新的研究发现，来自干细胞的神经元可以预测精神分裂症患者的精神病和认知缺陷

这一发现为个性化治疗打开了大门，有可能在精神病首次发作之前预测精神分裂症的发病和症状的严重程度。

　　

研究人员首次利用人类干细胞产生的神经元来预测精神疾病的基本特征，这一突破性进展为精神疾病的早期诊断和更好的治疗带来了巨大的希望。比如精神分裂症患者的精神病和认知缺陷。

PNAS公布的一项研究表明,精神分裂症患者的临床症状可以通过神经元的活性预测来自患者自身的干细胞。

这种细胞生理学与错觉、幻觉和认知改变等症状之间的联系，以前从未被发现过。也就是说，没有其他的研究表明，从病人的干细胞中提取的神经模型与同一个人的精神疾病的临床相关特征之间存在强烈的联系。

“这些令人兴奋的结果建立了我们对用患者来源的干细胞建模精神分裂症的有效性的信心，”布莱迪J. Maher博士说，他是利伯研究所的研究员，领导了这项研究。“它们打开了个性化医疗的大门，使人们有可能在某人患上精神分裂症之前预测症状的严重程度——早在病人首次精神病发作之前。”

仅在美国，就有大约350万人患有精神分裂症，这是一种使人衰弱的脑部疾病。精神分裂症患者会产生妄想和幻觉。认知功能障碍——包括记忆力差和执行功能下降——也是这种疾病的核心特征。精神分裂症和精神病行动联盟(schizophrenia & Psychosis Action Alliance)最近的一份报告显示，在所有精神疾病中，精神分裂症的成本最高，在2020年造成了美国2816亿美元的损失。

Maher和他的团队克服了使用干细胞研究大脑疾病的研究人员面临的一个基本挑战。

科学家们已经能够使用干细胞模型来模拟人体许多器官的活动和分子特性。这些模型可以在培养皿中再现这些器官发病的过程。例如，阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s disease)的细胞可以发展成神经纤维缠结的特征性病理。细胞也可以吸收异常的蛋白质沉积，称为路易小体，与痴呆症和帕金森氏症有关。

但对于精神疾病，如精神分裂症或抑郁症，并没有特定的生物学特征来区分健康的脑细胞和患病的脑细胞。“没有一个明显的异常来识别一个细胞是否来自精神分裂症患者，就没有明显的途径来确认任何异常就是罪魁祸首，”丹尼尔·r·温伯格医学博士说，他是利伯研究所的首席执行官和主任，也是这项研究的合著者。“已经有几份关于精神分裂症捐赠者干细胞来源的异常神经元的报告，但不可能知道这些异常是否能解释疾病的任何方面，也不知道它们是巧合还是无关的。”

因此，LIBD团队做了一些独特的事情，温伯格说。他们在精神分裂症患者的神经细胞中发现了离子通道(一种调节大脑电活动的蛋白质)的功能与正常个体的差异。他们观察到这些通道异常地打开和关闭，改变了电活动的时间——这是预测精神分裂症基本症状的证据。

这项研究的主要作者Stephanie Page解释说:“我们研究了干细胞来源的神经元的生理特征，并确定了哪些神经元预测了实际患者(活体细胞供体)的有意义的临床特征。”我们在捐献者身上发现了一种与精神病程度相关的细胞活动模式。我们发现了另一种活动模式，它几乎绝对准确地预测了捐赠者的认知障碍程度。这些临床特征、精神病症状和认知缺陷是精神分裂症的主要表现。”

Maher说:“当我们运行这些数据时，我们真的很惊讶地看到了细胞生理学和精神分裂症症状之间的紧密联系。”“尽管我们相信干细胞衍生模型的翻译潜力，但我们无法想象，这些细胞在培养皿中的活动能够如此准确地预测捐献者的复杂行为。”

这项研究的参与者主要是年轻的成年志愿者——其中13人有患精神分裂症的高基因组风险和临床诊断，还有15名神经正常的低风险个体。通过获得医学、精神病学和神经病学病史、体格检查、发育史、核磁共振扫描和全基因组基因分型，对受试者进行了广泛的筛选。

理查·斯特劳布博士，LIBD资深研究科学家，他处理了临床和认知功能数据，说有两件事使这项研究与众不同。首先，细胞的选择是基于精神分裂症整体基因组风险的差异。

这项研究的第二个特点是，研究人员可以获得的临床细节几乎是前所未有的不仅仅是诊断信息和参与者在认知测试中的表现，还有其他所谓的“深层表型”，比如他们抽了多少烟(吸烟在精神分裂症患者中很常见)，他们服用了什么药物，以及他们的症状模式等细节。其他对干细胞进行研究的精神分裂症研究只有关于样本的最基本的临床数据——一个人是否患有精神分裂症。但是，丰富的数据给了LIBD研究人员独特的能力——在进行了广泛而严格的临床表征和认知表现测试之后——清楚地辨别病人的细胞系是如何与他们的症状相匹配的。

温伯格和他的同事说，他们乐观地认为，这一独一无二的研究结果可能为治疗这种大脑疾病开辟新的途径。对于这种疾病，治疗进展已经停滞多年。虽然现有的治疗精神分裂症的药物可以抑制妄想和幻觉，但它们并不能解决认知问题或触及根本原因。温伯格说:“从活体实验对象中获得一个基本的实验室细胞模型，可以预测他们个人明显疾病的严重程度，这是发现新治疗方法的一个潜在的巨大机遇。”

“目前对精神分裂症的治疗只针对精神病的症状，如幻觉和妄想，”布雷迪说。“针对认知缺陷的治疗完全缺乏。我们的研究是开发精神分裂症认知疗法的第一步，这种疗法可以治疗这些负面症状。这将大大减轻这些病人和他们的家人的痛苦。它还可以帮助精神分裂症患者过上更有成效的生活。”

 

Article Title

Electrophysiological measures from human iPSC-derived neurons are associated with schizophrenia clinical status and predict individual cognitive performance