6个月使用SSRI（选择性5-羟色胺再摄取抑制剂）对血液中DNA甲基化和基因表达的影响

本研究通过STEP临床试验，评估6个月氟西汀治疗对超高风险精神障碍人群外周血DNA甲基化和基因表达的影响。发现4个显著甲基化CpG位点（cg26253898、cg09719563、cg22216017、cg26017656），涉及葡萄糖代谢基因GCG、COL23A1及炎症相关基因PEG10和MFGE8，但未检测到差异表达基因。提示SSRI可能通过甲基化介导的间接机制调节炎症和突触重塑，需扩大样本验证。

　　

劳伦·F·巴克（Lauren F. Barker）|艾伦·F·麦克雷（Allan F McRae）|霍克·潘·袁（Hok Pan Yuen）|安贾莉·K·亨德斯（Anjali K Henders）|莉安·M·华莱士（Leanne M Wallace）|田琳（Tian Lin）|埃拉·戴维森（Ella Davyson）|克里斯蒂娜·法苏利奥蒂斯（Christina Phassouliotis）|杰西卡·斯帕克（Jessica Spark）|梅丽莎·克尔（Melissa Kerr）|雷贝卡·斯特里特（Rebekah Street）|恩达·M·伯恩（Enda M Byrne）|G·保罗·阿明格（G.Paul Amminger）|巴纳比·纳尔逊（Barnaby Nelson）|娜奥米·R·雷（Naomi R. Wray）|帕特里克·D·麦戈里（Patrick D McGorry）

澳大利亚昆士兰州圣卢西亚市昆士兰大学分子生物科学研究所

摘要

背景

选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）被推荐作为治疗重度抑郁症的一线药物，因为与其他抗抑郁药相比，它们具有更高的耐受性和更低的不良反应风险。SSRIs减轻抑郁症状的机制尚未完全明了，但据推测包括对5-羟色胺信号传导和突触重塑的直接影响，以及对炎症的间接影响。

血液中可能检测到SSRIs的间接或脱靶效应，可以通过全甲基组（methylome）和全转录组（transcriptome）分析方法进行研究。

方法

“早期精神病分期治疗”（Staged Treatment in Early Psychosis, STEP）临床试验是一项为期6个月的随机对照试验，研究对象是精神病高风险人群。该试验评估了SSRI氟西汀（fluoxetine）的效果。研究人员对6个月期间收集的纵向血液样本进行了全甲基组关联研究（MWAS）和差异表达分析，以识别与长期SSRI暴露相关的DNA甲基化和基因表达变化。

结果

四个甲基化CpG位点（cg26253898、cg09719563、cg22216017、cg26017656）与SSRI暴露显著相关（FDR < 0.1，其中两个CpG的FDR < 0.05），这些位点对应的基因参与葡萄糖代谢、突触重塑和炎症反应（GCG、COL23A1、PEG10、SGCE、MFGE8）。对排名前100个甲基化CpG位点所关联基因的基因集富集分析显示，在动脉、脂肪组织和脾脏组织中存在显著的组织特异性富集现象，此外在“突触后密度”（postsynaptic density）这一GO术语中也发现了相关变化。没有发现差异表达的基因，包括那些与显著甲基化CpG位点相关联的基因。

结论

STEP试验期间长期使用SSRI与DNA甲基化变化相关，这可能部分解释了SSRIs的抗抑郁机制和不良反应。然而，需要在其他人群中重复验证这些发现，以确定这些变化是否具有普遍性。

引言

据估计，一生中约有11%至15%的澳大利亚人会患上重度抑郁症（Malhi等人，2021年；Bromet等人，2011年）。目前抑郁症的治疗方法包括心理疗法（如认知行为疗法）和药物治疗，但即使尝试了多种不同的治疗方法，也只有约67%的患者能够找到适合自己的治疗方案并实现抑郁症状的缓解（Rush等人，2006年）。

尽管所有抗抑郁药物在安慰剂对照试验中都能有效减轻抑郁症状，但由于SSRIs具有更高的耐受性和更低的严重不良反应风险，因此被推荐作为一线治疗药物（Malhi等人，2021年；Lochmann和Richardson，2019年；Malhi等人，2022年；Walker，2013年）。SSRIs通常耐受性良好（Lochmann和Richardson，2019年；Cipriani等人，2018年），且服用SSRIs的患者通常比服用其他类型抗抑郁药（包括MAOIs和TCAs）的患者更持久地坚持治疗（Malhi等人，2022年）。然而，尽管SSRIs的不良反应风险较低，但相对于安慰剂而言仍存在一定的不良反应风险，包括恶心、头晕、失眠、震颤和性功能障碍（Walker，2013年）。

