Классические представления о фенотипе как проявлении наследуемого признака в свете современных исследований в области генетики психических расстройств получают новый смысл и трактовку. Очевидно, что условная «среда» выявляет или гасит генетические эффекты, при этом собственно фенотип является результатом взаимодействия генома и внешней среды с учетом широчайшего спектра модулирующих воздействий, в том числе на основе эпигенетических механизмов [1]. Понятие фенотипа предполагает многообразную сложную конструкцию проявлений генетического влияния. Для генома внешней средой является уже ядро клетки, где активно функционируют эпигенетические «машины» [2]. Далее можно условно выделить ряд «вложенных» фенотипов с иерархической системой взаимоотношений: клеточный, тканевый, органный, системный, организменный, личностный и социальный. Очевидно, что только на этом уровне возможно говорить собственно о «наблюдаемом» фенотипе: совокупности проявлений или черт, имеющих тот или иной уровень генетического контроля [3]. Более высокие в этой иерархии уровни фенотипов формируются в процессе развития индивидуума, созревания личности, межличностных и микросоциальных отношений. Только на личностном и социальном уровнях условных «фенотипов» психиатр может предполагать или пытаться выявить некие «фенотипические» черты, которые могут иметь генетическую основу. С этих позиций, в контексте изучения мультифакториальных заболеваний человека и в качестве ключевого дополнения геномики важно развитие с 1990-х годов новой дисциплины — феномики, целью которой является преодоление разрыва между генетическими и клиническими данными [4].
Сегодня понятие фенотипа в психиатрической генетике носит скорее практический характер как принцип или «фильтр» для отбора участников в группы пациентов и здоровых лиц для проведения генетических исследований. Формирование адекватных критериев отбора или принципов фенотипирования становится важнейшей задачей при изучении психических расстройств — болезней наследственного предрасположения полигенной природы и мультифакториального характера [1].
Современные исследования в области психиатрической генетики, в первую очередь исследования по полногеномному поиску ассоциаций (от англ. Genome-wide association study, GWAS), за последнее десятилетие продемонстрировали бурный рост как объемов изучаемых выборок, так и количества выявляемых генетических маркеров, связанных с риском психических расстройств, но пока не предоставили убедительных и воспроизводимых результатов, которые могли бы найти применение в медицинской практике [5]. Традиционно считается, что для сложных полигенных мультифакториальных заболеваний, которыми является большинство психических расстройств, важнейший фактор для проведения высококачественных современных генетических исследований — включение в исследование максимально больших выборок пациентов и здоровых индивидуумов для получения достоверных на уровне полногеномной значимости «сигналов» — генетических вариантов со значимыми отличиями в частотах среди групп пациентов и здоровых.
В особенности это касается таких часто встречающихся в популяции психических расстройств, как депрессия, распространенность которой в течение жизни достигает 16,2%, что делает ее заболеванием с одним из самых высоких показателей бремени на общество [6]. Кроме того, наследуемость депрессии составляет около 37—42%, что еще раз указывает на значительную роль в ее развитии различных внешнесредовых факторов в популяции [7].
Согласно данным I. Schwabe и соавт. [8], с 2011 по 2018 г. проведено порядка 15 GWAS, в которых число пациентов депрессией варьировало в значительных пределах — от 1600 до 47 000. Несмотря на то что размеры выборок были сопоставимы с таковыми в GWAS шизофрении, получить воспроизводимые результаты по аналогии с этим заболеванием не удалось. Причину неудач генетических исследований в области депрессии, как правило, объясняют не только недостаточной мощностью исследований (размеры выборок), но и высокой клинической гетерогенностью депрессии [9]. Таким образом, потребности современных генетических методов анализа определяют необходимость использования больших выборок для идентификации локусов генетического риска, что выводит проблему фенотипирования на иной уровень сложности — соотношения затрат ресурсов и качества получаемого фенотипа [10]. Проблематика клинической гетерогенности депрессии остается также не менее важной: формирование адекватного фенотипа депрессии для проведения GWAS на сегодня является наиболее острой проблемой и вызывает многочисленные дискуссии. Нельзя исключить, что решение проблемы фенотипирования депрессии может стать ключевым аспектом выявления реальных генетических механизмов и понимания генетической архитектуры заболевания.
Традиционно в психиатрической генетике принято использовать в качестве метода фенотипирования психиатрический диагноз или набор симптомов, наиболее полно соответствующий клиническим представлениям о расстройстве. Однако отсутствие достоверного определения психиатрических фенотипов, основывающихся исключительно на клинических признаках, — главное препятствие для идентификации их биологических причин [11].
