Современное состояние молекулярно-генетических исследований в суицидологии и новые возможности оценки риска суицида

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», г. Санкт-Петербург, Россия ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского»

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева»

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова»

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет»

Современное состояние молекулярно-генетических исследований в суицидологии и новые возможности оценки риска суицида

В.А. Розанов, А.О. Кибитов, Р.Р. Гайнетдинов,

Обзор посвящен современному состоянию проблемы изучения генетических факторов суицидального поведения. Обсуждаются ключевые факты и закономерности, выявленные в ходе изучения наследуемости суицидального поведения с применением различных подходов, в частности, классической поведенческой генетики, стратегии генов-кандидатов и стратегии полногеномного сканирования, которая в последние годы приобретает все большее значение. Отдельно обсуждаются такие вопросы, как поиск доказательств изменений активности генов на уровне транскрипции, выявления эпигенетических феноменов и накопления белковых продуктов в аутопсийном материале, а также поиск информативных биомаркеров в крови. В генетике суицидального поведения прослеживается та же тенденция, которая в последнее время выявлена в отношении ряда психических расстройств - «исчезновение наследуемости» при переходе от классических психогенетических моделей (близнецовые исследования) к оценкам наследуемости на основе выявляемых мононуклеотидных маркеров, а также высокая степень взаимного перекрывания между маркерами расстройств (особенно депрессии и биполярного расстройства) и суицидального поведения. Обсуждение возможностей получения прогностических маркеров основывается на моделях стресс-уязвимости, которые в последние годы являются доминирующими в суицидологии. Одновременно необходим учет взаимодействия генов и среды и формирования «инкубированной травмы», а также оценка состояния когнитивных процессов. В связи с этим наиболее перспективны комплексные исследований в суицидологии, сочетающие высокотехнологичные приемы современной молекулярной генетики и психологические, психосоциальные (стресс и его субъективное восприятие), клиникопсихиатрические и когнитивные характеристики суицидальной личности на разных стадиях суицидального процесса - от мыслей антивитального характера до суицидальных попыток и завершенного суицида. Отдельно обсуждается ценность эпигенетических находок в аутопсийном материале и маркеров транскрипции в цельной крови. Проведение комплексного генетического исследования в России, согласно предложенной в обзоре стратегии, позволит уточнить ценность многих уже известных маркеров и оценить их предиктивную силу для конкретных популяций, а также выработать собственное видение возможности предсказания и превенции суицидов, особенно среди молодежи. Хорошие перспективы для сопоставительного анализа данных открываются благодаря активности международных консорциумов по психиатрической генетике и появлению такого объединяющего фактора, как аналогичный Российский консорциум, в рамках которого авторы призывают больше внимания уделять суицидальным фенотипам. Все это отражает возросшие возможности оценки риска, предикции и превенции суицидов.

Ключевые слова: самоубийство, суицидальное поведение, генетические факторы, поведенческая генетика, взаимодействие генов и среды, молекулярно-генетические маркеры, гены-кандидаты, эпигенетические феномены, продукты генной активности, головной мозг, биомаркеры крови

Molecular genetics studies in suicidology and new opportunities in risk assessment

The review is analyzing modern tendencies in the field of genetics of suicidal behavior. The authors discuss key facts and regularities obtained through classical behavioral genetics studies, candidate genes strategies and genome-wide association studies. The latter is gaining wider representation recently and is very promising. Such issues as the search of transcriptional correlates, epigenetic phenomena and proteins levels changes in brain tissue post mortem, as well as blood biomarkers, are discussed. In suicide genetics, the same tendency as in the genetics of mental disorders is revealed - “disappearing of heritability” when classical twin studies are compared with single-nucleotide polymorphisms studies, as well as high level of common genetic associations between psychiatric disorders (especially major depression and bipolar disorder) and suicide. The probability of obtaining markers with certain predictive potential is based on the stress-vulnerability model of suicide that is dominating in modern suicidology and is taking into consideration genes-environment interactions and encounter development of the “incubated trauma” that may be associated with epigenetic processes. It is concluded that priority should be given to complex studies combining modern molecular genetics technologies with psychological, psychosocial (perceived stress), clinical (mental health and psychiatric disorders) and cognitive features of the suicidal personality on the different stages of the suicidal process - from suicidal ideation to suicide attempts and completed suicides. Conducting such a study in Russia according to the strategy proposed in the review will clarify the validity of many already known predictive markers for the local populations and will help to develop an own vision of the opportunities of suicides prediction and prevention, especially in young people. Fairly good perspectives are opening recently due to wider possibilities of comparative analysis based on the activity of the international consortiums of psychiatric genetics and corresponding Russian consortium that should pay more attention to suicidal phenotypes within planned studies. Summing up, growing opportunities of risk assessment, prediction, and prevention of suicides are evident recently.

Keywords: suicide, suicidal behavior, genetic factors, behavioral genetics, genes-environment interaction, molecular genetics markers, candidate genes, genome-wide association studies, transcription products, epigenetic phenomena, brain, blood biomarkers

