Эффекты полиморфизма генов окситоцинергического пути и неблагоприятного детского опыта на распознавание эмоций при расстройствах шизофренического спектра

Нарушения межличностных взаимодействий представляют важную проблему при расстройствах шизофренического спектра. В качестве одного из их гипотетических механизмов рассматривают дефицит социальных когниций больных, в частности распознавания эмоциональных выражений лиц (РЭЛ) [1]. Показано, что при шизофрении РЭЛ представляет центральный компонент социальных когниций, который непосредственно связан с навыками, необходимыми в повседневной жизни, включая навыки общения, и через них с реальным функционированием и межличностными взаимодействиями, а также с клинической симптоматикой [2]. Это позволяет предположить, что терапевтическое воздействие на РЭЛ может через каскад событий повлиять как на качество жизни пациентов, так и на выраженность симптомов.

Основное место в поисках фармакологического воздействия на РЭЛ занимают исследования, связанные с интраназальным введением окситоцина (OXT). Роль OXT в социальном поведении человека, включая РЭЛ, хорошо изучена [3, 4]. Известно, в частности, что повышение уровней OXT связано с усилением внимания к социальным сигналам на ранних стадиях онтогенеза, а также с более благоприятными показателями межличностных взаимодействий и с модуляцией социального стресса у взрослых [3]. В соответствии с этим показано, что в норме интраназальный OXT повышает внимание к социально значимой информации [5] и улучшает РЭЛ [6]. При шизофрении уровни OXT снижены [3]. Тем не менее обобщенные данные не подтверждают благоприятного влияния интраназального OXT на РЭЛ [7], несмотря на наличие положительного эффекта в некоторых работах [8].

Возможно это объясняется сложностью механизмов дефицита РЭЛ при шизофрении, которые необходимо учитывать при принятии решения о назначении OXT. Так, долгое время дефицит РЭЛ рассматривали как проявление генетической предрасположенности к психозу, но результаты исследований зависимости РЭЛ от полигенных показателей риска шизофрении оказались противоречивыми [9, 10]. В то же время обнаружено, что в норме и при шизофрении на РЭЛ влияет неблагоприятный детский опыт (НДО), в частности жестокое обращение с ребенком [11]. При этом в норме связь между воспитанием и обработкой информации о лицах модулируется генетическими особенностями окситоцинергической системы, в частности интронным вариантом rs53576 (A>G) в гене рецептора окситоцина (OXTR) [12, 13]. При шизофрении эти генотип-средовые эффекты на РЭЛ могут иметь свою специфику, связанную с патогенезом заболевания и взаимовлиянием социальных когниций на другие проявления шизофрении — нейрокогнитивный дефицит и симптоматику [14]. Однако последствия взаимодействия НДО и полиморфизма генов окситоцинергического пути для РЭЛ больных шизофренией до сих пор не изучены.

Целью исследования было оценить роль взаимодействия полиморфизма генов окситоцинергического пути и НДО в дефиците РЭЛ у больных шизофренического спектра, в том числе при учете клинических показателей.

Для исследования на основе анализа литературных данных помимо rs53576 нами были выбраны еще три полиморфных варианта в генах, связанных с обменом OXT и обработкой информации о лицах на поведенческом и нейрональном уровнях [15—17]: rs7632287 в гене OXTR, rs3796863 в гене дифференцировочной молекулы CD38 (CD38) и rs4778599 в гене ядерного транслокатора 2 рецептора арильных углеводородов (ARNT2) (табл. 1).

Таблица 1. Полиморфные сайты в генах окситоцинергического сигнального пути

Примечание. * — функциональное значение сайтов для экспрессии гена (eQTL), метилирования (mQTL), экспрессии белка (pQTL) и др. в мозге проверяли по курируемой базе локусов количественных черт QTLbase (https://www.mulinlab.org/qtlbase/index.html, дата обращения 24.02.23).