Такие современные диагностические классификации, как Международная классификация болезней (МКБ-10, -11) и Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам (DSM-5), полагаются в большей степени на консенсус экспертов для определения категориальных синдромов, основанных на кластерах симптомов и признаков, и в некоторой степени на течении заболевания [5], но не включают инструментальных или лабораторных показателей для верификации диагноза. Кроме того, необходимость сбора данных о пациентах врачами с использованием диагностических критериев классификаций психических расстройств (DSM-5/МКБ-10) — очень ресурсозатратный метод для современных генетических исследований, который существенно сдерживает наращивание мощности исследования.
С другой стороны, в последнее время становятся весьма популярными методы «минимального фенотипирования», которые предполагают использование больничных регистров, самоотчетов респондентов о симптомах, диагнозах и лечении [12]. В последние 2 года за счет использования «минимального» фенотипирования число пациентов в используемых выборках удалось увеличить до 400 000 человек и более [13—15]. Принципы этого подхода — включение в выборку участников, у которых присутствие депрессии определялось на основании личных сообщений о депрессивных симптомах, об обращении за врачебной помощью по поводу депрессии или о факте приема антидепрессантов [13]. Кроме того, дополнительный импульс таким исследованиям в последнее время дает развитие технологий он-лайн опросов, способствующих более легкому включению участников [12].
Таким образом, в научный литературе, посвященной депрессии, имеются два методологических подхода к фенотипированию при проведении генетических исследований депрессии типа GWAS: клинический — на основе диагностических систем и скрининговый — на основе минимальной информации от участника исследования. Образовались и закрепились абсолютно разные взгляды на варианты фенотипирования депрессии, при этом важным моментом является адекватность набора больших групп пациентов и контроля с использованием того или иного варианта фенотипирования, а также клиническая релевантность получаемых результатов. В оставшейся части данного обзора мы используем термин «депрессия» для всех вариантов ее фенотипа.
Полученные результаты в области геномных исследований депрессии заставляют задуматься над тем, в какой степени генетические данные поддерживают или бросают вызов текущим психиатрическим классификациям [5]. Возникает несколько закономерных вопросов: насколько выбранный вариант фенотипирования может исказить результат исследования или, наоборот, приблизить нас к пониманию генетических механизмов формирования депрессии? Есть ли практические возможности выявить истинный фенотип депрессии, а не многочисленные проявления депрессивных симптомов, в том числе транзиторных, ситуационных, часто случайных в момент фенотипирования или связанных со спектром соматических заболеваний?
С учетом всех этих сложностей и проблем необходим корректный аналитический подход для разработки качественных и гибких критериев фенотипирования для проведения генетических исследований депрессии.
Цель настоящей статьи — анализ современных вариантов фенотипирования для GWAS исследований депрессии с оценкой их преимуществ и недостатков для формирования оптимальных критериев фенотипирования.
Современные подходы к фенотипированию депрессии
«Депрессия» — зонтичный термин, который используется для обозначения как континуума депрессивных симптомов, так и депрессии в качестве отдельной нозологической категории. В современных GWAS исследованиях клинические диагнозы и показатели самоотчетов респондентов используются для определения случаев депрессии, но данные фенотипы основаны на различных критериях и идентифицируют случаи депрессии, которые не всегда соответствуют друг другу [3]. Как уже используемые, так и возможные варианты фенотипирования депрессии для исследований типа GWAS в зависимости от метода сбора данных представлены в табл. 1, где хорошо видно, что по мере «упрощения» критериев фенотипирования возрастает объем выборки.
Таблица 1. Варианты фенотипирования депрессии в зависимости от метода сбора данных (адаптировано из [16])
| Критерии депрессии | Самоотчет | Медицинские сведения | Квалифицированное интервью |
| Диагностический стандарт | Электронная краткая форма Composite International Diagnostic Interview Short Form (CIDI-SF). Результаты: общая выборка — 157 366; фенотип депрессии — 37 434 [17] | Диагностический код DSM-5/МКБ-10. Результаты: общая выборка — 249; фенотип депрессии — 67 [18] | Структурированное диагностическое интервью по Structured clinical interview for DSM-IV disorders (SCID). Результаты: общая выборка — 18 725; фенотип депрессии — 2603 [19] |
| Несколько вопросов (субдиагностика) | Вероятная депрессия. Результаты: общая выборка — 123 000; фенотип депрессии — 31 846 [20] | Обработка текста. Результаты: нет [21] | Рейтинговая шкала депрессии Patient Health Questionnaire-9 (PHQ-9). Результаты: нет [22] |
| Один вопрос (субдиагностика) | Единственный вопрос. Результаты: общая выборка — 322 580; фенотип депрессии — 113 769 [13, 23] | Использование тэгов «депрессия» или «антидепрессант». Результаты: фенотип депрессии — 4213 [24] | Воспоминание о депрессии. Результаты: общая выборка — 421; фенотип депрессии — 38 [25] |
Фенотипирование депрессии на основе клинического диагноза (критерии DSM-5/МКБ-10)
Диагностика психических расстройств на основе критериев DSM-5/МКБ-10 была и остается наиболее надежным методом фенотипирования депрессии в генетических исследованиях. В первую очередь это связано с тем, что, несмотря на все ограничения диагностических критериев, они остаются клинически полезными и незаменимыми для диагностики депрессии [26].