Введение

За последние 15-20 лет в области психиатрической генетики наблюдается резкий количественный скачок в накоплении новых знаний и качественный сдвиг в плане понимания природы психических расстройств. Это связано, прежде всего, с технологическим прогрессом в области выявления индивидуальных генетических полиморфизмов, удешевлением процедуры так называемого полногеномного сканирования на основе широкоплотной чип - гибридизации (около миллиона маркеров менее чем 100 долларов США за образец) и появлением множества полногеномных ассоциативных исследований (genome-wide association studies, GWAS), направленных на выявление однонуклеотидных генетических полиморфизмов, ассоциированных с психиатрическими фенотипами. Эти исследования, с одной стороны, ясно дали понять, что психические расстройства имеют полигенную природу и зависят от сотен (а возможно, и тысяч) индивидуальных генетических вариантов. Последнее было далеко не очевидно, поскольку ещё совсем недавно высказывались предположения, что шизофрения, например, предопределяется 2-9 или даже одним мутантным геном [1, 2]. С другой стороны, новейшие работы выявили, что одни и те же генетические факторы ассоциированы с целым рядом заболеваний, которые современная психиатрия рассматривает как отдельные нозологии. В частности, оказалось, что взаимное перекрывание по генетическим маркерам между шизофренией и биполярным аффективным расстройством (БАР) составляет около 15%, между БАР и депрессией - 10%, между шизофренией и депрессией - 9%, а между шизофренией и аутизмом - около 3% [3]. Точность современных генетических исследований и возможность опереться на конкретные патофизиологически обоснованные генетические маркеры позволяет поставить вопрос о новом синтезе - понимании сущности расстройств уже не столько на основе клинических проявлений, сколько на основе их генетической подоплёки, за чем может последовать новая классификация психических болезней [4, 5].

В то же время, наметилась ещё одна интересная тенденция - оценки наследуемости по данным исследований, основанных на классических методах поведенческой генетики (в частности, на близнецовом методе) очень существенно отличаются от оценок, получаемых на основе полногеномного сканирования (так называемого ЬегйаЫШу) и исчисления полигенного риска. Так, вариабельность генома по выявленным 8КР предсказывает 23% риска шизофрении, в то время как близнецовые и семейные исследования указывают на наследуемость в пределах 81%. Аналогично, для БАР эти оценки составляют 25% против 75%, для гиперкинетического расстройства - 28% против 75%, для аутизма - 14% против 80% и для депрессии - 21% против 37% [1, 3]. Такое явление иногда характеризуют, как «исчезающая наследуемость» - ситуация, при которой близнецовые исследования говорят об исключительно высокой наследуемости (например, как при аутизме - порядка 80%), в то время как несколько десятков выявленных генетических полиморфизмов при статистическом анализе по схеме «случай-контроль» объясняют не более 5% дисперсии признака аутизма, то есть 75% наследуемости как-бы «исчезает» [5]. Объяснений у этого наблюдения много, от эпистатического действия генов и недоучёта влияния редких генов (что предусматривает все-таки приверженность базовым принципам генетического анализа) до признания принципиальной неточности обоих подходов и подозрений в отношении очень сильного влияния ранних этапов развития, что трудно поддается учёту [1, 5].

Не вдаваясь сейчас в детали обсуждения этого парадокса, мы хотели бы проанализировать положение дел в области классической и ультрасовременной генетики суицидального поведения и на этой основе наметить стратегию дальнейшего поиска генетических коррелятов суицидальности, главным образом с позиций возможного получения предиктивных маркеров, которые можно было бы использовать в целях суицидальной превенции. Приступая к этой задаче, необходимо отметить, что самоубийство тесно связано с психическими расстройствами, особенно с аддикциями, посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), аффективными расстройствами и шизофренией, однако случается и при их явном отсутствии [7]. Более того, лишь 5% больных с психическими расстройствами (например, с шизофренией) совершают самоубийства [8]. Данное обстоятельство даёт основание говорить о суицидальности как о некоей самостоятельной форме поведения, обусловленной не только расстройствами и психопатологией, но и социальными факторами, определённым сочетанием личностных черт, а также низкой переносимостью стрессовых и фрустрирующих ситуаций [9, 10]. Особая роль стресса в патогенезе суицидальности отражена в моделях стресс-уязвимости - феномена, который понимается как психолого-биологическая предиспозиция, имеющая генетическую и эпигенетическую природу [11, 12, 13].

Психогенетика суицидального поведения

Тот факт, что самоубийства часто имеют семейную историю, всегда привлекал внимание и рассматривался как свидетельство влияния генов [14]. В то же время, анализ с позиций классической поведенческой генетики ясно указывает на то, что генеалогический метод не позволяет оценить дифференциальный вклад наследственности и среды в наблюдаемый признак. В семьях может иметь место «выученный нейротизм» - реакция потомства на стиль реагирования родителей на жизненные неприятности и проблемы, что может оказывать независимое влияние на склонность к суициду [15]. Более того, неоднократно указывалось на значение взаимодействия генов и среды - в виде модерирования генотипами эффектов среды, либо как результат поведенческого выбора некоторыми носителями определённых генотипов повреждающей среды, либо с учётом фактора развития и неблагоприятных ранних воздействий (детская психотравма) [10, 12, 16]. Тем не менее, два недавних семейных исследования на больших контингентах (тысячи и десятки тысяч самоубийств) в целом подтверждают высказанные ранее предположения о независимом наследовании суицидальности.

Так в Датском исследовании было показано, что и самоубийство, и психическое расстройство в семье существенно повышают риск самоубийства, однако их влияние независимо друг от друга [17]. Второе масштабное исследование, в котором благодаря широкому охвату участников и учёту их родственных связей удалось отдифференцировать влияние генов и среды, показало, что оба фактора имеют примерно равное значение. Так, наличие сиблинга, покончившего с собой (50% общих генов и общая среда), повышает риск самоубийства в 3,1 раза, в то время, как у полусиблингов по матери (25% общих генов и общая среда) риск примерно в 2 раза ниже. Родственники третьего порядка (двоюродные братья и сестры, 12,5% общих генов) имеют повышенный риск по сравнению с контролем. Сиблинги жертв суицида имеют более высокий риск, чем их потомки (3,1 против 2,0, в обоих случаях 50% общих генов, но у сиблингов более общая среда), а полусиблинги по матери имели более высокий риск, чем полусиблинги по отцу [18]. Монози- готные близнецы ожидаемо имели более высокий риск, чем дизиготные [18].

