1、五羟色胺转运体基因多态性与情感障碍关联研究柳文华 1 张兰 【摘要】研究表明五羟色胺转运体（5-hydroxytrypamine transporter，5-HTT）基因是情感性精神障碍的一个重要候选基因。本文 总结了近年来国内外有关 5-HTT基因的多态性研究情况，及其与情感障碍、自杀行为等常见临床表现之间的关联。【关键字】 五羟色胺 五羟色胺转运体基因多态性 情感障碍【中图分类号】 R749.4 【文献标识码 】A5-羟色胺(5-hydroxtryptamine,5-HT）1941年由Rapport等从血清中分离出来，它既是血管活性物质，又是重要的神经递质，在中枢神经系统和周围组织中起着多
2、种生理作用。近年来许多研究表明，5-HT在中枢神经系统参与一系列行为问题，如睡眠、食欲、营养摄入、记忆能力、神经内分泌和攻击性等，同时与许多精神障碍有关，如神经症、情感性精神障碍、自闭症，精神分裂症及酒药物依赖等。5-HT需经突触前膜、突触后膜的多种5-HT受体亚型作用，但仅一种蛋白质负责将5-HT再摄取入神经元突触前膜，这种蛋白质就是5-HTT，它能调节突触间隙5-HT浓度，灭活脑内5-HT神经元释放的5-HT的活性，是5-HT神经能通路中的一种关键蛋白质 1。同时，它也是新型抗抑郁药-选择性5-HT再摄取抑制剂(Selective serotonin reuptake inhibitors
3、，SSRIs)的作用靶点。三环类抗抑郁药和SSRIs在脑内结合的位点与5-HT在脑内结合的位点重叠，因而可以减少5-HT的重吸收。在未用药的抑郁症患者、双相障碍的未患病亲属中，反复观察到其血小板的5-HTT水平降低，因而可以假设5-HTT功能的降低是情感性障碍的一个内源表现型。本文综述近年来国内外有关5-HTT基因的多态性与情感障碍关联结果。1.5-HTT基因的多态性长期以来，研究显示遗传因素参与双相障碍和单相抑郁的发病机制，且5-HTT基因是情感障碍的一个重要侯选基因。5-HTT由约630个氨基酸残基组成，分子量为70320。 1994年Lesch等克隆了人5-HTT基因(solute ca
4、rrier family，SLC6A4)，并初步分析了该基因的结构。它位于染色体17q11.1-12，长约31kb，分布于突触前膜，包含12-13个跨膜区，N端及C端位于胞质中，靠近N端处有CAMP依赖性蛋白激酶结合位点。在第3与第4跨膜区之间有一位于细胞外的环状部分，是N-连接的糖基化位点 2，主要作用为重摄取突触间隙中的5-HT,在数量、时间上对5-HT的神经传递进行精细调控，是SSRIs的作用靶点。目前发现编码SLC6A4主要有以下三种多态性：（1）一种是罕见的第763位碱基C与A的置换（C763A多态性），目前对该位点的功能了解不多。（2）第2内含子区上的一个由17个碱基对的核心序列重
5、复单位，分别重复等位基因9，10，或12（Stin2.9, Stin2.10, Stin2.12）而形成的一个可变数目串联重复(Variable number tandem repeat,VNTR)多态性 3, 4。该基因第2内含子区5-HTT-VNTR多态性位点的功能目前尚不十分清楚 5，虽有证据显示这个多态性是小鼠内5-HTT的转录调节因子，Stin2.12与较高的转录水平相关联，但还需进一步的工作来确定5-HTT-VNTR功能意义。（3）5端启动子区域上的5-HTT基因连锁启动区域（5-HTTLPR）多态基金项目:甘肃省科技厅创新引导计划 2 应用技术研究与开发专项计划项目(No. 07
6、09 TC YA050)作者简介:柳文华,（1982）,女（汉族）,河南开封,在读研究生。mail :通讯作者:张兰,教授,硕士生导师。研究方向：抑郁症的分子生物学研究。Email : zhl2526 163. com性 4, 6，是一个44bp碱基片段的插入缺失，位于5-HTT蛋白基因5端转录启动部位上游约1kb处，富含GC碱基，主要有两种等位基因，即14（S）或16（L）个22bp的重复序列组成的等位基因。研究表明人类5-HTT基因的转录活动可以由5-HTT基因启动子区的5-HTTLPR多态性调控，并且此多态性的两种等位基因对转录的调控是有差别的，即5-HTTLPR是具有功能差异的多态性.