SSRIs影响抑郁症状的主要机制是通过调节5-羟色胺信号传导（Walker，2013年；Stahl，2000年）。SSRIs与5-羟色胺转运蛋白（SERT，也称为5-HTT）高亲和力结合，从而减少5-羟色胺被重新吸收到突触前细胞中，增加其在突触间隙的浓度（Walker，2013年）。尽管这些化合物的选择基于其对SERT的选择性，但它们仍不同程度地与去甲肾上腺素转运蛋白（Owens等人，1997年）结合，并且许多SSRIs还会影响其他神经递质受体，包括胆碱能和肾上腺素能受体（Walker，2013年；Owens等人，1997年）。SSRIs还不同程度地抑制细胞色素P-450酶的活性，增加了与其他药物发生不良相互作用的风险（Lochmann和Richardson，2019年；Hiemke和Hartter，2000年）。

SSRIs的研发基于“单胺假说”，该假说认为抑郁症和抑郁症状是由于一种或多种单胺物质缺乏引起的（Hindmarch，2001年）。这一假说后来受到了质疑和修正（Walker，2013年；Stahl，2000年），部分原因是SSRIs的高无反应率，以及对于有反应的患者来说，SSRIs快速提高细胞外5-羟色胺浓度的效果与改善抑郁症状的效果之间存在时间延迟（Hindmarch，2001年；Lacasse和Leo，2005年）。这使一些人提出，SSRIs改善抑郁症状的机制可能并非直接作用于5-羟色胺转运蛋白，而是通过间接途径，例如对炎症的影响（Lochmann和Richardson，2019年；Hindmarch，2001年；Martensson和Nassberger，1993年）。SSRIs已被证明能抑制炎症细胞因子和特定类型的细胞（Martensson和Nassberger，1993年；Diamond等人，2006年；Taler等人，2007年），甚至在神经炎症模型中也表现出这种作用（Tynan等人，2012年；Czeh和Di Benedetto，2013年）。此外，也有研究表明SSRIs能减轻非精神疾病的炎症（Sacre等人，2010年）。然而，尽管SSRIs的抗炎作用已被证实，但炎症减轻与抑郁症状缓解之间的关系尚不完全清楚，因为炎症的减轻可能独立于抑郁症状的变化而发生（Kohler等人，2018年）。

因此，有必要更好地理解SSRIs的作用机制，以便更好地解释它们如何缓解抑郁症状，并理解其意外和不良反应的原因。DNA甲基化和基因表达可能为此提供线索，因为这两者都高度动态，并且容易受到环境变化的影响，包括药物的影响。此外，由于SSRIs的疗效和不良反应机制尚未完全明了，使用全甲基组和全转录组分析方法有助于发现新的基因和通路。

以往关于SSRIs使用与DNA甲基化关联的分析主要局限于候选基因/区域，或关注抗抑郁药反应者和非反应者之间的甲基化差异（Webb等人，2020年）。这些研究证实了已知或怀疑与SSRIs作用相关的关键基因的甲基化差异，包括编码SERT的SLC6A4基因（Moon等人，2023年）和与突触可塑性密切相关的BDNF基因（Pathak等人，2022年；Martinowich和Lu，2008年）。迄今为止，只有两项关于抗抑郁药暴露的全甲基组关联研究（第二项是第一项研究的扩展）（Barbu等人，2022年；Davyson等人，2025年）。这两项研究均使用来自“苏格兰世代”（Generation Scotland）的血液DNA甲基化样本，并结合自我报告和处方记录的抗抑郁药使用情况。第一项研究发现了10个与自我报告的抗抑郁药使用相关的CpG位点，并发现这些位点所关联的基因集在与先天免疫反应相关的基因集中富集（Barbu等人，2022年）。第二项研究发现了7个与自我报告的抗抑郁药使用相关的CpG位点，以及4个与处方抗抑郁药使用相关的CpG位点（Davyson等人，2025年）。其中两个CpG位点分别对应DGUOK-AS1和KANK1，发现抗抑郁药使用时间与这些位点的DNA甲基化水平之间存在显著相关性。