Выборка. Выборку составили 699 больных с расстройствами шизофренического спектра в возрасте 16 лет и старше из двух психиатрических стационаров Москвы — НЦПЗ и ПКБ №1 им. Н.А. Алексеева (средний возраст 32,02±10,54 года, женщин 58%; имели или получали высшее образование 63%). Преимущественно (83%) это были лица, страдающие шизофренией (F20, согласно МКБ-10). Также включали больных с другими расстройствами шизофренического спектра: с диагнозами вялотекущей шизофрении, шизоаффективного, острого шизофреноподобного психотического расстройства и острого полиморфного психотического расстройства с симптомами шизофрении (F2, согласно МКБ-10). После стабилизации состояния каждый пациент подписал информированное согласие на участие в исследовании, сдал кровь для выделения ДНК, ответил на вопросы социально-демографической анкеты и прошел когнитивное тестирование, которое включало задание на распознавание эмоциональных выражений лиц. Для подгруппы из 521 пациента были получены оценки выраженности симптомов по шкале позитивных и негативных синдромов (PANSS). Исследование было одобрено локальным Этическим комитетом НЦПЗ.

Оценка НДО. Опираясь на сформированный в последние десятилетия перечень НДО [18], основанный на проекте CDC-Kaiser ACE Study (https://www.cdc.gov/violenceprevention/aces/fastfact.html, дата обращения 17.05.2023), к факторам НДО относили жестокое обращение с ребенком, насилие в семье на глазах у ребенка, проблемное употребление родителем алкоголя или наркотиков, наличие у родителя тяжелого психического расстройства, суицида или судимости, воспитание ребенка в детском доме или приемной семье. Эти события должны были иметь место до 17-летнего возраста пациента. Кандидата включали в исследование при наличии данных о присутствии любого неблагоприятного фактора или об отсутствии всех перечисленных признаков НДО. Информация была получена из историй болезни. Более подробно оценка НДО описана нами ранее [19].

Экспериментально-психологическое обследование. Когнитивное тестирование занимало около 30 мин и включало стандартные пробы для оценки вербальной беглости, слухоречевой памяти, внимания, исполнительно-регуляторных функций, а также задачу на распознавание мимической экспрессии эмоций. В последней пациенту предлагали девять фотографий актеров, изображавших радость, удивление, печаль, гнев, отвращение, страх, интерес, презрение и стыд. Пациента просили сказать, какая эмоция изображена на фотографии. За каждый верный ответ пациент получал 1 балл [20].

Генотипирование. ДНК выделяли из периферической крови стандартным фенол-хлороформным методом. Подбор праймеров проводили с помощью сервисов Primer3Plus и Blast; генотипирование осуществляли с использованием ПЦР методом плавления с высоким разрешением на приборе Quant-Studio 7 Flex Real-Time PCR System, как описано ранее [21]. Генотипы в сайте rs53576 были получены для всех испытуемых, в сайте rs7632287 — для 689 человек, rs3796863 — 692 человек, rs4778599 — 679 человек. Для всех четырех полиморфных сайтов распределение генотипов соответствовало равновесию Харди—Вайнберга. Частоты минорных аллелей (во всех случаях это был аллель A) составили: для rs53576 — 0,41; rs7632287 — 0,26; rs3796863 — 0,32; rs4778599 — 0,38.

Анализ данных. Для статистической обработки результатов использовали программу JASP 0.16.4 [22]. Клинико-демографические характеристики групп с НДО и без НДО сравнивали с помощью t-критерия Стьюдента и критерия χ². Эффекты генотип-средовых взаимодействий оценивали с помощью ковариационного анализа (ANCOVA), в котором контролировали пол и возраст испытуемых. Для этого гомозигот по минорному аллелю объединяли в одну группу с гетерозиготами; НДО кодировали как 0 (отсутствие) или 1 (наличие хотя бы одного фактора НДО). Поскольку оценивали четыре полиморфных сайта, к эффектам взаимодействия в моделях применяли поправку Бонферрони: эффекты считали значимыми при уровне p<0,05/4=0,0125. Для post-hoc попарных сравнений использовали 1000 бутстреп-выборок и критерий Тьюки. В соответствии с рекомендациями для больших выборок (n>500) [23] решение о применении параметрических методов принимали на основании значений асимметрии и эксцесса распределения показателя РЭЛ (асимметрия = –0,15, стандартная ошибка (со) = 0,09; эксцесс = –0,48, со = 0,19) и наименьшего размера группы в ковариационном анализе (все n>50).