Современные диагностические критерии депрессии были изложены в работе J. Feighner и соавт. [27]. Авторы данной статьи одни из первых предложили систематическое использование операционных диагностических критериев в психиатрии [28]. Однако из-за отсутствия возможностей объективизации диагноза лабораторными и инструментальными методами (объективного «золотого стандарта» диагностики) проверить валидность диагностических критериев не представляется возможным. Вместо этого в полевых испытаниях используется косвенная оценка надежности диагностических критериев на основе проведения независимого интервью одного и того же пациента разными клиницистами, после чего анализируется уровень «согласованности» диагнозов (чем он выше, тем надежнее считаются диагностические критерии) [29—31]. Несмотря на то что авторы каждого пересмотра психиатрических классификаций (DSM-5/МКБ-10) оправданно гордились возрастающей ролью эмпирических результатов в принятии диагностических решений, на самом деле большинство нозологических категорий и содержащихся в них диагностических критериев было принято по историческим, а не по строго эмпирическим причинам [32].
Диагностическое пространство депрессивных состояний представляет собой крайне гетерогенную группу симптомов, что серьезно затрудняет выделение депрессии как унитарной нозологической единицы [33]. Необходимо также учитывать, что далеко не все важные психопатологические признаки депрессии учитываются в диагностических критериях основных психиатрических классификаций DSM-5/МКБ-10 [26]. Особенно это заметно в различиях диагностических критериев DSM-5, вышедшего в 2013 г., и критериев МКБ-10, вышедшей в 1990 г. Кроме того, отдельные симптомокомплексы депрессии существенно различаются по своей прогностической связи с определенными клиническими характеристиками, что ставит под сомнение предположение об их эквивалентности и еще раз демонстрирует «скрытую» гетерогенность депрессивного синдрома. Так, когнитивно-эмоциональные симптомы являются более сильными предикторами клинических показателей течения депрессии, чем нейровегетативные [34].
Классификации не представляют возможность учета влияния пола на специфику депрессивных проявлений. Но гетерогенность клинической картины депрессии, по данным близнецовых исследований, также зависит от биологического пола: близнецы женского пола чаще сообщали о значительно большей утомляемости, гиперсомнии и психомоторной заторможенности во время самого тяжелого эпизода депрессии, тогда как близнецы мужского пола сообщали о большем наличии бессонницы и ажитации [34, 35]. Однако данные половые особенности выявлялись не во всех близнецовых исследованиях [36]. Вместе с тем половые диспропорции между мужчинами и женщинами были также продемонстрированы в работах по оценке наследуемости депрессии: в семейных исследованиях — в 0,41 и 0,49 соответственно; в близнецовых — 0,36 и 0,51 соответственно [37].
В другом близнецовом исследовании, где оценивался вклад генетических и внешнесредовых факторов в проявления симптомов депрессии по DSM-IV, были продемонстрированы убедительные данные против гипотезы генетической однородности ее диагностических критериев [38]. Так, психомоторные/когнитивные симптомы, по крайней мере, частично, отражали неспецифическую генетическую предрасположенность к широкому кругу интернализующих расстройств, в то время как нейровегетативные симптомы были предикторами меланхолического подтипа депрессии и отражали генетические риски, более специфичные для данного расстройства [38].
Также интересен вопрос о том, что лучше отражает основные симптомы депрессии — подавленное настроение или ангедония? В том же близнецовом исследовании эти два симптома были тесно связаны друг с другом в структуре как генетических факторов, так и факторов окружающей среды. Эти критерии, как представляется, отражают довольно тесно связанные генетические и внешнесредовые факторы, которые в свою очередь частично отличались от тех, что влияли на более специфические депрессивные симптомы [38].
Еще одним важным ограничением использования DSM-5/МКБ-10 является высокая стоимость такого фенотипирования за счет привлечения врачей-специалистов, что существенно ограничивает возможности набора достаточно больших выборок (см. табл. 1). Однако с учетом всех вышеперечисленных ограничений подхода к фенотипированию депрессии, основанного на диагностических критериях DSM-5/МКБ-10, именно этот метод сегодня является наиболее разработанным и адекватным с медицинской точки зрения.