В плане количественной оценки вклада генов и среды лучше всего обстоит дело при использовании близнецового метода. Немногочисленные, но убедительные суицидологические работы в этой области позволили, используя классический метод расчёта (формула Хольцингера), рассчитать вклад наследственности, который для суицидального поведения (имеется в виду завершённый суицид) был оценён в пределах 45% [19]. Недавно это величина была подтверждена и уточнена в мета-анализе, она составила 43% [20, 21]. Такие высокие значения наследуемости суицидальности, сопоставимые с показателями наследуемости депрессии и основных свойств темперамента [22] указывают на значительную роли генов в провоцировании этой формы поведения, зависящей от множества факторов сугубо человеческой природы, включая мировоззрение, самоотно- шение, психическую боль, потерю смысла жизни и слом антисуицидальных моральных запретов. В некотором смысле это удивительно, поскольку наследуемость серьёзных психических расстройств, в патогенезе которых роль биологических механизмов представляется гораздо более существенной, не намного выше. В то же время, в отношении суицидальности (в самом общем понимании, от устойчивых анти- витальных мыслей до завершённого суицида), как будет видно из дальнейшего изложения, проявились те же закономерности: взаимное перекрывание между генами, ассоциированными собственно с суицидальным поведением и с наиболее суицидогенными расстройствами (в частности, депрессией) и «исчезновение наследуемости» при переходе к оценке риска на основе выявленных ассоциаций с генетическими полиморфизмами.

Поиск ассоциаций (стратегия генов - кандидатов)

Поиск ассоциаций на основе стратегии генов-кандидатов в области суицидологии происходил наиболее активно, начиная с 90-х годов прошлого столетия как результат внедрения соответствующих технологий (в основном

- полимеразной цепной реакции). Выбор исследуемых генов был обусловлен представлениями о наиболее вероятных патофизиологических механизмах суицидального поведения. В связи с этим основное внимание изначально уделялось системе серотонина и норадреналина, дофаминергической системе, в дальнейшем - системе ГАМК, эндоканнабиноидам, эндогенной опиоидной системе, гипоталамо- гипофизарно-кортикоидной системе стресс - реагирования (ГГКС) и системе нейротрофи- нов. Исследования касались генов, кодирующих ферменты обмена соответствующих нейромедиаторов, их изоформы, рецепторы, их субъединицы, транспортеры, внутриклеточные регуляторы, компоненты цитоскелета, разнообразные внутриклеточные регуляторные белки и транксрипционные факторы [23, 24, 25].

По дизайну генетические исследования в суицидологии (как и в психиатрической генетике или генетике ненаследственных заболеваний) чаще всего представляют собой поиск статистически значимых ассоциаций или корреляций между исследуемым фенотипом (суицидальные мысли, попытка суицида, завершенный суицид) и вариациями структуры генов- кандидатов (association studies). В качестве непосредственных маркеров обычно выступают однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs), но также и микросателлитные последовательности, инсерции-делеции, варьирующие тандемные повторы (VNTRs) и вариации числа копий генов (CNVs), то есть самые разные маркеры, отражающие генетические отличия между индивидуумами [26]. Альтернативным вариантов дизайна является анализ сцепления, то есть определение вероятности совместного наследования фенотипического признака и исследуемого маркера на уровне семейной передачи от родителей детям (linkage studies) [27].

Результаты этих исследований привели к определённым ценным для науки результатам, при этом статистически подтвержденные находки касались в основном генов серото- нинергической и дофаминергической систем и нейротрофического фактора мозгового происхождения (BDNF) [10, 16, 25, 28]. При анализе многочисленных работ в этой области заметна следующая тенденция - сотни исследований, порой отличающихся по дизайну, дают «на выходе» весьма незначительный результат - десятки подтверждённых маркеров. Так, например, тщательный и скрупулезный анализ, посвящённый только генам серотонинергической системы, показал, что из 278 работ, выявленных автором к моменту публикации (2007 г.) ассоциация с тем или иным маркером выявлена в 58 работах, то есть менее чем в четверти случаев [29]. При этом наибольший процент ассоциаций (около половины исследований) связан с наиболее хорошо изученными функциональными полиморфизмами гена катехоламин-О- метил-транферазы СОМТ и транспортера серотонина БЬС6Л4, которые ранее были «замечены» в связи с различной психиатрической патологией, эмоциональными нарушениями и аддикциями [29].

Мы намеренно не уточняем конкретные полиморфные сайты, связанные с теми или иными локусами, которых в отдельных генах выявлено десятки, и перечисление которых не входит в задачи данной публикации. Выбор маркеров диктуется многими соображениями, но чаще всего - изученностью того или иного маркера, установленной ранее ассоциацией с какими-либо психическими расстройствами, наличием логической связи с физиологическими функциями, характеристиками ЦНС, работой медиаторных систем, связью с эмоциональными или поведенческими особенностями индивидуумов. Так, цикл суицидологических работ по генам, кодирующим изоформы моно- аминоксидазы (МАО) был в значительной степени инициирован более ранними работами, в которых было показано участие МАО в патогенезе шизофрении и установлена связь некоторых полиморфизмов в этом гене с проявлениями агрессивного поведения [30, 31]. Все это сужает круг возможных находок, большинство исследователей «ищут» там, где уже найдено многое. Это не исключает, разумеется, и необычных результатов, как например, в работе [32], в которой была выявлена ассоциация суицидальной попытки с генами одной из субъединиц натриевого канала и ключевого белка синаптического выброса, то есть с базовыми функциями нервной клетки.

Следует отметить, что стратегия поиска генов-кандидатов обычно не требует очень больших выборок (наиболее частый объём - 150-200 человек), при этом большое внимание уделяется этнической однородности. Работы данного типа выполнили свою стратегическую задачу, примерно описав круг генетических маркеров, наиболее тесно ассоциированных с суицидальным поведением и оценив их универсальность или исключительность. Для таких исследований особое значение приобретает обобщение данных путём мета-анализа. Так, в одном из мета-анализов подтверждена ассоциация полиморфизма транспортера серотонина на объединённом контингенте из 1168 случаев суицидальных попыток и завершённых суицидов лиц Европеоидной и Китайской этнической принадлежности в сравнении 1371 контролем [33]. Таким образом, по наиболее изученным генам ассоциация суицидального поведения с серотониновой системой подтверждается на смешанных популяциях.