Пациенты в среднем правильно называли 4—5 эмоций из 9, что ниже показателя нормы (5—6) [20]. Оценка влияния на РЭЛ таких переменных, как пол, возраст, образование, выраженность позитивных, негативных и общих психопатологических симптомов и общее когнитивное функционирование, в качестве индикатора которого использовали показатель семантической вербальной беглости, показала, что помимо пола (ANCOVA, F=9,25; p=0,002; размер эффекта η²_p=0,02) и возраста (F=8,80; p=0,003; η²_p=0,02) значимыми предикторами ухудшения РЭЛ были выраженность негативных симптомов (F=8,14; p=0,005; η²_p=0,02) и снижение показателя вербальной беглости (F=12,78; p<0,001; η²_p=0,03).

НДО имели 49% выборки. У пациентов с НДО отмечались более ранний возраст начала заболевания (t=2,18; p=0,030), менее высокий уровень образования (χ²=4,21; p=0,040) и меньшая выраженность позитивных симптомов (t=2,43; p=0,016), чем у больных без НДО (табл. 2). У них также наблюдалась слабая тенденция к более высоким оценкам РЭЛ (t=1,61; p=0,108). По остальным клинико-демографическим показателям и распределению генотипов в изученных сайтах группы были сходны.

Таблица 2. Клинико-демографические характеристики пациентов с НДО и без него

Примечание. Для количественных признаков даны средние значения и стандартные отклонения. * — различия значимы (p<0,05).

Основной анализ выявил значимый эффект взаимодействия OXTR rs53576 и НДО на РЭЛ (F=11,51; p<0,001; η²_p=0,02). При этом главные эффекты генотипа и НДО не были достоверными. Post-hoc-анализ показал, что носители аллеля A без НДО отличаются от носителей аллеля A с НДО (p=0,009; размер эффекта Cohen’s d=0,30) и гомозигот GG без НДО (p=0,039; Cohen’s d=0,29). Носители аллеля A без НДО имели самую низкую оценку РЭЛ, а с НДО — самую высокую оценку из четырех групп (табл. 3), т.е. наличие НДО вело к значимому улучшению РЭЛ у носителей аллеля A. Выявленные тенденции были сходны у мужчин и женщин. Эффект НДО среди носителей аллеля A составил: женщины — F=5,59; p=0,018; мужчины — F=4,43; p=0,036. Учитывая обнаруженную связь РЭЛ с негативной симптоматикой и вербальной беглостью, нами добавлены в модель для rs53576 эти показатели. Эффект взаимодействия между генотипом и НДО остался значимым (F=7,01; p=0,008; η²_p=0,01), несмотря на уменьшение размера выборки (из-за наличия оценок PANSS только для части пациентов). Дополнительно нами проведен ANCOVA для трех генотипов, т.е. не объединяя гетерозигот AG и гомозигот AA. Эффект взаимодействия генотипа и НДО остался значимым (F=6,61; p=0,001; η²_p=0,02); наибольшие различия, согласно критерию Тьюки, наблюдались между гомозиготами AA с НДО и без НДО (p=0,063).

Таблица 3. Показатель распознавания эмоциональных выражений лиц в зависимости от генотипа в группах с НДО и без него

Примечание. * — эффект взаимодействия rs53576 и НДО значим (p<0,001).

Для остальных полиморфизмов не обнаружено ни главных эффектов генов, ни эффектов их взаимодействия с НДО.

По результатам исследования не было обнаружено влияния отдельных полиморфизмов на РЭЛ, выявлена только слабая тенденция к повышению РЭЛ при НДО (р~0,1). Вместе с тем эффект взаимодействия генотипа в сайте OXTR rs53576 и НДО был значимым и свидетельствовал о более высокой чувствительности носителей аллеля A к НДО. Носители аллеля A, выросшие в благоприятных условиях, распознавали эмоции хуже, чем пациенты без НДО с генотипом GG и пациенты с аллелем A, в анамнезе которых имелись данные об НДО.

Полученные результаты согласуются с представлениями о роли аллеля A (rs53576) в чувствительности к особенностям детского опыта, которые влияют на психосоциальное развитие. Так, ранее было обнаружено, что аллель A модулирует эффект НДО / стилей воспитания на объем гиппокампа (показатель влияния стресса), воспринимаемый уровень социальной поддержки и формирование психопатических черт у детей и подростков [24, 25], а также на черты тревожного ряда, недоверчивость и психопатологию у взрослых [26—28]. Вместе с тем имеются данные относительно аллеля G как обеспечивающего больший отклик и на благоприятные, и на неблагоприятные средовые воздействия [12], что, возможно, объясняется спецификой воздействий и изучаемого фенотипа.