Фенотипрование депрессии на основе минимальной информации
За последние годы произошел качественный скачок по количеству и объему выборок в исследованиях депрессии типа GWAS за счет снижения требований к критериям фенотипирования. Так, для выявления наибольшего количества случаев депрессии в популяции используются больничные регистры, а также самоотчеты участников о симптомах, диагнозах и лечении [12]. Данная стратегия носит название «минимального фенотипирования», так как сводит сбор данных к одному или нескольким ответам, сообщаемым самостоятельно респондентами, и тем самым снижает затраты на ресурсы, ускоряя включение условных пациентов и здоровых контролей.
Ранее были продемонстрированы относительно высокие генетические корреляции между минимальным фенотипом депрессии и депрессией, выявленной в процессе интервью согласно диагностическим критериям [16]. Вследствие этого многие авторитетные ученые высказали мнение, что наличие генетической корреляции самооценочных и основанных на интервью фенотипов позволяет предположить, что эти фенотипы могут быть почти взаимозаменяемыми для целей обнаружения генетических ассоциаций методом GWAS [13, 15, 39].
Философия минимального фенотипирования апеллирует к континуальной модели депрессии, где данное расстройство не рассматривается как отдельная категория с четкими границами, отделяющими ее от нормы. В рамках этой модели нормальное настроение, отдельные депрессивные симптомы и клиническая депрессия рассматриваются в непрерывном континууме, в котором минимальное фенотипирование охватывает не только депрессию, выявленную согласно диагностическим критериям, но и различные неспецифические субдепрессивные состояния [16]. При этом сами авторы отлично понимают, что данные состояния могут включать в себя ряд личностных и других психических расстройств [13].
Однако, несмотря на всю заманчивость использования минимального фенотипирования в генетических исследования типа GWAS, последствия принесения в жертву клинической информации для увеличения изучаемой выборки исследовались редко. Такие последствия могут быть особенно важны для депрессии из-за ее клинической и биологической неоднородности [40], высокой степени коморбидности с другими психическими расстройствами, такими как шизофрения, биполярное аффективное расстройство, синдром дефицита внимания с гиперактивностью, нервная анорексия, расстройства аутистического спектра [16], а также из-за существенных расхождений между сомоотчетами и диагнозами, выставленными согласно диагностическим критериям [12, 41], в том числе из-за повышенного риска ложноположительных результатов [42].
Таким образом, возникает закономерный вопрос: являются ли репрезентативными для клинической депрессии результаты, полученные на когорте случаев депрессивных состояний, выявленных с помощью самоотчета или назначенного лечения? Насколько велико «перекрывание» этих двух фенотипов? Захватывает ли это перекрывание наиболее важные клинические аспекты фенотипа? K. Kendler и соавт. [43], основываясь на исследованиях, проведенных на выборках близнецов, показали, что 2/3 генетических эффектов были специфичны для строго определяемой депрессии и не отмечены для минимального фенотипа депрессии, что объясняется тем, что в группу со строго определяемой депрессией входили близнецы с более клинически значимыми и выраженными симптомами, а в группе минимального фенотипа депрессии распределение симптомов слабой, умеренной и сильной выраженности было более равномерным. Полученные результаты подчеркивают важность осторожного подхода к данным о генетической корреляции разных вариантов фенотипирования: не исключено, что высокие значения коэффициентов генетической корреляции в силу самой методологии их оценки не могут выявить реальные взаимоотношения критериев фенотипирования и область их «перекрывания» значительно меньше номинальных значений генетической корреляции.
В другом исследовании N. Cai и соавт. [12] сравнивались 5 вариантов фенотипирования депрессии в UK Biobank по клиническим, социально-эпидемиологическим и гигиеническим показателям [12] (табл. 2). Как видно из табл. 2, первые три определения депрессии относятся к минимальным фенотипам, четвертое — к фенотипу, основанному на электронной медицинской карте (ЭМК), а пятое — к депрессии, выявляемой согласно диагностическим критериям. Ни в одном из вариантов фенотипирования не участвовали обученные интервьюеры, использующие структурированные клинические интервью, что является «золотым стандартом» диагностики депрессии в психиатрии.
Таблица 2. Варианты фенотипирования депрессии в UK Biobank [12]
| Варианты фенотипирования | Общая выборка (количество случаев депрессии) | SNP-наследуемость (%) |
| Самоотчет об обращении1 | 332 622 (113262) | 14 |
| Самоотчет о симптомах2 | 79 575 (21177) | 18 |
| Самоотчет мед. персоналу3 | 253 926 (19805) | 11 |
| Запись в ЭМК4 | 212 411 (9176) | 12 |
| Онлайн CIDI-SF5 | 67 171 (16301) | 26 |
| ≥2 эпизодам — 10 302 | 32 |
Примечание. 1Самоотчет участников, обращающихся за медицинской помощью по поводу депрессии или связанных с ней состояний; 2наличие первого пункта + участники сообщали, что испытывали пониженное настроение или ангедонию как минимум 2 нед; 3участники самостоятельно сообщали обо всех прошлых и нынешних состояниях и заболеваниях обученным медсестрам; 4участники отбирались на основе кода МКБ-10 из электронной медицинской карты (ЭМК); 5участники заполняли электронную версию CIDI, которая включала в себя диагностические критерии DSM-5 для депрессии.