Другие варианты доказательств роли генов в суицидальности

Другие варианты доказательств включают исследование интенсивности транскрипции генов, измерение уровня соответствующих мРНК, иммунохимическое картирование плотности белков-продуктов в мозговых структурах и оценку эпигенетических феноменов, участвующих в регуляции транскрипции (метилирование ДНК, модификации гистонов и синтез некодирующих микро-РНК). Все эти исследования возможны в ткани мозга post mortem, либо на уровне периферических маркеров - в клетках крови или в суммарной РНК крови. Наиболее важные результаты получены при исследовании аутопсийного материала. Исследования такого рода сопряжены с этическими ограничениями и методическими сложностями (как можно более короткое время от момента смерти до момента взятия материала, контроль рН аутопсийного материала). Как правило, речь в связи с этим идёт о небольшом числе случаев (30-40 образцов), но с большими возможностями исследования различных отделов мозга.

За последние 10-15 лет опубликованы десятки исследований по оценке экспрессии и функции генов в мозге погибших от самоубийства. Они касаются в основном генов ГГКС, серотонинергической и норадренергической систем, нейротрофинов и факторов внутриклеточной передачи нейрональных сигналов. Относительно недавно опубликована подборка этих данных, что позволяет нам не останавливаться на отдельных исследованиях [10]. Исследования такого рода в основном направлены на подтверждение ассоциаций, выявленных в ходе реализации стратегии генов-кандидатов, путём подкрепления полученных данных фактами функционального характера. Изменения экспрессии ключевых генов в мозге погибших вследствие суицида по сравнению с индивидуумами, погибшими от иных причин (чаще всего

- несчастных случаев), в целом подтверждают выявленные ранее ассоциации.

В то же время, результаты этих исследований дают крайне неоднородную картину изменений, порой не укладывающуюся в патофизиологические схемы. Так, например, экспрессия компонентов ГГКС в её начальном (корти- котропин-релизинг гормон и его рецепторы) и эффекторном звене (рецептор к кортизолу) не всегда укладывается в логическую схему стресс-гиперреактивности, в некоторых работах выявлено усиление экспрессии наиболее изученного рецептора серотонина 5НТ2А, однако другие работы это не подтверждают, а также не находят изменений экспрессии важнейшего регулятора оборота серотонина - МАО и её изоформ. В то же время, более определённо выглядят результаты анализа генов норадренергической системы (в основном усиление экспрессии), генов нейротрофинов и их рецепторов (в основном - снижение) и системы транскрипционного фактора СКЕБ (в основном

- снижение) [10]. Что касается отделов мозга, то в большинстве работ исследуются гиппокамп, префронтальная кора и миндалина, что обусловлено участием этих отделов мозга в патогенезе депрессии, агрессии, формировании эмоций при стрессе и процессах принятия решений. В целом работы этого плана концентрируются на тех же системах и генетических факторах, что и ассоциативные исследования.

Относительно новой является тема эпигенетических меток при суициде. Драйвером этих исследований являются данные о том, что эти модификации ДНК и гистонов могут быть индуцированы стрессовыми влияниями (подробный обзор - см. [34]). Исследования касаются нескольких основных направлений - изучения эпигенетических маркеров гена ББКР и его рецептора, генов метаболизма полиаминов, ряда генов-маркеров метаболизма глиальных клеток, генов ферментов обмена, рецепторов и транспортера серотонина, ГАМК, а также рецептора кортизола и его модуляторов [35]. Кроме того, в некоторых работах оценивается общий уровень метилирования ДНК, выделенной из ткани мозга. Так в вентральной префронтальной коре мозга 25 жертв суицида в широком возрастном диапазоне (16-89 лет) с подтверждённой историей тяжелой депрессии в сравнении с 28 контролями, умершими от иных причин и не имевших диагноза депрессии, метилирование CpG участков ДНК усиливается с возрастом, при этом в мозге лиц, покончивших с собой, степень метилирования была примерно в 8 раз выше [36]. Авторы приходят к выводу, что метилирование вносит определённый вклад в повышение риска самоубийства при аффективных расстройствах, особенно в процессе клеточного старения, связанного с оксидатив- ным стрессом и нарушениями нейрон- глиальных взаимодействий. В другой, близкой по методологии работе, подтверждено гиперметилирование отдельных участков ДНК ткани префронтальной коры, что также связывают с патофизиологией самоубийства, учитывая роль лобных долей в принятии решений и планировании будущего [37]. Тесная связь между эпигенетическими модификациями при депрессии и суицидальном поведении детально анализируется в обзоре [38], авторы особое внимание обращают на гиперметилирование генов BDNF и рецептора к этому и к другим нейротрофи- нам, и приходят к выводу, что эпигенетические события выступают платформой для взаимодействия генов и среды (стресса) в процессе формирования аффективных расстройств и суицидальности [38]. Находят свое подтверждение данные о многочисленных эпигенетических маркерах в глиальных структурах при депрессии [39], эпигенетической природе нарушений обмена полиаминов (гиперметилирование промоторов генов соответствующих декарбоксилаз аминокислот) в мозге при депрессии и риске суицида [40]. Интересные данные получены относительно эпигенетической регуляции метаболизма полиненасыщенных жирных кислот при суицидальных попытках на фоне депрессии. Нарушения обмена высших жирных кислот и холестерола часто выявляются при суицидальном поведении [41], в связи с этим интересно то, что выявлена связь гиперметилирования гена, отвечающего за синтез элонгазы, удлиняющей жирнокислотные цепи, с суицидальными попытками [42].