Согласно полученным данным, аллель A, связанный с более высокой экспрессией OXTR в мозге [29], в отсутствие НДО ассоциирован с дефицитом РЭЛ (по сравнению с гомозиготами GG) и с меньшей выраженностью этого дефицита при наличии РЭЛ. Механизмы этого эффекта нуждаются в дальнейшем изучении. Исследования на животных и человеке показали, что ранние стрессовые события и особенности воспитания вызывают кратковременную активацию окситоцинергической системы, в частности выражающуюся в повышении экспрессии OXTR, а в долгосрочной перспективе ведут к угнетению ее активности, возможно, вследствие метилирования OXTR [30]. Можно предположить, что выявленное нами направление эффекта аллеля A объясняется чрезмерно высокой экспрессией OXTR под действием стресса и ее последствиями для строения ЦНС в детстве. В то же время во взрослом возрасте высокая экспрессия OXTR, обусловленная носительством аллеля A, может оказывать смягчающее действие на последствия детской травмы. Наши результаты и эта гипотеза перекликаются с данными о том, что в норме ранний стресс улучшает распознавание эмоций, связанных с реакцией избегания, и интраназальный OXT действует в сторону улучшения их распознавания только у лиц без раннего стресса [31].

Основным ограничением данного генетического исследования является отсутствие контрольной группы здоровых, в которой можно было бы собрать такую же информацию о семейной истории, как у больных, т.е. которая базировалась бы не только на данных самоотчета, что не позволяет сделать выводы о специфичности выявленных закономерностей для дефицита РЭЛ при шизофрении. Следует также отметить традиционные для ретроспективных исследований НДО трудности полной и точной оценки наличия травмирующих факторов, связанные в том числе с продолжающейся дискуссией относительно списка факторов НДО [18]. Эти трудности также обусловлены ограниченным отражением релевантной информации в медицинской документации, включая истории болезни. В то же время нужно подчеркнуть, что в исследование включались только те пациенты, у которых в историях болезни имелись сведения о родительской семье. Также провели уточнение данных с помощью ответов пациентов на вопросы анкеты о наличии в семье психических расстройств и алкоголизма, об образовании родителей и материальном положении семьи. Анкета предъявлялась после проведения когнитивного тестирования. Наконец, к ограничениям исследования можно отнести использование только одной экспериментальной задачи для оценки РЭЛ. В ней испытуемый должен был сам назвать эмоцию, а не выбрать название из списка; при этом на испытуемого не накладывалось временных ограничений, эмоции были ярко выражены и количество образов для опознания было небольшим. Это имеет свои преимущества и недостатки. Преимуществами являются отсутствие нагрузки на существенно нарушенные при шизофрении концентрацию внимания, рабочую память и скорость обработки информации, высокая толерантность испытуемых к исследованию и отсутствие риска завышенной оценки РЭЛ, который возникает при выборе названия из списка. Однако методика адресована только одному аспекту РЭЛ — оцениванию образа, в то время как для РЭЛ важен также этап восприятия быстро меняющихся сложных зрительных образов (выражений лиц). Кроме того, для распознавания каждой эмоции предъявлялся только один стимул, что ограничивает надежность измерения. В будущих исследованиях необходимо использование стандартизованных батарей, адресованных различным аспектам РЭЛ, с учетом соотношения психометрических свойств входящих в них задач, в первую очередь уровня трудности.

Обнаруженный эффект взаимодействия между геном рецептора окситоцина и НДО на распознавание эмоциональных выражений лиц подтверждает, что при шизофрении связь РЭЛ с обменом окситоцина не является простой, на нее действует много факторов. Для решения вопроса о целесообразности применения интраназального окситоцина для улучшения социальной адаптации больных шизофренией и о том, какие индивидуальные особенности пациента нужно учитывать при назначении окситоцина, необходимо проведение комплексных двойных слепых исследований, в которых бы контролировались генетические особенности пациентов и их детский опыт.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.