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研究目的: 精神分裂症是一种常见的多因素重性精神疾病,其发病率在全世界范围内约1%。专家认为它可能是遗传因素和环境因素共同作用的结果,但确切的发病机制至今不明。目前,精神分裂症最有效的治疗方法为长程、甚至终身服用抗精神病药物控制症状和预防复发。临床上,虽然药物治疗在短期内可取得较好的疗效,而相当部分的患者会在长程治疗中由于缺乏疗效或无法耐受而终止治疗。研究表明,精神分裂症患者中,与代谢相关的疾病如肥胖、糖尿病、高血压、高血脂的发生率显著高于普通人群,这提示精神分裂症可能不仅仅是一种中枢神经系统的疾病,更可能是全身系统性疾病。因此,我们推测应用系统生物学的方法能够更全面地探究精神分裂症的发病机制和药物治疗效应。 本研究采用基于超高效液相色谱—质谱联用(Ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS)的代谢组学技术从系统生物学角度探索与精神分裂症发生、发展以及药物治疗可能相关的分子标记物,为临床上精神分裂症的病因探索、早期诊断和个体化治疗提供生物学依据。 方法: 以符合精神障碍诊断和统计手册第四版修订版(The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,Fourth Edition,text revision,DSM-IV-TR)首发精神分裂症的服用新型抗精神病药物奥氮平治疗的15例女性急性期住院患者为病例组,招募人口学资料(如:身高、体重、年龄、种族等)与患者相匹配的15例女性健康志愿者为对照组。采用基于UPLC-MS的代谢组学技术开展以下研究: (1)采用UPLC-MS技术对女性首发精神分裂症患者在治疗前和健康人群的血浆代谢组进行全扫描,比较两者是否存在差异; (2)利用代谢组学的多元统计方法对患者和健康人群的血浆代谢物轮廓进行分析,筛选精神分裂症可能的代谢标记物; (3)采用阴性和阳性症状量表(postive and negative syndrome scal,PANSS)对患者经抗精神病药奥氮平治疗4周前后的症状进行评估,分析治疗前后患者血浆差异性代谢物的变化,探索与奥氮平治疗疗效可能有关的代谢标记物。 结果: (1)患者经过4周奥氮平的治疗,无脱落,均获得了“治疗有效”的结果(PANSS量表的减分率均≧50%)。和基线相比,治疗后患者在PANSS量表的总分、阳性症状和一般病理症状分量表分上均显著改善(p<0.01),而阴性症状分量表分上改善不明显(p>0.05)。与基线相比,4周末患者低密度脂蛋白有显著上升,差异具有统计学意义(p<0.05),体重、身高体重指数、空腹血糖、胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白治疗前后无显著性差异(p>0.05)。 (2)与对照组相比,病例组治疗前血浆代谢物产生了明显变化,发现了可能与疾病相关的13个差异性代谢产物,分别是L-亮氨酸、植物鞘氨醇、L-蛋氨酸、3,4,5-三甲氧基肉桂酸、柠苹酸、N-乙酰谷氨酸、溶血性磷脂酰胆碱(20:3)、溶血性磷脂酰胆碱(14:0)、2-氧代戊酸、O-乙酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、2-羟基戊酸、磷脂酰丝氨酸。 (3)经抗精神病药奥氮平治疗后,精神症状改善的同时,病例组代谢物轮廓向对照组靠拢,13个代谢产物中有8个发生了明显改变,分别是植物鞘氨醇、L-蛋氨酸、溶血磷脂酰胆碱(20:3)、溶血性磷脂酰胆碱(14:0)、N-乙酰谷氨酸、2-氧代戊酸、O-乙酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺。 结论: (1)基于UPLC-MS的代谢组学研究方法可用于精神分裂症血浆代谢标记物的测定。 (2)女性首发精神分裂症患者的血浆代谢组与健康人群存在显著差异。 (3)通过UPLC-MS的代谢组学研究,发现了13个差异性代谢物,这些代谢物提示女性首发精神分裂症患者存在氨基酸代谢和脂质代谢的紊乱。 (4)经抗精神病药奥氮平4周治疗后,精神症状改善的同时,8个代谢物的紊乱得到显著回调,推测与奥氮平治疗疗效有关。