7、2.情感障碍 1996年，Lesch等从德国本土有焦虑相关人格特征的人中提取5-HTT，首次研究发现在5-HTT转录启动子区域某个碱基片段插入/缺失的多态性影响了5-HTT的功能，构成S和L两个等位基因，并用淋巴细胞株培养的方法探讨了5-HTTLPR多态性与5-HTT功能的关系。结果显示：S等位基因同5-HTT的低活性相关，L等位基因同5-HTT的高活性相关。1996年，Collier 首次提供了5-HTTLPR基因多态性与抑郁症相关的证据 7：对来自欧洲三个中心454例单、双相情感障碍患者和570例健康对照者的5-HTTLPR进行研究。发现情感障碍患者组的低转录活性S等位基因频率高于正常对照
8、组（伦敦，50%:45%;米兰，45%:43%,乌兹别克47%:40%），情感障碍患者低转录活性SS基因型的频率也比正常对照组高。在大多数研究中，5-HTT基因多态性阳性结果显示5-HTTLPR中的S等位基因与VNTR中的Stin2.12是情感性障碍的易感遗传突变因子。这些相关与反复观察到的情感性障碍患者及其健康的的第一代亲属中的5-HTT功能减弱是一致的。但也有不一致的结论。2.1 单相抑郁症 （unipolar depression UPAD） 很多研究表明抑郁症可能与SLC6A4基因多态性有关。Noskova TG等人采用PCR RFLP方法，得出SLC6A4基因的Stin2.10/10
9、基因型增加俄罗斯人单相抑郁发病的风险，相反，基因型12/10是发病低风险的指标 8。宋亚静等研究我国汉族UPAD患者结论为5-HTTLPR的S等位基因可能是抑郁症的危险基因，特别是携带S等位基因的女性，SS型可能是抑郁症易感基因型 9。与5-HTTLPR的L等位基因是抑郁症的保护因子，S等位基因是抑郁症的危险因子的结论一致。Kiyohara C等人的meta-analysis得出SS基因型与高加索人群患MD风险增高有关，而与亚洲人无明显相关 10的结论与之相反。Furlong RA等对高加索人中的情感障碍进行5-HTT多态性的分析，无论是将情感障碍病人统一分析还是将其分为单相和双相情感障碍，都
10、未发现5-HTTLPR多态性与单相抑郁症有明显的相关性 11。2.2 双相抑郁症 多个独立的报道示双相情感障碍与第2内含子VNTR中的Stin2.12有关联。印度的50个双相患者与同种族的50个对照组之间，中国汉族的137个患者与其匹配的362个对照组之间， Alaerts M等人 12对瑞典北部254例双相患者和364例独立样本的研究结果均与之不一致。有两组独立的大样本研究显示5-HTTLPR的S等位基因与双相性情感障碍有关联，但也有相反的报道。而Meta分析，提示这两者之间存在关联。更多的证据支持5-HT转运体基因多态性和双相性情感障碍之间存在关联，有两个家系研究单倍体分析包含至少两处标记
11、。这个方法显示双相情感障碍与包含S等位基因的单倍体的关联有意义 13。Belliver F等 14认为SLC6A4基因的两种多态性和双相障碍的不同亚型有关联，因而用样本的基因异质性来解释两种标记得到不一致结果就称为可能。5-HTTLPR的S等位基因与双相情感障碍的发病年龄相关，它支持了双相情感障碍的表现型与基因型之间存在异质性的结论。2.3 季节性情感障碍（SAD）SAD是Rosenthal于1984年首先提出的。Willeit M等人 15对SAD基因多态性分析研究中，发现5-HTTLPR多态性基因型的分布和等位基因的频率与抑郁症的亚型密切相关。L等位基因在忧郁型抑郁症中具有优势，而在非典型
12、抑郁症中却以S等位基因占主要优势。另有研究报道了236例健康的样本中，神经症和季节性情感障碍均与5-HTTLPR的L等位基因相关，但也有相反的报道。有关SAD的相关报道并不太多，有关5-HTTLPR与SAD的关联研究报道的不一致可能是由于基因的异质性及研究中小样本量而致的阴性结果.所以还有待于进一步研究。2.4 与抗抑郁药疗效的相关研究 有报道L等位基因与SSRIs(氟伏沙明、帕罗西汀)治疗抑郁症的反应性相关，且L等位基因对SSRIs疗效更好，这个结果得到我国宋亚静等人的重复 9。Kim等在120例抑郁症患者中发现，S等位基因与SSRIs(氟伏沙明、帕罗西汀)的治疗效果有关，并且还发现抗抑郁药
13、的反应与VNTR中的Stin2.12有关联。Arias B等研究用西酞普兰治疗抑郁症患者得出5-HTTLPR的SS基因型与治疗12周无效相关，且无效的危险性比携带5-HTTLPR其他基因型高3倍。Yoshimura R等人 16研究得出用帕罗西汀治疗4周的抑郁症患者，血浆浓度高但与L型（LL，L/S）或S型（S / S）等位基因无关，但8周的治疗反应将与血浆浓度和5-HTT的L/ S基因型均无关。Huezo-Diaz P等人 17研究795抑郁症患者得出SSRIs的疗效与性别和5-HTT基因5端多态性的调制有关。因此我们可以了解SSRIs的起效的因素相当复杂，除基因外，还与其他因素相关。5-H
