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背景精神分裂症的病因不明,遗传因素是重要的病因之一,研究显示哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路在中枢神经系统发育和突触可塑性中起着重要作用,也在抗精神病药物作用过程中发挥作用,因此本研究用遗传学方法探索mTOR信号通路基因在精神分裂症的病因和治疗中的作用。目的本研究以mTOR通路中的VEGFA、PTEN、TSC1、TSC2为候选基因,探索这些基因上的标签SNPs是否单独或联合地影响精神分裂症的发生,同时,检测mTOR信号通路中的基因PTEN、TSC1、TSC2、AKT1、mTOR、P70S6K的mRNA表达水平,从基因多态、基因表达方面探讨mTOR信号通路基因与精神分裂症易感性的关系,探索基因多态性与抗精神病药物治疗效应的关系。方法1.在VEGFA、PTEN、TSC1、TSC2上挑选标签SNPs,采用Taqman探针法和SNaPshot技术对1034例精神分裂症患者和1339例健康对照进行基因分型,比较病例组和对照组间的等位基因、基因型、单体型的分布频率、基因-基因交互作用与精神分裂症患病风险之间的关系。2.用SYBR Green实时定量PCR检测53例精神分裂症患者和53例健康对照外周血中PTEN、TSC1、TSC2、AKT1、mTOR、P70S6K的mRNA表达水平。3.利用MassARRAY iPLEX Gold平台,在268例精神分裂症患者中对PTEN、TSC1、TSC2基因的标签SNP进行基因分型,分别使用阳性和阴性症状量表、辛普森-安格斯量表评估抗精神病药物治疗的有效性和锥体外系症状(extrapyramidal symptoms,EPS),分析基因多态与药物治疗有效性及EPS发生风险的关系。结果1.关联分析(1)共选择20个标签SNPs,3个SNPs(rs10434,rs2299941,rs12569998)不符合Hardy-Weinberg平衡、2个SNPs(rs739441,rs1050700)分型成功率较低而排除,其余15个SNPs(rs699947,rs25648,rs833070,rs3024997,rs3025030,rs3025035,rs532678,rs17562384,rs17107001,rs3761840,rs2809244,rs2074969,rs2074968,rs2072314,rs8063461)纳入关联分析。(2)单位点分析:rs2074969(G>A)的A等位基因频率在病例组中低于对照组(13.1%vs.16.0%)、基因型分布频率在病例组和对照组之间存在差异,rs8063461(G>A)的A等位基因频率高于对照组(18.2%vs 15.4%),基因型分布频率在病例组和对照组之间存在差异,但这些差异经Bonferroni校正后均未达显著性(P<0.05,校正P>0.05)。未发现其余SNPs的等位基因、基因型、单体型频率与精神分裂症患病风险存在相关性(P均大于0.05)。(3)基因-基因交互作用分析:三位点模型(rs8063461(TSC2)-rs2074969(TSC2)-rs532678(PTEN))为最佳模型,携带TSC2-PTEN高危基因型组合的个体发生精神分裂症的相对风险是携带有低危基因型组合个体的1.5246倍(OR=1.5246,95%CI=1.2846-1.8094)。2.基因表达研究(1)P70S6K的mRNA表达量在病例组中低于对照组,经Bonferroni校正后差异未达显著性(P=0.027,校正P=0.162),其余基因的mRNA表达水平在精神分裂症患者和健康对照组间无显著性差异(P均大于0.05)。(2)携带rs2074969-A等位基因的精神分裂症患者外周血中TSC2的mRNA表达量显著低于GG基因型患者(P=0.004)。3.药物基因组学研究(1)总样本:未发现各SNP与治疗有效性、EPS发生风险有显著相关性(P均大于0.05)。病程对治疗有效性有显著性影响(B=-0.077,P=0.002),与无效组相比,有效组病程较短(6.77±7.38年vs.11.43±10.63年)。药物剂量与抗精神病药物治疗后出现EPS相关(B=-0.329,P=0.023),有EPS组的药物剂量(转换为利培酮)较低(4.03±1.38mg vs.4.55±1.53mg)。(2)亚组分析(利培酮/帕利哌酮样本):未发现单个SNP与药物治疗有效性相关(P均大于0.05)。rs12569998(PTEN)-rs3761840(TSC1)两位点模型为最佳多位点模型,携带该模型相应基因型组合的患者治疗有效的可能性更大(P<0.0001,OR=3.9691,95%CI=1.9609-8.0339)。rs17107001(PTEN)的T携带者(GT+TT)在EPS组的频率显著低于无EPS组(P=0.041)。rs2074968(TSC2)-rs532678(PTEN)-rs3761840(TSC1)三位点模型为最佳模型,携带危险基因型组合的患者发生EPS的风险显著增高(P<0.0001,OR=6.0786,95%CI=2.3998-15.3969)。结论1.未发现mTOR信号通路基因VEGFA、PTEN、TSC1、TSC2的单个标签SNP与精神分裂症易感性存在显著相关性。TSC2-PTEN交互作用显著增加精神分裂症的患病风险。携带rs2074969-A等位基因的精神分裂症患者TSC2基因表达显著降低。2.PTEN-TSC1交互作用与抗精神病药物利培酮/帕利哌酮治疗的有效性相关,TSC1-PTEN-TSC2交互作用与利培酮/帕利哌酮治疗后出现EPS有关。