Наиболее убедительны результаты работ [43, 44], в которых исследовали метилирование ДНК проб гиппокампов людей, покончивших с собой, и лиц, погибших от других причин (контрольная группа). У жертв суицида при этом учитывали выраженность перенесённого в детстве тяжелого стресса. С этой целью использовали метод психологической аутопсии (опрос родственников и анализ медицинской документации). Оказалось, что экспрессия рецептора к кортизолу в ткани гиппокампов суицидентов, имевших историю детской травмы, была снижена по сравнению как с покончившими с собой и не имевшими травмы, так и с умершими от иных причин. Этот факт сочетался с гиперметилированием промоторных участков специфического связывания белкового фактора роста нервов NGFI-A - транскрипционного фактора, усиливающего транкрипцию гена рецептора к кортизолу [43, 44]. Данная работа подчёркивает роль ранних периодов развития личности и, в частности, психологической травмы детства, как важного фактора суици- дальности, а полученные данные укладываются в модель стресс-уязвимости [11, 25].

Таким образом, эпигенетические метки, главным образом, метилирование ДНК, систематически выявляются в связи с суицидальным поведением. Данное направление исследований в последнее время упоминается как одно из наиболее перспективных, как в плане дальнейшего изучения биологических механизмов суи- цидальности, так и в плане разработки тестов для оценки повышенного риска и поиска мишеней для патогенетически обоснованной коррекции [45-48]. Мы выдвигаем точку зрения, что эпигеном, как динамичный интерфейс между относительно стабильным геномом и исключительно динамичной окружающей средой, является тем материальным субстратом, через который реализуются эффекты как раннего, так и хронического психосоциального стресса в современном обществе, что может быть одним из факторов быстро растущих нарушений психического здоровья и самоубийств у молодых людей [49].

Анализ взаимодействия генов и среды

Для поведенческих фенотипов особенно важно не только носительство аллелей или их сочетаний, определяющих те или иные свойства, а взаимодействие генов и среды (обозначаемое в поведенческой генетике как GxE, genes-to-environment). Наследуется не сам признак (в случае суицидального поведения - крайне полиморфный, от мыслей и попыток до завершённого суицида), а уязвимость личности по отношению к факторам среды (стрессу, потерям, фрустрациям, разочарованиям, нереализованным желаниям, недостигнутым целям в жизни и т.д.). В рамках таких взглядов сформировались наиболее известные современные модели суицида, основанные на концепции стресс-диатеза, или стресс-уязвимости [49-51]. Последняя трактуется как характеристика личности, имеющая биологическую природу - генетически обусловленную и/или усиленную в результате неблагоприятного протекания ранних периодов развития [11, 12, 13, 51, 52].

Наиболее ясно это сформулировано в модели стресс-уязвимости Дануты Вассерман, согласно которой суицидальный процесс, протекающий во времени, инициируется стрессовыми событиями, которые накладываются на изначально существующую (носительство генов, повышающих риск) или сформировавшуюся в процессе развития (эпигенез) стресс-уязвимость [52]. В то же время, в современных моделях суицида большое внимание уделяется нарушениям когнитивной сферы, в частности, механизмам принятия решений, разрешения проблем, преодоления трудностей и способностям вырабатывать эффективные стратегии преодоления [53, 54]. Такого понимания суицида придерживаются даже наиболее психологически ориентированные авторы, утверждая, что лучше всего объясняют суицид «биологически ориентированные модели стресс-уязвимости, сочетающиеся с особым вниманием к когнитивным процессам» [55]. Эти теоретические построения наиболее логично объясняют суицид в юношеском и молодом возрасте [56].

Методически исследования данного типа изучают ассоциации проявлений суицидально- сти с генетическими факторами с учётом выраженности жизненного стресса, который, в свою очередь, обычно оценивается как накопление негативных жизненных событий за определённый период времени. Наиболее известно в связи с этим лонгитюдное исследование, в котором риск суицидальных мыслей и попыток, а также симптомы депрессии оказались связанными с функциональным полиморфизмом промотора серотонинового транспортера 5-ИТТЬРЯ. Оказалось, что перенесённые в детстве невзгоды, лишения и различные виды семейного насилия в большей мере усиливают депрессию, суицидальные мысли и попытки на фоне актуального стресса у носителей короткого ^) аллеля, определяющего сниженную транскрипцию белка-транспортера серотонина [57]. Другим ярким примером является уже упомянутая работа [44], в которой роль ранней трав- матизации выявлена на уровне эпигенетических трансформаций гена кортизолового рецептора. Исследование GxE в сочетании с выявлением эпигенетических маркеров считается наиболее перспективным направлением для понимания патофизиологии суицидального поведения, его связи с депрессией, а также как окно возможностей для прогнозирования [58, 59].

В относительно недавнем полном обзоре по данной теме цитируется 45 исследований, в которых оценивалось взаимодействие GxE в отношении суицидального поведения, из них в 16-ти оно было подтверждено [60]. Ассоциации выявляются с наибольшей частотой с маркерами серотонинергической системы (транспортер, рецепторы, трипотфангидроксилаза,), системы стресс-реагирования (рецепторы к котрикотропин-релизинг-гормону), нейротро- финов (BDNF и тирозинкиназа), а также касаются белка-шаперона FKBP5, имеющего отношение к эффективности работы кортизолового рецептора, и регулятора системы G-белков [60].

Данное направление исследований, несмотря на очевидную ценность для понимания роли взаимодействия генов и среды в суици- дальности, пока не очень широко представлено. В то же время, оно позволяет оценивать генетические факторы, как повышающие, так и понижающие риск, то есть выполняющие протек- тивные функции. Важнейшим условием молекулярно-генетических исследований в суици- дологии в связи с этим является сбор у испытуемых как можно более полной информации о характере стрессовой нагрузки, включая период детства, подростковый период и дальнейшее взросление. Мы отстаиваем точку зрения, что информация о негативных событиях жизни должна быть дополнена оценкой выраженности субъективно воспринимаемого стресса, поскольку субъективный компонент (а не только факт произошедших негативных событий жизни) может оказаться в данном контексте решающим [13].