Минимальные фенотипы депрессии отличались от депрессии, выявленной согласно диагностическим критериям, по таким эпидемиологическим показателям, как пол, возраст, уровень образования, социально-экономический статус, а также таким показателям, как уровень нейротизма и опыт стрессовых жизненных событий за 2 года [12]. Кроме того, минимальные фенотипы депрессии — это не просто более мягкие версии строго определенной депрессии. Был установлен отчетливый тренд, указывающий на снижение SNP-наследуемости, обусловленной генетическими вариантами по данным GWAS, в зависимости от уменьшения строгости критериев диагностики депрессии (см. табл. 2), что может быть проявлением снижения «качества» и специфичности критериев фенотипирования. Однако добавление клинической характеристики рекуррентности (более двух эпизодов депрессии) увеличивает показатель наследуемости в том же образце UK Biobank.
При этом минимальные фенотипы депрессии включали не просто более легкие случаи клинической депрессии, как предполагалось ранее [44]. Вместо этого было показано, что более низкая SNP-наследуемость минимальных фенотипов депрессии может быть связана с ложноположительными и ложноотрицательными случаями квалификации участников — ошибочным определением как контролей, так и случаев депрессии [12]. Также оказалось, что большинство локусов риска, выявленных в последнем GWAS [13], не были связаны непосредственно со строго определяемой депрессией, а имели отношение к таким фенотипам, как нейротизм, курение, шизофрения.
Разный вклад сопутствующей психопатологии был подтвержден оценками генетических корреляций минимального фенотипа депрессии и строго определяемой депрессии с нейротизмом, биполярным расстройством и шизофренией [12]. Генетическая корреляция с этими тремя фенотипами составила для строго определяемой депрессии 65,8, 37,1, 42,7% соответственно, в то время как для минимального фенотипа депрессии она была больше — 80,2, 47,3, 46,8%.
Таким образом, можно зафиксировать, что все более активно развивается подход, который можно условно назвать «генетической верификацией» фенотипов, основанных на клинической психиатрической диагностике. В целом при сравнении генетической архитектуры минимальных фенотипов депрессии с теми фенотипами, которые были получены с использованием диагностических критериев в UK Biobank, было показано, что минимальные фенотипы неинформативны в отношении генетической этиологии и неполезны для разработки специфического лечения депрессии, так как имели больше общих генетических локусов с другими психическими расстройствами, чем строго определенная депрессия [12]. Вероятно, минимальное фенотипирование отражает скорее общее «психопатологическое ядро» как генетический феномен, чем специфические аспекты собственно депрессии как клинического феномена. И хотя минимальные фенотипы обеспечивают большую предсказательную силу для депрессии в независимых когортах на основе полигенного скора (от англ., Polygenic risk score, PRS), это, скорее, связано с большим размером выборки, а не с индексированием специфических для депрессии эффектов, что еще раз указывает на неспецифическую природу генетических вариантов, выявленных с использованием минимального фенотипирования депрессии [12].
Фенотипирование депрессии на основе использования скрининговых шкал
Еще одним способом фенотипирования может стать использование скрининговых психометрических инструментов. Важными характеристиками данного метода являются получение количественных оценок, наличие клинической валидации, т.е. подтверждения соответствия МКБ или DSM; формирование результата на основе самоотчета респондента; оценка состояния респондента преимущественно только на момент исследования. Скрининговые психометрические инструменты редко используются в качестве метода фенотипирования для генетических исследований, однако успешность такого подхода уже была продемонстрирована в исследованиях компании 23andMe, где использовалась шкала AUDIT для оценки паттерна употребления алкоголя и риска алкогольной зависимости в рамках большого исследования с учетом трансдиагностического подхода [45].
Использование скриниговых шкал в качестве самостоятельного метода фенотипирования имеет ряд преимуществ. Так, непрерывный количественный подход, заложенный в скриниговых шкалах, может позволить оценить пациентов, попавших в «серую зону» с субклиническим уровнем симптомов. Это особенно важно, так как в продольных исследованиях был показан повышенный риск развития депрессии у пациентов с подпороговой депрессией [46, 47]. С другой стороны, для оценки симптомов депрессии используется порядка 280 психометрических инструментов, при этом наиболее популярные в научных исследованиях шкалы лишь частично перекрываются по содержанию симптомов [48], что может только увеличивать гетерогенность изучаемого фенотипа депрессии.
