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生物化学与大脑异质性:精神疾病与非精神疾病的共同特征

生物异质性——即患者之间在病理生理机制上的差异,是理解精神疾病的主要障碍之一。精神疾病的症状谱系广泛,治疗反应各异,这强烈暗示着其背后的生物学机制存在着巨大的个体差异。然而,这种异质性究竟在多大程度上存在,它是否是精神疾病所特有的,以及它与非精神疾病(如糖尿病、心血管疾病)的异质性相比如何,此前一直缺乏大规模的量化研究。

2026年5月8日,墨尔本大学、斯威本科技大学和哈佛医学院等多所研究机构的团队在《自然-通讯》上发表了一项大规模研究。他们分析了来自445,374名个体的生物化学指标(如血糖、血脂)和大脑结构影像数据,涵盖9种精神疾病和30种非精神疾病。研究发现,生物异质性并非精神疾病独有的特征,而是精神疾病和躯体疾病共有的特征。然而,不同疾病间的异质性模式存在显著差异,这为精准精神病学研究提供了新的生物学着力点。

核心发现:异质性的新模式

该研究的核心突破在于,它首次以跨诊断、跨疾病的视角,为“生物异质性”绘制了定量的图谱,并挑战了精神疾病“异质性过高”的偏见。

  1. 精神与非精神疾病的异质性程度相当
    研究显示,无论是精神分裂症、双相情感障碍等精神疾病,还是糖尿病、高血压等非精神疾病,其患者群体在生物化学指标和大脑结构指标上的个体间变异性均显著大于健康对照组的内部变异性。重要的是,精神疾病的异质性程度与非精神疾病相比,在统计上没有显著差异。这打破了“精神疾病尤为复杂难解”的刻板印象,表明高度的个体差异是所有复杂疾病的共性。

  2. 最普遍的异质性指标是葡萄糖代谢失调
    在分析的39种疾病中,有65%的疾病(包括精神分裂症和冠心病)其最异质(即患者间差异最大)的标志物是循环系统中的葡萄糖或糖化血红蛋白水平。这表明,尽管“血糖升高”是2型糖尿病的核心特征,但在许多其他疾病中,一部分患者表现出明显的血糖控制问题,而另一部分患者则没有。能量代谢紊乱是贯穿多种疾病的共同异质性维度。

  3. 异质性模式与诊断分类不完全对应
    某些精神疾病与非精神疾病在异质性模式上表现出高度相似性。例如,精神分裂症患者群体在大脑发育标志物(如皮质厚度)上的异质性,与非精神疾病患者群体的模式有重叠。甚至部分精神疾病(如重性抑郁障碍)的内部异质性结构,与同属精神疾病谱系的其他疾病差异较大,反而与某些躯体疾病更为接近。这提示,传统的诊断分类可能掩盖了跨疾病的、基于生物学机制的亚型。

意义与展望

这项研究对于理解疾病本质和推动精准医学发展具有深远意义。

  • 重新定义“正常”的边界:这项研究强调,在讨论疾病参考范围时,不能再使用“单一阈值”模型。由于生物异质性是常态,一个疾病的患者群体可能包含多种不同的分子亚型。临床试验必须考虑到这种变异性,否则有效的治疗方法可能因被平均化而判定为无效。

  • 葡萄糖代谢作为跨诊断的治疗靶点:由于葡萄糖失调是许多疾病中最具变异性的维度,这提示针对代谢途径的干预,可能对多种疾病的特定亚群患者有效。未来的研究可以探索使用某些降糖药物(如二甲双胍、SGLT2抑制剂)是否能够改善精神分裂症特定亚型(即那些表现出高血糖异质性的患者)的认知功能。

  • 支持亚型发现研究:该研究指出,与其寻找所有精神分裂症患者的共同大脑异常,不如利用这种异质性来发现新的亚型。该研究团队已提供了一个公开的交互式在线资源,允许研究人员浏览和下载疾病特异性的异质性数据,以设计新的“亚型发现”研究。

  • 未来的研究方向:未来的研究可以纵向追踪个体在疾病发展过程中的异质性变化,以确定异质性是病因还是疾病进展的后果;探究遗传因素如何驱动这些异质性模式;以及将生化异质性与大脑环路特异性功能障碍直接联系起来,阐明“高血糖”与“认知功能”之间的直接神经通路联系。

参考文献

  1. Di Biase, M.A., Reay, W.R., Jameei, H. et al. (2026). Biochemical and brain heterogeneity characterizes psychiatric and non-psychiatric illness. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-026-72604-4

(责任编辑:泉水)