占80%；靶刺激（T）隨機(jī)出現(xiàn)，頻率為2 000 Hz，強(qiáng)度為95 dB，并穿插在非靶刺激中，占20%。二者之間的順序關(guān)系為：NT NT NT NT NTNT NT NT。常規(guī)記錄所有研究對(duì)象腦電圖3～5 min后播放指令，進(jìn)行預(yù)測(cè)試，之后進(jìn)行正式測(cè)試，受試者通過(guò)按鍵對(duì)靶刺激作出反應(yīng)，并通過(guò)HARMONIE軟件記錄腦電信號(hào)。使用BESA 5.1軟件進(jìn)行離線分析，分析時(shí)間為1 000 ms，刪除由眼睛運(yùn)動(dòng)或其他原因引起的偽影波形，分析指標(biāo)為P300的峰值潛伏期和波幅。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料采用±s表示，多組間比較采用重復(fù)測(cè)量資料的方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用例或率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究組和對(duì)照組CACNA1C rs1006737、KCNH2 rs3800779位點(diǎn)基因多態(tài)性比較

研究組和對(duì)照組CACNA1Crs1006737、KCNH2 rs3800779基因型分布均符合Hardy-Weinberg遺傳平衡原則。與對(duì)照組相比，研究組KCNH2 rs3800779位點(diǎn)TT基因型分布頻率降低（P<0.05），TG基因型分布頻率升高（P<0.05），T等位基因分布頻率降低（P<0.05），G等位基因分布頻率升高（P<0.05）；CACNA1Crs1006737位點(diǎn)AG基因型分布頻率升高（P<0.05），GG基因型分布頻率降低（P<0.05），A等位基因分布頻率升高（P<0.05），G等位基因分布頻率降低（P<0.05）。見表1。

表1 研究組和對(duì)照組CACNA1C rs1006737、KCNH2 rs3800779位點(diǎn)多態(tài)性比較

2.2 KCNH2 rs3800779位點(diǎn)不同基因型患者M(jìn)MN、P300潛伏期和波幅比較

與KCNH2 rs3800779位點(diǎn)GG基因型患者比較， TT、TG基因型患者M(jìn)oCA評(píng)分均降低（P<0.05），MMN和P300潛伏期均較長(zhǎng)、波幅均較?。≒<0.05）。見表2。

表2 KCNH2 rs3800779位點(diǎn)不同基因型患者M(jìn)MN、P300潛伏期和波幅的關(guān)系

2.3 CACNA1C rs1006737位點(diǎn)不同基因型患者M(jìn)MN、P300潛伏期和波幅比較

與CACNA1Crs1006737位點(diǎn)GG基因型患者比較，AA、AG基因型患者M(jìn)oCA評(píng)分均降低（P<0.05），MMN和P300潛伏期均較長(zhǎng)（P<0.05）、波幅均較小（P<0.05）。見表3。

表3 CACNA1C rs1006737位點(diǎn)不同基因型患者M(jìn)MN、P300潛伏期和波幅的關(guān)系

3 討論

基因多態(tài)性的改變是精神分裂癥重要的病理生理變化之一。在不同的腦部區(qū)域，基因多態(tài)性可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)水平出現(xiàn)差異。由于影響因素眾多，基因多態(tài)性與精神分裂癥患者認(rèn)知功能改變的關(guān)系尚不明確，因此需要更多的研究來(lái)探討基因突變對(duì)精神分裂癥患者認(rèn)知功能的影響。CACNA1C基因位于人類染色體12p13.3，編碼α-1C亞基，是電壓門控L-型Ca2+通道（L-type calcium channel，LTCC）的重要組成部分[14]。Ca2+通道在神經(jīng)元發(fā)育過(guò)程中起重要作用，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛表達(dá)，參與樹突發(fā)育、神經(jīng)元連接形成、學(xué)習(xí)和記憶等。CACNA1C異常表達(dá)與大腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常和杏仁核體積改變有關(guān)。rs1006737位點(diǎn)基因多態(tài)性可能通過(guò)改變mRNA前體的剪接方式影響CACNA1C基因的表達(dá)，進(jìn)而在精神分裂癥的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用[15-16]。KCNH2基因編碼hERG K+通道[9]，其過(guò)度表達(dá)與認(rèn)知功能受損、神經(jīng)功能受損、精神分裂癥等有關(guān)[17]。本研究結(jié)果顯示，研究組和對(duì)照組CACNA1C rs1006737、KCNH2 rs3800779位點(diǎn)基因型和等位基因型分布頻率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），提示CACNA1C 和KCNH2均是精神分裂癥的易感基因。