Необходимо отметить, что психометрические шкалы не являются инструментом диагностики и анализ их данных как фенотипа не дает возможности приблизиться к разрешению противоречий между клиническим и скрининговым подходом в фенотипировании депрессии. В то же время использование психометрических шкал обоснованно и адекватно при проведении исследований популяционного уровня с участием очень больших групп «пациентов» и «контроля». В этом случае использование шкал может быть крайне полезным как метод «калибровки» или «внутреннего контроля» минимального фенотипа, основанного на простых вопросах.
На сегодняшний день не существует идеального метода фенотипирования депрессии вследствие объяснимой концентрации диагностических критериев только на клинических симптомах. С одной стороны, надежды, возлагаемые на метод минимального фенотипирования, который использовался для увеличения выборки и ухода от категориальной диагностики, не оправдались — его использование привело к значительному увеличению как клинической, так и генетической гетерогенности депрессии. С другой стороны, формальное определение депрессии по DSM-5/МКБ-10 не подразумевает определение генетически однородного фенотипа, так как диагностические критерии в этих классификациях сформированы, скорее, сложной историей психиатрии [49, 50]. В связи с этим растет критическая роль психиатрической эпидемиологии как в разработке стандартизированных инструментов для операционализированных диагностических критериев депрессии и других психических расстройств, так и в проведении будущих исследований типа GWAS путем внедрения новых фенотипических подтипов психических расстройств и их дименсий [1]. Особое значение в этом процессе изучения сложного фенотипа депрессии будет играть оценка более широкого диапазона данных, включая индивидуальные симптомы депрессии и их основные клинические характеристики, такие как возраст манифеста, количество эпизодов, наличие психотической симптоматики, реакция на терапию, семейная отягощенность, а также наличие сопутствующих хронических заболеваний [3].
Сложившуюся ситуацию можно расценивать как методологический кризис в области генетики депрессии, преодоление которого является ключевым условием для понимания генетической архитектуры депрессии и подлинных механизмов ее этиологии и патогенеза. При этом надежды не могут возлагаться только на появление новых технологических возможностей или усовершенствование методов биоинформатики, которые, безусловно, развиваются более стремительно, чем клиническая психиатрия. Поиск новых способов фенотипирования критически важен для изучения генетической архитектуры депрессии.
Сегодня можно выделить несколько направлений, которые нацелены сгладить противоречия методологии при проведении исследований. Одним из них является использование электронных диагностических опросников, основанных на критериях DSM-5/МКБ-10 и заполняемых самими пациентами. Как показали результаты исследований, депрессия, диагностированная с помощью опросников, имеет общую генетическую компоненту, что и депрессия, диагностируемая врачами в процессе полуструктурированного интервью [51, 52]. Переход к более достоверной диагностической структуре расстройства является основной целью психиатрической таксономии и персонализированной медицины. В связи с чем особый интерес приобретают компьютеризированные диагностические скрининговые инструменты, основанные на диагностических критериях DSM-5/МКБ-10 [53]. Такой подход позволит ускорить увеличение мощности выборки, но сохранит все внутренние противоречия, свойственные официальным диагностическим классификациям.
Практически чистым листом в области психиатрической генетики остается возможность использования психометрических скрининговых шкал. Безусловно, значение этих инструментов еще только предстоит изучить. Большое количество психометрических шкал ставит вопрос рационального выбора конкретного скринингового инструмента и оценки его генетической валидности. Возможно, использование скрининговых шкал как самостоятельного метода фенотипирования проблематично из-за тестирования признаков только в момент исследования и невозможности оценки динамических аспектов. Вместе с тем известно, что остаточная симптоматика, даже в период ремиссии, может свидетельствовать о наличии болезненного процесса [54]. Кроме того, предстоит оценить целесообразность использования скрининговых шкал в качестве дополнительного метода фенотипирования контроля при использовании минимального фенотипирования.