молекулярный генетическиий суицидальный

Данные полногеномных ассоциативных исследований и оценка полигенного риска

Главное, что объединяет все исследования, перечисленные выше - это ориентация на генетические маркеры, заведомо имеющие отношение к нейрохимическим, метаболическим, нейрогуморальным и иным патофизиологическим механизмам суицидального поведения. В реальности это означает следование наиболее влиятельным моделям суицида, основанным на концепции стресс-уязвимости, и поиск ассоциаций с генами, связанными с основными нейромедиаторными системами мозга или факторами, влияющими на формирование и структурирование нервной системы: синаптогенез, межнейрональные взаимодействия и нейрон- глиальные взаимоотношения в процессе развития. Полногеномное ассоциативное исследование (GWAS, Genome-Wide Association Study) в этом отношении представляет собой прямую противоположность. Это направление и технология биомедицинских исследований, цель которого - выявление ассоциаций между различными геномными вариантами и фенотипическими признаками безотносительно какой-либо патофизиологической концепции, на основе как можно более широкого охвата известных полиморфизмов при использовании технологии чип-гибридизации на постоянно совершенствующихся коммерческих платформах [61]. Результатом при этом может быть обнаружение ассоциаций с различными генетическими аберрациями: хромосомными мутациями (целые хромосомы или их фрагменты), крупными вставками или делециями (100-100000 нуклеотидов), небольшими вставками или делециями (от 1 до 100), единичными заменами нуклеотидов. В большинстве случаев в процессе полногеномных исследований обнаруживаются ассоциации с однонуклеотидными полиморфизмами. Выявление при этом локусов, ранее уже «замеченных» в ходе реализации прицельных стратегий, становится сильным сигналом для исследователя, поскольку выступает продуктом независимых стратегий анализа.

До настоящего времени полногеномные исследования не дали каких-либо прорывных результатов в суицидологии [62, 63]. Несколько известных на сегодняшний момент работ (обзор 2016 г. включал 8 исследований, причём в подавляющем числе из них суицидальная попытка была побочным фенотипом) выявили как известные маркеры (в частности, связанные с рецептором к субстанции Р, имеющие отношение к процессам клеточной архитектоники ЦНС и т.д.), так и маркеры, ассоциированные с ранее малоизвестными генами. В то же время, ряд работ не выявили никаких достоверных ассоциаций, однако при оценке полигенного риска установили высокую степень взаимного перекрывания (генетической корреляции) между психическими расстройствами (шизофрения, БАР и рекуррентная депрессия) и суицидальными мыслями и попытками [62].

Основные проблемы данного метода и его эффективности связаны с малой частотой некоторых маркеров в популяциях, вследствие чего для получения надежных результатов нужны очень большие выборки [62]. В то же время, по мере накопления материала в биобанках и удешевления процедур, это может стать самым перспективным направлением исследований, как и секвенирование всего генома жертв суицида или лиц, совершивших попытки.

На данном этапе интересным и многообещающим является промежуточный подход, сочетающий в себе анализ традиционного GWAS с учётом данных, полученных по генам - кандидатам, сопоставление с данными международных консорциумов и расчёт полигенного риска [65]. Расчёт полигенного риска позволяет выявить ассоциацию с множеством маркеров, каждый из которых в отдельности оказывает слабый эффект, при этом ассоциации могут быть подтверждены на относительно небольших выборках [66]. Ценность данного подхода (основанного на специально разработанных математических методах, ввиду того что число маркеров в анализе обычно превышает число случаев) заключается в том, что он позволяет оценивать степень взаимного перекрывания генетических маркеров для близких фенотипов, и за счёт суммирования эффектов множества генов позволяет повысить предиктивную силу полногеномных ассоциативных исследований [66]. В работе [65] на специальной выборке (660 семей - триплетов, в которых пробанд совершил попытку) осуществлена полигенная оценка риска при сочетании двух стратегий - анализа попыток в связи с отсутствием / наличием психиатрических диагнозов и последующего сопоставления с данными Психиатрического Геномного Консорциума (РОС) по таким заболеваниям, как шизофрения, БАР и депрессия. В итоге была выявлена ассоциация с 16 генами, имеющими отношение к ранним стадиям развития головного мозга, в том числе, к клеточной адгезии, миграции клеток, внутриклеточной сигнальной трансдукции, рецепторным тирозин-киназам, транскрипционным факторам, нейротрофинам и другим сигнальным белкам, в частности ББЫЕ, СВИ10, СВИ12, СВИ13, СВИ9, СЯЕБ1, ВЬК1, ВЬК2, ЕБЕМР1, FOXN3, И2, LSAMP, ЫСЛМ1, NGF, NTRK2 и ТБСЮ1 [65]. В данной работе проявилось значительное взаимное перекрывание между генетическими факторами основных психических расстройств и таковыми для суицидального поведения. Здесь уместно отметить, что взаимное перекрывание между депрессией и суицидальным поведением, по данным анализа большого числа исследований, обусловлено 18ю «общими» генами, среди которых в основном гены серотониновой системы, метаболизма дофамина и норадреналина, ренин - ангиотен- зиновой системы, системы стресс - реагирования, обмена холестерола, рецептора к эстрогену и ген, связанный с циркадными ритмами [60].

Наиболее интересное исследование опубликовано группой из Дании, в котором на самой большой на данный момент выборке (6024 лиц с суицидальной попыткой и различными психическими расстройствами и 44240 контролей) не только были выявлены новые ассоциации, но и установлены общие и дифференцирующие маркеры по отношению к депрессии (ген фосфодиестеразы PDE4B). Все выявленные однонуклеотидные полиморфизмы объясняют 4,6% вариабельности суицидальной попытки. При контроле психиатрического диагноза наследуемость снижается до 1,9%, наоборот, при сочетании с аффективными расстройствами и расстройствами аутистического спектра наследуемость возрастает до 5,6% [67]. В целом данная работа, с одной стороны, подтверждает тенденцию, выявленную для большинства психических расстройств («исчезновение» наследуемости), а с другой - указывает на наличие небольшого, но отчетливо выявляемого генетического компонента суицидального поведения, не зависящего от наличия психических расстройств.