認(rèn)知障礙是精神分裂癥的重要表現(xiàn)，主要涉及神經(jīng)元（或周圍突觸）受損，以突觸可塑性受損和功能恢復(fù)受損為特征，認(rèn)知功能損害與精神分裂癥患者的生活質(zhì)量和長(zhǎng)期預(yù)后密切相關(guān)[18]。MMN潛伏期和P300潛伏期反映了大腦對(duì)外界刺激進(jìn)行分類、編碼并進(jìn)一步識(shí)別的速度，P300波幅還代表大腦信息加工時(shí)動(dòng)員有效資源的程度[19]。P300能夠同時(shí)反映記憶、理解、感覺、判斷等認(rèn)知活動(dòng)，是評(píng)估精神分裂癥患者認(rèn)知功能的重要指標(biāo)，但需要患者配合檢查。MMN建立在P300的基礎(chǔ)上，可以在非注意條件下出現(xiàn)，避免被患者干預(yù)，能更主觀地反映大腦對(duì)外界刺激的主動(dòng)加工過(guò)程，在臨床應(yīng)用中具有更高的準(zhǔn)確性[20]。

LIU等[21]發(fā)現(xiàn)，CACNA1C rs1006737位點(diǎn)基因型與精神分裂癥有關(guān)。有研究結(jié)果顯示，CACNA1C rs1006737位點(diǎn)A等位基因（AA+AG基因型）攜帶者在回憶任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中，雙側(cè)海馬、前扣帶旁回激活減弱，兩側(cè)海馬間的連接亦減弱，且AA基因型（野生型）表達(dá)最高，AG基因型（雜合子）居中，而GG基因型（純合子）最低，提示CACNA1C可能通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控影響大腦功能[22]。LUO等[23]的研究結(jié)果顯示，在編碼和檢索工作時(shí)，CACNA1C基因GG基因型（野生型）精神分裂癥患者右側(cè)海馬的激活程度較AA+AG基因型（攜帶A等位基因）患者更顯著。精神分裂癥患者的影像學(xué)特征表現(xiàn)為大腦白質(zhì)完整性缺損，白質(zhì)部分各向異性值降低與精神分裂癥的發(fā)病相關(guān)[24]。有研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)基因高表達(dá)的腦區(qū)與白質(zhì)完整性缺損腦區(qū)有顯著重疊，相關(guān)性最強(qiáng)的是神經(jīng)元Ca2+信號(hào)通路相關(guān)的基因群，提示Ca2+通道在精神分裂癥的發(fā)病機(jī)制中有重要作用[11]。攜帶CACNA1C rs1006737位點(diǎn)A等位基因（AA+AG）的精神分裂癥患者左側(cè)枕中回、右側(cè)小腦、左側(cè)海馬旁回等的各向異性值更低[25]。本研究結(jié)果顯示，CACNA1C rs1006737位點(diǎn)A等位基因攜帶者M(jìn)oCA評(píng)分更低（P<0.05），MMN和P300潛伏期均顯著延長(zhǎng)（P<0.05）。提示CACNA1C rs1006737位點(diǎn)AA+AG基因型與精神分裂癥患者認(rèn)知功能損傷有關(guān)，A等位基因是精神分裂癥患者認(rèn)知功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)等位基因。原因可能為：由于CACNA1C是介導(dǎo)細(xì)胞外Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的主要途徑，并在Ca2+通道的敏感性、Ca結(jié)合能力和離子選擇性中發(fā)揮重要作用，從而影響基因轉(zhuǎn)錄水平、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路活性和突觸可塑性[26]。

BAINS等[27]的研究結(jié)果顯示，KCNH2基因多態(tài)性與精神分裂癥患者認(rèn)知功能改變有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，與KCNH2 rs3800779位點(diǎn)GG基因型（純合子）精神分裂癥患者比較，TT+TG基因型（攜帶T等位基因）患者M(jìn)oCA評(píng)分更低（P<0.05），MMN和P300潛伏期均顯著延長(zhǎng)（P<0.05），提示T等位基因是精神分裂癥患者認(rèn)知功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)等位基因。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，KCNH2-3.1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬體積縮小，認(rèn)知功能受影響，表明KCNH2基因在精神分裂癥的發(fā)生、發(fā)展中可能具有重要作用[28]。本研究結(jié)果顯示，KCNH2 rs3800779位點(diǎn)基因多態(tài)性與精神分裂癥的認(rèn)知功能密切相關(guān)，原因可能為：KCNH2是一種K+通道基因，可通過(guò)調(diào)節(jié)K+通道功能來(lái)改變靶細(xì)胞內(nèi)外電位變化[29]。

綜上所述，KCNH2和CACNA1C基因突變與精神分裂癥患者認(rèn)知功能障礙有關(guān)，但還需要更多研究來(lái)闡明KCNH2、CACNA1C基因多態(tài)性在精神分裂癥認(rèn)知功能障礙中的作用。