Одним из перспективных методов в изучении депрессии в настоящее время рассматривается поиск кандидатов в эндофенотипы, которые в меньшей степени будут зависеть от неспецифических клинических симптомов данного расстройства [55]. Кроме того, исследования, направленные на изучение эндофенотипов, могут быть результативными в случаях поиска ассоциаций с транснозологическими конструктами, например импульсивностью [56]. Принимая во внимание эти ограничения, акцент в молекулярно-генетических исследованиях начинает смещаться в сторону поиска фенотипов депрессии, которые могут быть использованы для валидации полученных данных GWAS. Стратегия поиска определяется сформулированными ранее и выдвинутыми недавно моделями. Наиболее признанной является концепция эндофенотипов, предложенная для изучения психических расстройств [57], согласно которой эндофенотип должен удовлетворять таким критериям, как специфичность, независимость от текущего состояния, наследуемость, накопление в отягощенных семьях, наличие биологической связи с заболеванием. На основании эти критериев в качестве эндофенотипов депрессии было предложено рассматривать негативные эмоции, снижение способности получать удовольствие (ангедония), снижение когнитивного функционирования, психомоторные изменения, нейровегетативные состояния, уязвимость к стрессу [58]. Первые результаты в этом направлении уже получены на примере атипичной депрессии со специфическим иммунно-воспалительными процессами [59], а также нейрокогнитивных нарушений [60].
Поиск кандидатов в эндофенотипы для изучения генетической архитектуры депрессии согласуется с моделью водораздела (watershed model), согласно которой необходим поиск показателей, которые в цепи причинно-следственных связей находятся ближе к генетическим вариантам, чем само заболевание, отличающееся высокой генетической гетерогенностью [61]. В этой модели взаимоотношение между заболеванием и его фенотипом сравнивается со стоками рек в океан. Находящийся «выше по течению», а следовательно, более специфичный узкий фенотип находится ближе к генетическому варианту, ассоциированному с ним истинной причинно-следственной связью. Депрессия представляется более широким руслом, образующимся ниже по течению, которое формируется за счет различных фенотипов, что и обусловливает ее гетерогенность. При этом следует учитывать разнородность самих фенотипов: они могут носить этиологический характер, т.е. быть связаны с конкретным типом депрессии (например, депрессия с ранним и поздним началом), обладать плейотропными свойствами, т.е. вносить вклад в развитие коморбидных состояний (например, определенные черты личности). Выбор показателей для фенотипирования чаще всего основан на знаниях, полученных в ранних работах по изучению генетики депрессии на материале близнецовых пар и отягощенных семей. Эти показатели условно можно разделить на связанные с клинико-демографическими характеристиками (пол, возраст начала болезни), средовыми факторами, эндофенотипами депрессии (см. перечисленные выше), атипичностью клинических проявлений.
Важным моментом также является тот факт, что большинство существующих GWAS исследований использует популяционные схемы, в которых близкие родственники, как правило, исключаются из анализа, чтобы избежать систематической ошибки из-за общих семейных эффектов, т.е. необъективных эффектов однонуклеотидных полиморфизмов (от англ. Single nucleotide polymorphism, SNP) или завышенной наследственности на основе SNP из-за смешения между аддитивными генетическими и семейными эффектами. Это решение в целом было распространено и на исследования по оценке генетического риска, в которых используются аналогичные популяционные схемы, как GWAS [62, 63]. Однако цель генетического прогнозирования следует четко отличать от цели оценки наследуемости. В отличие от оценки наследуемости, некритично выделять аддитивные генетические эффекты от других общих семейных эффектов в контексте геномного прогнозирования. Фактически такие семейные эффекты могут быть ценным источником информации для повышения точности прогноза. Поэтому исключение близких родственников для фенотипического предсказания может быть неоправданным. Как показало исследование B. Truong и соавт. [64], прогностическая точность PRS на основе 5000 человек с родственниками первой степени является аналогичной примерно для 220 000 неродственных лиц. Семейный дизайн также очень важен для поиска кандидатов в эндофенотипы, так как исследуемый маркер должен наблюдаться у здоровых родственников [65].
Перспективным представляется методологический подход к фенотипированию, совмещающий преимущества популяционного скрининга с клинической валидацией полученных геномных данных на ограниченной выборке пациентов с депрессией. Этот подход реализуется в текущем исследовании в рамках Российского национального консорциума по психиатрической генетике (РНКПГ) (https://rncpg.org). Консорциум обеспечивает выполнение единого протокола исследования, координацию, контроль и администрирование набора участников, выступает как методический и аналитический центр исследования [66, 67]. Планируется анализ связи геномных данных с двумя типами фенотипических характеристик: качественными и категориальными (диагноз, наличие симптомов) и количественными (балльные оценки выраженности симптомов). При проведении исследования планируются разработка PRS на выборке из популяции на основе самоопросников и последующее тестирование и валидация PRS на выборке пациентов с верифицированным клиническим диагнозом и здорового контроля с идентичной методологией фенотипирования. Такой подход приведет к формулировке «минимально достаточного» фенотипа, применение которого в комплексе с разработанной генетической тест-системой даст возможность проведения дальнейших исследований на больших выборках с минимальными затратами на клиническую диагностику. Кроме того, элементы такого фенотипа могут стать базой для построения диагностических скрининговых систем нового поколения, в основе которых будут лежать только «генетически валидированные» симптомы заболевания.