Полногеномные ассоциативные исследования на основе широкоплотной чип - гибридизации при суицидальном поведении рассматриваются всеми специалистами в области генетики суицида как наиболее перспективные, несмотря на необходимость вовлекать всё большие контингенты и нарастающую математическую сложность обработки данных. Не удивительно в связи с этим, что в армии США, в которой за последние 10 лет наблюдается беспрецедентный рост суицидов, впервые превысивший уровень в общей популяции [68], также взят курс на проведение подобных исследований, с учётом этнической стратификации контингентов военнослужащих [69] и ветеранов войн [70].

Конвергентная функциональная геномика, маркеры крови и суицид

Недавно опубликована сенсационная серия работ группы Niculescu из Indiana University School of Medicine, в которых приводятся данные о связи с суицидальным поведением некоторых генетических маркеров, выявляемых непосредственно в цельной крови [71-73]. Источником информации выступала суммарная экспрессируемая РНК, на матрице которой обратной транскрипцией получали двухцепочечную ДНК с последующим использованием её для выявления транскрибируемых генов. Авторы позиционируют свою технологию как «жидкую биопсию» и провозглашают появление «прецизионной медицины» в сфере суици- дологии [74]. Попытка авторов обосновать высокоэффективный (чувствительность и специфичность в пределах 0,65-0,84) тест была раскритикована, главным образом в связи с малым числом случаев в группах [75]. Проверка теста на независимом контингенте не подтвердила результат [76], однако авторы отстаивают свою позицию [77], и, несомненно, будут продолжать сбор доказательных данных. В данном случае важным является сам подход - конвергентная функциональная геномика (Convergent Functional Genomics), включающий выявление приоритетных биомаркеров на основе сопоставления нескольких независимых линий доказательств [78].

Применительно к суицидальному фенотипу авторы использовали несколько исследуемых когорт, в том числе клиническую группу мужчин с биполярным расстройством, группу мужчин, покончивших с собой, и две проспективно наблюдаемые группы мужчин: с БАР и психозом (шизофрения / шизоаффективное расстройство). Анализируя профиль экспрессии в крови в связи с изменяющимся уровнем суицидальных мыслей, динамикой депрессивной симптоматики, выраженностью тревоги и психотического состояния, фактом госпитализации по поводу суицидальной попытки и, наконец, смерти от самоубийства, авторы идентифицировали набор из нескольких генов: SAT1, PTEN, MARCKS и MAP3K3. Эти экспрессируемые маркеры (куда вошли гены, связанные с метаболизмом полиаминов и протенкиназными сигнальными механизмами) с большой вероятностью предсказывают риск перехода от суицидальных мыслей к действиям, включая самоубийство [71]. Маркер SAT1 (спермидин / спермин N-ацетилтранфераза 1) в крови в сочетании с двумя простыми шкалами, оценивающими тревогу и настроение субъектов, предсказывал будущую госпитализацию по поводу суицидальной попытки в когорте с БАР со специфичностью 0,813 [71]. Впоследствии, на независимом контингенте с биполярным расстройством был идентифицирован маркер LC4A4 (имеющий отношение к регуляции внеклеточного рН в нервной ткани), который на фоне БАР со специфичностью 92% предсказывал суицидальные мысли и на 72% - будущую госпитализацию по поводу суицидальной попытки [72]. Аналогичное исследование на контингенте женщин выявило биомаркеры PIK3C3, BCL2 и GSK3B - сигнальные молекулы, имеющие отношение к контролю эндоцито- за, апоптоза и нейронального клеточного развития, а в случае BCL2 и GSK3B - ещё и известные фармакологические мишени солей лития, широко применяемых в качестве стабилизатора настроения [73].

В другом исследовании показано, что степень метилирования гена SKA2, взаимодействуя с выраженностью стресса в раннем детском возрасте и в связи с актуальным объективным стрессом (дексаметазоновый тест) предсказывает риск суицидальной попытки в течение жизни [79]. Данный ген (кодирующий белок-шаперон, влияющий на состояние рецептора к кортизолу, и выполняющий также функции в процессе митоза) представляет большой интерес, поскольку снижение его транскрипции в мозге жертв суицида коррелирует с аналогичными изменениями в крови лиц с высокой интенсивностью суицидальных мыслей, а ассоциация с уровнем кортизола в слюне на 80% предсказывает прогрессию суицидального поведения (от мыслей к попыткам и суициду) [ 80]. На примере этих работ можно видеть, что комбинирование генетических маркеров с другими показателями (опросники, функциональные тесты) повышает возможности оценки суицидального риска.

Приведённые здесь работы ясно указывают на то, что поиск биомаркеров в крови является перспективным направлением в суицидологии. Их валидизация предусматривает сложный путь доказательств с использованием различных контингентов, проспективного наблюдения, на различных стадиях суицидального процесса, с учётом психиатрической патологии. Здесь уместно также отметить, что существует большой массив данных по негенетическим периферическим факторам суицидального поведения (маркерам серотониновой и норадре- налиновой систем, ГГКС, показателям хронического воспаления), а также по некоторым психофизиологическим тестам при суицидаль- ности (подробный обзор - см. [81]). Их специфичность и чувствительность невысока, однако они могут быть использованы в комплексной оценке риска, а главным достоинством является относительная простота получения и изученность в общей популяции, что обеспечивает наличие референтных величин.

