作者：黃辛 邊欣月發(fā)布日期：2019-01-17

　　青春期的大腦發(fā)育異常是否會埋下成年后罹患精神分裂癥的“種子”，如何發(fā)現(xiàn)這顆隱匿的種子？ 復(fù)旦大學類腦智能科學與技術(shù)研究院馮建峰團隊對來自英美等6個國家20余所研究機構(gòu)的超過1萬例影像遺傳學數(shù)據(jù)進行計算分析，通過全腦全基因組范圍的“廣泛搜索”，研究發(fā)現(xiàn)與青春期大腦殼核體積最為相關(guān)的基因位點同時也是精神分裂癥的風險位點。

　　1月17日（北京時間）凌晨,這一研究成果發(fā)表于《美國醫(yī)學會雜志·精神病學卷》。

　　曾有關(guān)于精神分裂癥的神經(jīng)發(fā)育障礙假說認為，大腦在青春期及成年早期進行神經(jīng)突觸修剪等過程中，遺傳和環(huán)境共同造成的神經(jīng)系統(tǒng)缺陷暴露，導(dǎo)致成年后精神癥狀致病風險增高。

　　“這項研究證明青春期大腦殼核體積異常和精神分裂癥致病風險高度相關(guān)。”馮建峰教授表示，該發(fā)現(xiàn)有望幫助科學家揭示精神分裂癥發(fā)病機制，為臨床癥狀出現(xiàn)之前的超前干預(yù)研究提供新思路。

　　精神疾病防治是當今世界各國面臨的共同難題。據(jù)報道，在中國精神疾病已經(jīng)超過心腦血管疾病和惡性腫瘤，成為醫(yī)療體系的最大負擔。但全球范圍內(nèi)，針對精神疾病發(fā)病機制的研究進展緩慢。此前，有研究積累了全世界范圍內(nèi)2萬多例腦影像和基因數(shù)據(jù)，也未找到任何與大腦結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的精神疾病風險基因位點。

　　“這項研究的難點主要在于大腦在不同年齡受不同遺傳信息影響，此前的研究未嚴格控制這一混雜因素，導(dǎo)致重要的遺傳信號被淹沒。”論文第一作者、復(fù)旦大學類腦智能科學與技術(shù)研究院青年副研究員羅強在接受《中國科學報》記者采訪時說，圍繞這一研究關(guān)鍵點，經(jīng)過3年的集中攻關(guān)，選取了14歲健康青少年腦結(jié)構(gòu)影像數(shù)據(jù)，同時突破了傳統(tǒng)的解剖學腦區(qū)劃分限制，在全腦全基因組范圍內(nèi)開展無偏的探索性研究，首次找到了青少年大腦結(jié)構(gòu)與基因位點之間最為顯著的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

　　同時，針對該結(jié)果，研究人員進一步開展了孟德爾隨機化分析，發(fā)現(xiàn)了一條基因-大腦-精神分裂癥的新通路：鋅轉(zhuǎn)運體SLC39A8基因rs13107325位點單核苷酸多態(tài)性的風險等位基因干擾青春期大腦殼核的正常發(fā)育，進而增加成年后患精神分裂癥的風險。

　　據(jù)悉，這項研究面臨的另一個難題是，課題組運用的全腦體素-全基因組關(guān)聯(lián)分析方法使相關(guān)計算量激增至此前的四萬倍，對計算能力提出了很大的挑戰(zhàn)。針對這一難題，研究人員通過算法改進，將計算效率提高了上萬倍，在不到一百個小時內(nèi)完成了1600萬次關(guān)聯(lián)分析。

　　“這項研究的突破主要基于對來自全球范圍的多中心影像遺傳學數(shù)據(jù)進行計算分析，這些全維度標準化大數(shù)據(jù)的獲取，得益于多年來我們在全世界范圍內(nèi)深入開展的國際合作研究。” 馮建峰特別強調(diào)。

　　據(jù)悉，由馮建峰領(lǐng)銜的復(fù)旦大學類腦智能科學與技術(shù)研究院已分別與英國Biobank、美國HCP、 ADNI、 ABCD等世界上最大規(guī)模腦數(shù)據(jù)研究機構(gòu)展開深度合作，致力于整合構(gòu)建世界上最大的多模態(tài)多尺度腦科學數(shù)據(jù)庫。并以計算神經(jīng)科學為橋梁，利用與發(fā)展模式識別、深度算法等類腦智能方法，開展大腦機制、腦疾病致病機理解析等相關(guān)領(lǐng)域的研究。

來源：科學網(wǎng)