本文发表于《Schizophrenia Bulletin》期刊第48卷第5期，第1136-1144页，出版于2022年，由牛津大学出版社出版。本研究由来自希腊约阿尼纳大学医学院精神病学系的Petros Petrikis、药理学系的Alexandra Polyzou、Kyriaki Premeti、Argyro Roumelioti、Andreas Karampas、Georgios Georgiou，英国剑桥欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）的Dionysios Grigoriadis，以及约阿尼纳大学药理学系和生物科学研究所的George Leondaritis（通讯作者）共同完成。
本研究的学术背景聚焦于精神分裂症的病理生理学机制。精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其病因涉及遗传与环境风险因素之间复杂的相互作用。目前研究认为，这些因素会汇聚并扰乱某些关键的细胞内信号通路，从而影响大脑发育和功能。其中，Akt/GSK3β/mTORC1信号通路被认为是一个重要的交汇点和潜在的病因机制。既往研究表明，在慢性精神分裂症患者中，该通路的功能存在减退（Hypofunction）。然而，这种功能减退是否在疾病早期——即首次精神病发作（First Episode of Psychosis, FEP）时——就已经存在，尚不清楚。由于直接在患者脑组织中检测早期变化十分困难，研究人员将目光投向了外周组织。精神分裂症被视为一种全身性疾病，其病理改变可能同时存在于大脑和外周组织。外周血单核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs）易于获取，并且能够反映患者体内的代谢和免疫状态变化，因此成为研究疾病早期生物学标记的理想窗口。本研究的主要目的在于，通过系统性地分析药物初治（drug-naive）的首次精神病发作患者PBMCs中Akt/GSK3β/mTORC1通路关键蛋白的磷酸化状态，探究该通路在疾病早期的功能状态，并评估其在抗精神病药物治疗前后的变化。
研究的工作流程详细且严谨，主要包括参与者招募、样本采集处理、蛋白质印迹分析、数据统计及随访评估几个主要环节。
首先，在参与者招募方面，研究纳入了36名药物初治的首次精神病发作患者和36名健康对照者。患者来自约阿尼纳大学医院精神病科的“精神病早期干预单元”，入组标准严格，包括符合DSM-5精神分裂症谱系障碍诊断、处于首次精神病发作期、未使用过抗精神病药物、无糖尿病史等。所有患者在入组当天接受精神病理学评估，使用阳性与阴性症状量表（Positive and Negative Syndrome Scale, PANSS），并测量身高体重。健康对照组则通过结构式访谈排除精神疾病史，并确保身体健康。两组在年龄、吸烟状况和基线身体质量指数（BMI）上无显著差异，保证了组间的可比性。
其次，样本采集与处理过程标准化。从所有参与者采集约4毫升血液于抗凝管中，并在4小时内分离PBMCs。具体方法是通过密度梯度离心法（使用Ficoll-Histopaque）从全血中分离出PBMCs。这一步骤对于获取高质量、未受体外培养影响的细胞蛋白至关重要，旨在捕捉体内真实的信号通路状态。
第三，核心实验方法是蛋白质印迹分析。研究人员从PBMCs中提取蛋白质，使用特定的一抗检测关键蛋白的磷酸化位点：Akt蛋白的Ser473位点（pAkt）、GSK3β蛋白的Ser9位点（pGSK3β），以及mTORC1下游靶点S6核糖体蛋白的Ser235/236位点（pS6）。实验设计包含内部质量控制，在每块凝胶上都加入固定的人源A549细胞裂解液作为外部标准样品，以校正不同凝胶间的技术误差。检测后，使用化学发光法成像，并通过Fiji软件进行光密度定量分析。为了准确比较磷酸化水平，每个样本的磷酸化信号值首先通过同一凝胶上的两个外部标准样品的平均值进行归一化。然后，计算磷酸化信号与对应总蛋白表达的比值：pAkt与总Akt的比值、pGSK3β与管家蛋白GAPDH的比值、pS6与总S6的比值。最后，将这些归一化比值导入R统计软件进行Z-score标准化，以便后续统计分析。