此外，还有一些关于孕期母亲使用SSRIs对胎儿影响的甲基组关联研究，发现了一些与糖皮质激素应激通路相关基因和关键脑发育基因的甲基化变化（Kallak等人，2021年），以及与DNA甲基转移酶3 alpha的关联（Non等人，2014年）。

差异表达研究也主要关注候选基因，并未使用非SSRIs对照组进行比较（Lin和Tsai，2016年；Menke，2013年）。然而，在动物模型中进行的SSRIs暴露差异表达研究大多集中在脑组织上（Rayan等人，2022年；Kumar等人，2019年）。这些研究发现了SSRIs暴露对基因的高度组织特异性影响，特别是强调了在单胺能合成和释放中心脑区的组织特异性表达（Rayan等人，2022年）。

目前缺乏一项随机对照试验来评估SSRIs对人类DNA甲基化和基因表达的影响。 “早期精神病分期治疗”（STEP）试验是一项旨在预防精神病高风险年轻人发生精神病和其他不良后果的序贯多阶段临床试验（McGorry等人，2023年；Hartmann等人，2022年；Nelson等人，2018年）。该试验包括三个逐步增强的干预阶段，最后阶段是一项为期6个月的氟西汀随机对照临床试验。在这项分析中，我们利用了试验的最后阶段设计，通过分析血液中DNA甲基化和基因表达的纵向变化来研究SSRIs使用的影响。

部分内容

临床试验

“早期精神病分期治疗”（Staged Treatment in Early Psychosis, STEP）临床试验（ClinicalTrials.gov：NCT02751632）旨在评估一种序贯干预策略在预防精神病高风险年轻人发生精神病方面的有效性（McGorry等人，2023年；Hartmann等人，2022年）。招募工作于2016年4月至2019年1月期间进行，并获得了墨尔本健康人类研究伦理委员会的批准。该研究采用了临床分期模型（图1）。

样本特征

共有60名参与者提供了符合条件的样本，其中44名参与者同时提供了6个月和12个月的样本（总样本数n = 104；表1）。治疗组在人口统计特征上相当（表1）。在开始SSRIs治疗前（6个月时），随机分配到SSRI组的参与者在精神病相关指标上的得分较低（总CAARMS、BPRS和DACOBS得分较高；表1），但经过校正后差异不显著。

讨论

我们评估了SSRI氟西汀治疗6个月对60名精神病高风险年轻人血液DNA甲基化和基因表达谱的影响。在多重检验校正后的显著性阈值p < 0.05下，我们确定了2个与SSRI暴露显著相关的CpG位点；在放宽的阈值p < 0.1下，又确定了另外2个相关CpG位点。治疗6个月后，这4个CpG位点在SSRI组中均出现甲基化增强现象。

作者贡献声明

劳伦·F·巴克（Lauren F. Barker）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、正式分析。艾伦·F·麦克雷（Allan F McRae）：撰写 – 审稿与编辑、监督、正式分析。霍克·潘·袁（Hok Pan Yuen）：资源提供、数据管理。安贾莉·K·亨德斯（Anjali K Henders）：资源提供、项目管理。莉安·M·华莱士（Leanne M Wallace）：资源提供、项目管理。田琳（Tian Lin）：资源提供、数据管理。埃拉·戴维森（Ella Davyson）：撰写 – 审稿与编辑、资源提供。克里斯蒂娜·法苏利奥蒂斯（Christina Phassouliotis）：撰写 – 审稿与编辑、资源提供、项目管理。

利益冲突声明

作者声明以下可能构成利益冲突的财务利益和个人关系：P.D.麦戈里（P.D. McGorry）在研究期间获得了国家心理健康研究所的资助；此外，他还拥有AU 2015203289号、US 9884034号、US 15/844444号和CA 2773031号专利；他曾获得Janssen-Cilag、AstraZeneca和Eli公司的资助。

致谢

我们感谢参与研究的年轻人及其家属，以及Orygen组织的青年顾问和研究助理对STEP研究的支持。STEP研究由国家心理健康研究所资助，项目编号为1U01MH105258-01。DNA甲基化和基因表达数据的生成得到了Broad研究所Stanley精神病研究中心的支持。我们还感谢国家健康与医学研究委员会（Program Grant）的资助。