Перспективы исследований генетических маркеров суицида в России

Уровень молекулярно-генетических исследований в России позволяет решать самый широкий круг вопросов, как фундаментального, так и прикладного характера. Прецизионная (персонализированная) медицина, ключевым элементом которой является молекулярногенетическая диагностика, является государственным приоритетом. В контексте развития психиатрической генетики в ноябре 2017 г. был учреждён Российский национальный консорциум по психиатрической генетике, РНКПГ (Russian National Consortium for Psychiatric Genetics, RNCPG) [82]. В составе консорциума - учёные и врачи ведущих научных психиатрических учреждений России: «Научный центр психического здоровья РАН» и «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского» (г. Москва), «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии имени В.М. Бехтерева» и Санкт-Петербургский государственный университет, (г. Санкт - Петербург), Научно-исследовательский институт психического здоровья ФГБНУ "Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН", (г. Томск), Институт биохимии и генетики Уфимского научного Центра РАН (г. Уфа), Приволжский Исследовательский Медицинский Университет (г. Нижний Новгород), Научно-исследовательский институт физиологии и фундаментальной медицины РАН (г. Новосибирск).

Целью Консорциума является изучение генетических основ психических заболеваний в российской популяции для повышения эффективности их профилактики и лечения. В состав консорциума входят психиатры-клиницисты, что обеспечивает взаимодействие клинического и биологического звена исследования на всех этапах: от планирования и набора участников до анализа данных и клинической интерпретации результатов с оценкой практической значимости и возможностей адекватной трансляции [82].

Технологическим ядром Консорциума является Биобанк Санкт-Петербургского государственного университета, где предполагается сбор, хранение и обработка биоматериала Консорциума, включая генотипирование, анализ генома и транскриптома, метаболомики, анализ широкой панели лабораторных показателей. Консорциум создан как открытая система для любых коллабораций как в России, так и международных проектов. В 2017 г. начата колла- борация с Psychiatric Genomics Consortium, PGC [83].

В то же время, уровень биологических исследований непосредственно в суицидологии пока отстает от такового в крупных зарубежных университетских и медицинских центрах, отсутствует национальная междисциплинарная программа суицидальной превенции, которая могла бы стать координирующим инструментом в этой сфере. Отдельные работы в этой области отражают в основном региональную специфику [84, 85].

В целом за последние 10-15 лет уровень самоубийств в Российской Федерации снижается, однако ситуация крайне неоднозначна в различных регионах и возрастных группах [86, 87]. Там, где усилия научного сообщества и административного ресурса совпадают в понимании важности проблемы самоубийств, обычно наблюдается позитивная динамика индексов [88]. В то же время, ни один регион или мегаполис не застрахован от различного рода суицидальных кризисов и периодических подъёмов суицидальной активности населения, которые обычно связаны с социально - экономическими факторами и стрессорами, как общими, так и локальными. Самое большое беспокойство вызывает остающийся крайне высоким уровень самоубийств среди подростков и молодежи, особенно в связи с возможным индуцирующим влиянием социальных сетей [89, 90].

Рис. 1. Логическая схема проекта по изучению молекулярно-генетических маркеров суицидального поведения.

На данном этапе, как мы полагаем, созрели все возможности для широкомасштабного исследования генетических факторов суицидального поведения в России, которое объединило бы усилия генетиков, суицидологов, клиницистов и психологов. Подобное исследование могло бы быть реализовано в рамках Российского Консорциума по психиатрической генетике. Примерный план исследования приведен на рис. 1, он предусматривает следование принципам сопоставления различных контингентов, отличающихся выраженностью суицидального риска, и направлен в основном на представителей поколения в возрасте 18-24 года. В качестве метода выявления генетических маркеров избрана стратегия полногеномного сканирования (GWAS). Отличительной особенностью является широкий комплекс оцениваемых параметров, куда включены генетические, эпигенетические, клинические, психологические и когнитивные показатели. Отдельную перспективу представляет репликация исследований по выявлению маркеров в цельной крови. Клинической базой исследования будут широкие контингенты здоровых добровольцев, клинические контингенты, поступающие в медицинские учреждения в связи с суицидальной попыткой, аутопсийный материал (ткань мозга) лиц, погибших от самоубийства. Программа исследования позволит, с соблюдением всех этических стандартов, получить большой объём информации, на основе которой будут выявлены генетические маркеры, ассоциированные с суицидальным процессом и различной степенью риска суицида в российской популяции. Существенным фактором является тщательное выяснение уровня переживаемого испытываемого стресса, в том числе субъективно ощущаемого, а также использование широкого набора нейрокогнитивных тестов. Это позволит установить взаимодействие генов и среды, модерацию эффектов стресса генотипами, а также связать генетические маркеры с психологическими и когнитивными характеристиками субъектов. Учитывая связь между потреблением алкоголя и суицидально- стью, как на популяционном уровне, так и в контексте клинических ситуаций, в частности, при совершении суицидальной попытки [91, 92], будет целесообразно включение данных о выраженности проблем с алкоголем в число учитываемых показателей.

Реализация проекта потребует не только координации усилий на уровне Российского консорциума по психиатрической генетике, но и повышенного внимания ко всем проявлениям суицидальности (как к побочному фенотипу) при разнообразных генетических исследованиях в психиатрической клинике, а также усилий по привлечению значительных контингентов здоровых добровольцев в психолого - психиатрическое тестирование и генотипирование. Следует также обратить внимание на то, что в научном суицидологическом сообществе наряду с генетическими данными идёт активное накопление эпигенетических маркеров, в связи с чем, нужно рассмотреть вопрос о возможности организации биобанка собственного аутопсийного материала. Поиск предиктивно ценных маркеров невозможен без проведения фундаментальных исследований, большинство выявленных в настоящее время полиморфизмов «обязаны» своим появлениям ранним суицидологическим находкам 60-х и 70-х годов прошлого века, в которых были впервые выявлены снижение уровня серотонина, норадреналина, ферментов их обмена и рецепторных белков в ткани мозга покончивших с собой. Поэтому переход от генома к протеому, метаболому и даже микробиому также должен войти в число направлений исследований.