14、TT是许多抗抑郁药的分子作用靶点，编码该蛋白的SLC6A4与SSRIs疗效相关。Mrazek DA等人 18用西酞普兰治疗非白裔西班牙成年抑郁症患者的研究与之结论一致。Kraft JB等 19 通过1914例样本的研究重复了这一结论，但对既往报道的与SSRIs应答相关的两种单核苷酸多态性的基因进行分型及单倍体分析，结果却不存在相关性。故可能MD患者与SSRIs应答相关的DNA变异并不在SLC6A4基因上，我们还应继续寻找与SSRIs应答相关的其他DNA变异。Hu XZ等 20研究得出SLC6A4的L等位基因与西酞普兰的副作用相关。但尚无重复性研究。有学者提出，应用临床及功能性神经影像学检查，将
15、会阐明5-HTT基因的作用，以及它是如何影响抗抑郁药的正常和异常药理反应。美国Savitz JB等人用MRI或PET的方法来检查MD患者得出SLC6A4多态性的研究。但这一领域面临着表型和病因的异质性，技术的限制，混淆药物的影响及非疾病有关的个体间脑功能和形态的差异的挑战 21。3.自杀性行为 现代生物精神病学研究包括生化研究尸体解剖及神经影像学大都发现5-HT功能的改变与自杀行为有密切相关，即5-HT能神经递质的浓度降低与自杀行为不是与原发精神障碍的诊断相关；在暴力自杀的患者中也得到证实，因而自杀性行为也是5-HT转运体基因多态性的一个重要侯选表现型。但迄今为止，尚未得到一致的结论。近来，在
16、一项5-HTTLPR与重症抑郁症自杀观念的关系研究中， Lin and Tsai发现在同样诊断的患者中，有自杀企图者具有更高频率的S等位基因。Baca and Garcia(2005)在西班牙人群中的初步研究也证实了这一结论。这与宋亚静（2008）等人 9的研究结果相一致即S等位基因与自杀的可能相关，SS基因型人群可能是自杀的易感人群，SS型重度抑郁患者更容易自杀结果一致。Bellivier和 Seqal J等分别重复了上述结论。但Galina（2006）在WHO公布的高自杀率地区斯洛文尼亚人群和Lopez de（2006）在加拿大106名抑郁症有自杀行为者和152例抑郁症对照者研究及Mann
17、（2000）等对抑郁症自杀者进行脑组织尸检结果均显示二者之间无关联。Bah J等人的研究对SLC6A4的两个多态性进行了评估得出无干预下的自杀企图与5-HTTLPR 的S等位基因和STin2.12有关联。Lopez de Lara C等人 22研究结论为STin2变异可能与家族聚集性自杀行为有关，至少部分是相关的。Li D等 23的meta分析，发现5-HTTLPR的S等位基因与自杀行为有关，Lin and Tsai与之结论相反。上述结果至少提示5-HTTLPR多态性与暴力性自杀行为之间有关联，但5-HTTLPR如何影响自杀行为的易感性至今仍不太清楚。4.评价注意点在评价 5-HTT基因多态性
18、和相关关联结果时，需综合考虑：种族间基因的异质性。种族偏移是基因相关研究中的主要偏移来源。因不同种族间 5-HTTLPR等位基因出现频率存在相当大的差异，如，S 等位基因在非拉丁美洲裔白人中的出现率为 0.41，与太平洋岛屿亚洲裔人（0.64）、拉丁美洲裔（0.56）、非洲裔美国人（0.35）等有相当大的差别。这种差别增加了假阳性与假阴性的结果。样本大小与效力估计。因几种基因和非基因易感性因素的相互作用，基因的易感性因素可能会起到调节的作用，样本的多少可能会影响研究结果。如果在大样本（至少 200个研究对象）研究中出现阴性结果才能考虑接受。分组选择标准偏移。病例组和对照组分组标准的差异也会导致
19、结果的不一致性。研究设计方法（如转运不平衡试验、病例/对照、多标记单倍体试验）的差异。精神疾病诊断标准不同。环境的异质性。5.小结总之，在调节机体复杂行为时脑内5-HT起着重要的作用，其稳态失调后可能导致多种精神疾病。目前有关5-HTT基因多态性在行为表现型的研究方面得到了比较一致的结果，阐明了这个多态性与几种常见精神障碍相关，既是易感因子又是影响临床表达的因素，尤其是5-HTT功能低下者的S等位基因与临床表现的严重程度相关，包括情感障碍的易感性、暴力行为的发生及抗抑郁药的疗效差。总之，有关基因关联研究结果的不一致性，可能由于种族不同而致基因异质性长期共存，并且在特殊的一些人群中可能存在着特殊
20、的基因易感性因素。精神疾病是多基因疾患，并且疾病的发生本来就是遗传与环境因素的共同作用的结果，且环境的可变性更大，所以在以后的研究中，结果的分析更要考虑到环境因素的影响。另外，有关5-HTT基因功能还有很多疑问，比如该基因第2内含子区域5-HTT-VNTR多态性的功能， 5-HTTLPR在自杀遗传学中的确切作用等。今后我们还应在这方面和抗抑郁药的作用机理及疗效等方面努力。6.参考文献1 Lesch KP, Gutknecht L. Pharmacogenetics of the serotonin transporterJ. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psy
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