2025年11月,《自然-神经科学》发表了一项里程碑式的双相情感障碍(BD)跨祖先遗传学研究。该研究通过整合东亚(EAS)与欧洲(EUR)人群的大规模基因组数据,发现了93个显著风险位点,其中23个位点首次被报道,并锁定了39个高置信度风险基因。这一成果不仅推动了BD遗传学的研究进展,也凸显了跨人群遗传分析在揭示精神疾病复杂机制中的重要价值。
双相情感障碍是一种以躁狂和抑郁发作为特征的严重精神疾病,全球患病率约为1-2%。尽管全基因组关联研究(GWAS)已识别出多个BD风险位点,但大多数研究集中于欧洲裔人群,导致非欧洲人群代表性不足。这种“欧洲中心”偏差限制了新风险位点的发现,也阻碍了对BD生物学机制在不同人群中普适性的理解。
此次研究由中国科学院昆明动物研究所等机构组成的国际团队完成,纳入了5,164例中国汉族BD病例及13,460例对照样本,并结合了精神疾病基因组学联盟(PGC4)数据库中独立的东亚(4,479例病例/75,725例对照)和欧洲(59,287例病例/781,022例对照)GWAS数据,构建了迄今最大规模的BD跨祖先遗传学分析。
东亚特异性发现:MHC区域的隐匿信号
在东亚人群(包括新收集的汉族和日本样本)GWAS分析中,研究者鉴定出两个全基因组显著风险位点。其中最引人注目的是位于主要组织相容性复合体(MHC)II类区域的变异信号(rs17210755)。MHC区域编码免疫应答的核心蛋白,虽然此前欧洲人群BD研究中出现过微弱信号,但未达到全基因组显著水平。这一发现提示,免疫相关通路在东亚人群BD发病中可能具有更重要的作用,为BD的免疫病理机制提供了关键的人群特异性证据。
跨祖先荟萃分析:发现能力质的飞跃
研究的核心突破来自于跨祖先荟萃分析。将东亚与欧洲GWAS数据整合后,统计效力显著提升,共识别出93个全基因组显著风险位点,其中23个为首次报道的新位点。这一结果直观证明,扩大研究人群的遗传多样性是发现新风险位点的有效策略。
这些新发现的位点涉及神经元发育、突触功能和染色质调控等多条生物学通路,极大丰富了对BD遗传架构的理解。跨祖先遗传相关性分析显示,BD在东亚和欧洲人群中的遗传效应高度一致(遗传相关系数约为0.9),表明尽管风险等位基因频率和效应大小存在细微差异,但其背后的生物学基础在很大程度上是共享的。
从位点到基因:多维度优先级排序锁定39个靶点
GWAS位点通常难以直接指向因果基因。为筛选最可能致病的基因,研究团队采用了严格的多维度优先级排序策略,整合了以下证据:
- 转录组关联分析(TWAS):鉴定基因表达水平与BD风险的关联。
- 共定位分析:评估GWAS信号与表达数量性状位点(eQTL)信号是否共享同一因果变异。
- 染色质相互作用:利用Hi-C等数据,确定风险变异是否位于调控目标基因的增强子或启动子区域。
- 精细定位:统计学推断风险位点内最可能的因果变异集。
最终,研究锁定了39个高置信度风险基因。这些基因的生物学功能得到了有力验证:
- 脑区表达差异:15个基因(38%)在BD患者死后脑组织转录组数据中表现出显著差异表达,提供了基因与疾病相关的直接功能证据。
- 动物行为模型验证:12个基因(31%)的小鼠直系同源基因敲除或修饰后,表现出与BD相关的行为异常(如躁狂样活动增多或抑郁样行为),建立了基因到行为的因果链条。
- 药物靶点潜力:18个基因(46%)为已知或潜在的可成药靶点,其中部分基因如CACNA1C、GRIN2A已被其他精神疾病研究指向,另有多个为新发现的潜在干预靶标。
细胞类型与表型交叉:描绘BD的生物学版图
遗传力富集分析显示,BD的遗传力显著富集于多种神经元亚型,尤其是皮层和海马的兴奋性及抑制性神经元,而胶质细胞的贡献相对较弱。这进一步支持了BD作为一种“神经元突触病”的核心假说。
通过与其他复杂性状的遗传相关性分析,研究揭示了BD独特且复杂的遗传结构:BD与精神分裂症、抑郁症呈高度正遗传相关,解释了临床症状上的重叠;同时,BD与教育年限、智力等认知指标也呈正向遗传相关,这与流行病学中BD患者及其亲属在某些创造性或认知领域表现较高的现象相符。这种“高风险-高潜质”的遗传特征使BD区别于其他主要精神疾病。
总结与展望:面向全球的精准医学
这项研究标志着精神遗传学迈向全球代表性的重要一步。它不仅显著扩展了BD风险基因的列表,更展示了跨祖先分析在突破发现瓶颈和验证基因功能中的巨大潜力。
未来挑战包括:如何进一步扩大非欧洲人群样本量,特别是非洲、拉美和南亚人群,以构建真正全球化的精神疾病遗传图谱;如何利用这些新发现的基因和通路,开发跨越人群边界的普适性生物标志物和治疗策略。
无论如何,该研究为BD遗传研究树立了新的标杆,明确指出只有拥抱人类遗传多样性,才能全面解码精神疾病的复杂机制,最终实现面向全人类的精准预防与治疗。
参考文献:
Zhang, C. Y., Li, M., Sun, P. 等. 跨祖先东亚与欧洲人群的双相情感障碍全基因组分析促进遗传发现。自然-神经科学 29, 293–305 (2026)。
相关阅读:
- Mullins, N. 等. 超过4万例双相情感障碍病例的全基因组关联研究揭示疾病生物学新见解。自然遗传学 53, 817–829 (2021)。
- O'Connell, K. S. 等. 基因组学揭示双相情感障碍的生物学与表型新视角。自然 639, 968–975 (2025)。