Приведенные данные также указывают на то, что фенотипирование депрессии на основании информации, полученной в GWAS, не является простой задачей. До сих пор она решалась с использованием биоинформатических методов. Для валидации фенотипов широко используется подход с использованием генетических данных: оценка наследуемости, расчет генетических корреляций, PRS, установление причинно-следственных связей между фенотипами на основе генетических данных (менделевская рандомизация), моделирование структурными уравнениями для поиска латентных факторов, объединяющих фенотипы на основе их генетического сходства [68]. Однако полученные с их помощью генетические ассоциации и корреляции не могут объяснить биологические механизмы, лежащие в основе рассматриваемых фенотипов. Для этого необходим поиск связанных с фенотипом причинно-следственной связью (каузальных) генов и изучение их функций на основе имеющихся данных о молекулярной нейробиологии мозга. Для этой цели используют такие подходы, как определение функциональной значимости (fine-mapping), транс-этнические GWAS исследования, выявление высокопенетрантных мутаций у человека и животных, изучение процессов регуляции транскрипции в нейрональных клетках человека, поиск нейрональных энхансеров внутри регионов GWAS. Применительно к депрессии исследования в этом направлении еще не получили должного размаха. Можно привести единичные публикации, в которых использовали определение функциональной значимости для выявления ассоциированных с депрессией гаплотипов [69] или проводили трансэтнический анализ (исследования международного консорциума CONVERGE на выборках европейских и китайской популяций) [70]. Поиск больших по размеру мутаций типа вариаций количества копий (CNVs) у лиц с депрессией не дал положительных результатов [71, 72], однако метаанализ, проведенный на расширенной выборке, выявил значительное обогащение генома больных короткими делециями размером менее 100 пар оснований [73]. Большинство делеций обнаружено в межгенных регионах, что косвенно указывает на их расположение в регуляторных элементах. Сообщалось также о присутствии ассоциированных с депрессивными симптомами редких мутаций, которые сегрегировались в нескольких поколениях большой родословной из Голландии [74]. Миссенс-мутация (rs115482041) на хромосоме 9p24 в гене RCL1 объясняла более 1/2 вариативности симптомов депрессии, измеренных с помощью шкалы HARDS, и 2,9% наследуемости этой генетически изолированной популяции.
Следующий шаг функциональных исследований депрессии — это переход от отдельных генов к функциональным группам генов, взаимодействующих в рамках молекулярных систем в определенных клеточных субпопуляциях головного мозга. Информацию об описании функций генов получают из различных баз транскриптомных данных — Gene Ontology (GO), Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genome Elements (KEGG), Mouse Genome Informatics database (MGD). Недавно такой анализ был проведен для депрессии: наиболее релевантными являются гены семейства цитохромов P450 CYP2C19 и ген, кодирующий карбонилредуктазу 1 [75]. Еще одним подходом к исследованию функциональных групп генов является анализ разделенной наследуемости (partitioning heritability). Метод позволяет оценить долю наследуемости, обусловленной однонуклеотидными полиморфизмами (SNP), которая объясняет изменчивость в генах, входящих в исследуемую функциональную группу. Далее проводится оценка обогащения доли наследуемости, объясняемой полиморфизмами данной группы, по сравнению с долей наследуемости, которая объясняется набором случайных фрагментов генома, сопоставимых по основным характеристикам (количество фрагментов и распределение длин) с исследуемым набором генов. Первые исследования в этом направлении показали [76], что вклад в SNP-наследуемость отмечался в большей степени для кодирующих и 3′-UTR участков, объясняя большую долю вариативности по сравнению с некодирующими регионами. В этом отношении депрессия отличалась от шизофрении, для которой ранее была показана связь вклада SNP-наследуемости с некодирующими регионами [77].
Заключение
Для проведения современных исследований генетической архитектуры и выявления маркеров риска депрессии требуются большие и очень большие выборки, для набора которых необходимо сформулировать максимально краткие, но и максимально информативные критерии фенотипа для обеспечения качественного фенотипирования при минимальных финансовых и временных затратах. На сегодня оба подхода к фенотипированию депрессии — скрининговый и клинический — имеют как недостатки, так и преимущества, и важным условием развития генетических исследований депрессии является стремление к достижению баланса или успешного компромисса между ними. Наиболее рациональным представляется использование электронных диагностических опросников, основанных на критериях DSM-5/МКБ-10. Кроме того, такие сложные заболевания, как депрессия, не могут быть изучены в монодисциплинарном вакууме, и цель формирования адекватных и качественных фенотипов депрессии с обязательной клинической валидацией требует сотрудничества генетиков, клиницистов, эпидемиологов и математиков.
Исследование поддержано грантом РНФ 20-15-00132.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.