Биомаркеры в психиатрии

    Современные биохимические исследования и нейровизуализация привели к революциюи в  понимании биологических основ психических расстройств. В сочетании с расширением вычислительных методов и ресурсов для обработки «больших данных»,  процедуры нейровизуализации облегчают нерадиоактивные, неинвазивные исследования  аберраций мозга in vivo у пациентов с психическими расстройствами. Эти методы пытаются профилировать «панораму» патологического мозга, включая структурные, функциональные , гемодинамические, нейрохимические и др. аспекты.  На наших глазах рождается новая наука, изучающая  нарушения нейронных сетей при психоневрологических расстройствах - патоконнектомика.  Наряду с прогрессом в исследованиях нейровизуализации, мы также являемся свидетелями прогресса и  в молекулярной биологии, включающей геномику, транкриптомику , протеомику и ряд других смежных областей.  Среди таких достижений следует отметить возможность использования «моделей стволовых клеток» для характеристики сложных патогенетических взаимодействий, лежащих в основе генеза  психических расстройств. 

      При болезни Альцгеймера современные исследования показывают, что около 8 биохимических показателей  (амилоидные белки и их предшественники А-бета или тау-белки) или процедуры визуализации мозга (передовые методы структурной / функциональной / нейрохимической визуализации) рассматриваются в качестве потенциальных биомаркеров.   Тем не менее, здесь нет ни одного, который мог бы претендовать на «строгое» определение биомаркера.  Отметим, что  снижение уровня фосфолипидов в плазме может быть полезным для точного прогнозирования развития деменции при болезни Альцгеймера в течение 2 лет.

      При аутизме есть  данные о потенциальных биомаркерах, которые включают показатели митохондриальной функции, окислительного стресса, иммунной системы или определенных кластеров генов, однако, клинически биомаркер еще не идентифицирован.

      Для создания последовательной и конвергентной базы фактических данных о биологических отклонениях в конкретном психоневрологическом расстройстве необходимо иметь стабильный набор критериев, который определяет диагноз. К сожалению, психиатрические нозологические системы претерпевали постоянные изменения.  Таким образом, психиатрия оказалась в незавидном положении, то есть, с одной стороны, существующие классификационные системы специально не предназначены для того, чтобы идентифицировать  биологические маркеры, а с другой стороны, несмотря на огромное количество биологических исследований, клинически востребованная  альтернативная система, основанная на надежных нейробиологических показателях, еще не разработана. Для решения этих проблем в качестве альтернативы были предложены "критерии предметной области" (RDoC) с целью «разработки для исследовательских целей новых способов классификации психических расстройств на основе измерений наблюдаемого поведения и нейробиологических мер». 

      Некоторые из общих методологических ограничений  исследований, в которых изучаются биологические основы психических расстройств, включают использование небольших размеров выборки, частое отсутствие репликации, использование одного параметра модальности (в отличие от нескольких модальностей), одного биомаркера малых эффектов и др.  Предлагаемые альтернативы для устранения этих  ограничений включают исследования , проведенные на нескольких площадках, обмен данными, исследования многомодальной визуализации, исследования многомерных биомаркеров, использование «атомных» данных (таких как данные по всему геному, данные о транскриптоме и протеоме) и алгоритмы классификации паттернов. Одним из  ограничений в изучении психических расстройств является сложность тестирования или разработки моделей на животных для сложных, многомерных психопатологических синдромов с многофакторной причиной. 

       В современных условиях аберрации нейротрансмиттеров в генезе психиатрических расстройств  продолжают оставаться одной из основополагающих исследовательских парадигм. Например, глутаматергическая, а также гамкэргическая дисфункция считаются важной «горячей точкой» в биологической психиатрии с перспективными патогенетическими и потенциально эффективными методами лечения шизофрении. Однако,  все чаще обнаруживается, что эти нейротрансмиттерные взаимодействия являются слишком сложными с точки зрения их взаимодействия с другими нейротрансмиттерными системами (в данном контексте шизофрении - дофамином) с некоторыми другими биологическими системами, включающими нейротрофические факторы (такие как нейротрофический фактор, происходящий из мозга, фактор роста нервов и др. ), а также иммунные параметры. 

    Отметим, что большинство исследований в психиатрии были «редукционистскими», в том смысле, что они проводились  в надежде на то, что единичная область / цепь мозга или определенный ген или конкретный нейротрансмиттер могут иметь отношение к какому-либо конкретному психическому расстройству.

    Парадигма системной биологии облегчает анализ взаимосвязей в биологической системе для выяснения взаимодействия между различными компонентами этой системы. Например, исследования, в которых изучались шизофрения и биполярное расстройство, выявили 3 генетических компонента, включающие множество генов, опосредующих нейрофизиологические аберрации, что измеряется потенциальными субкомпонентными аномалиями при шизофрении и психотическим биполярным расстройством. Эти наблюдения позволяют предположить возможную полигенную структуру, включающую гены, влияющие на ключевые процессы развития нервной системы, нервную систему и функцию мозга, опосредующие биологические пути, вероятно связанные с психозом.  В результате комплексного анализа данных об ассоциации всего генома, связанных с шизофренией, большой депрессией и биполярным расстройством, было выявлено несколько перекрывающихся, а также дифференцирующих путей, которые включают метилирование гистонов, иммунную и нейронную передачу сигналов (подгруппа анализа сети и путей анализа Консорциума психиатрической геномики). Аналогичным образом, при аутизме при анализе генно-онтологического обогащения были обнаружены наборы генов, участвующих в разнообразных биологических процессах, включая метаболизм пирувата, активацию фактора транскрипции, передачу сигналов клетки и регуляцию клеточного цикла. Вероятно, и в дальнейшем ,  следует применять надежные принципы системной биологии путем объединения математических моделей с экспериментальной молекулярной информацией, полученной из исследований, основанных на моделях in silico, in vivo и in vitro, с высокопроизводительными наборами данных, полученными с помощью передовых методов, которые включают геномика, протеомика, метаболомика и транскриптомика  в контексте клинических проявлений, а также потенциальных эпигенетических факторов, которые картируют взаимодействия генов с окружающей средой. 

    Сегодня, по - прежнему,  основным препятствием на пути выделения  биомаркеров в психиатрии является опора на категории, выделенные  на основе симптомов для валидации любого предполагаемого биомаркера. По аналогии, если бы мы классифицировали пациентов с болью в груди с теми, у кого был кашель  , и хотели протестировать последний тест (например, повышение фермента), эти исследования  бы ни к чему не привели. Альтернативно, если мы проверили, различались ли уровни ферментов между изменениями ЭКГ по сравнению с изменениями сегмента ST и без них, мы с большей вероятностью увидели бы клинически значимое различие. Этот подход, который можно назвать «стратифицированной психиатрией», хорошо зарекомендовал себя в остальной медицине.

Категория сообщения в блог: 

Добавить отзыв