第四，数据分析与统计方法。研究主要使用非参数曼-惠特尼U检验（Mann-Whitney U test）比较患者组与对照组各磷酸化指标的差异。此外，还进行了多元逻辑回归分析，以评估pAkt、pGSK3β、pS6这三个值及其相互作用对区分患者与对照状态的影响。通过斯皮尔曼相关分析探讨了磷酸化水平与PANSS评分之间的关联。
第五，药物治疗随访。研究对32名患者（4名失访）在开始使用奥氮平或利培酮治疗6周后进行了随访。在随访点，再次评估患者的PANSS评分，并采集血液样本，重复上述PBMCs分离和蛋白质印迹分析流程。使用配对样本的Wilcoxon符号秩检验比较治疗前后各磷酸化指标的变化，并分析这些变化与临床症状改善程度之间的相关性。
研究的主要结果内容丰富，揭示了Akt通路下游两个关键效应器在首次发作患者中呈现截然不同的变化模式。
第一个关键结果是发现了PBMCs中GSK3β和S6磷酸化的反向变化。与健康对照相比，药物初治FEP患者的pGSK3β水平显著升高了36%，而pS6水平则显著降低了42%。pAkt水平在两组间虽无统计学显著差异，但在患者中有降低15%的趋势。这一“高pGSK3β/低pS6”的模式，在多元逻辑回归分析中得到支持，表明Akt信号通路在FEP患者发病时已在外周发生失调。其中，pGSK3β的升高意味着GSK3β活性被抑制（因为Ser9磷酸化会抑制其激酶活性），而pS6的降低则直接提示mTORC1及其下游激酶S6K的活性减弱。
第二个结果是探索了这些磷酸化标记物与临床症状的相关性。分析显示，pGSK3β水平与患者基线期的PANSS阴性症状分和总分呈微弱的正相关趋势，而pAkt和pS6则与任何PANSS分量表均无显著关联。这提示，PBMCs中pGSK3β的异常可能与外周某种状态相关，并与精神病理学的严重程度存在潜在联系。
第三个，也是极具启示性的结果，关乎抗精神病药物治疗的影响。治疗6周后，患者临床症状普遍显著改善。与之对应，PBMCs中的pGSK3β水平出现了显著下降（平均降低36%），即趋于“正常化”，在78%的患者中观察到这种下降。然而，pS6水平在治疗后并未发生显著改变，依然维持在较低水平。pAkt水平在治疗前后也无显著变化。进一步分析发现，pGSK3β的下降幅度与临床症状（PANSS评分）的改善程度之间并无显著相关性。
基于以上系统的实验流程和详实的结果数据，本研究得出了明确的结论。研究首次在药物初治的首次精神病发作患者的外周血单核细胞中，揭示了Akt/GSK3β/mTORC1通路存在两种不同的信号内表型：一种是GSK3β功能减退（表现为磷酸化水平增高导致的活性抑制），它与精神病理学存在泛化关联，并且在抗精神病药物治疗后能够恢复正常；另一种是mTORC1功能减退（表现为下游pS6水平降低），它代表了一种稳定的状态，不随短期药物治疗而改变。这两种内表型的区分，为理解精神分裂症早期病理生理提供了新的视角。
本研究的科学价值与应用意义重大。首先，它加深了对精神分裂症作为一种全身性疾病的理解，特别是外周免疫和代谢异常在疾病早期的作用。其次，研究提示PBMCs中的mTORC1活性可能是整合FEP患者外周免疫与代谢异常状态的核心枢纽，其稳定的低活性状态可能是一个更具疾病特质性的生物标记。而GSK3β的异常则可能反映了疾病急性期的一种状态性标志，或是对外周炎症状态的代偿反应。这些发现为未来开发基于外周生物标记物的疾病进展监测工具或治疗反应预测工具提供了潜在靶点。最后，研究强调了在疾病最早阶段、排除药物等混杂因素影响下进行研究的重要性，为精神分裂症的早期干预生物学研究提供了方法学范例。
本研究的亮点突出。第一，研究对象的特殊性：聚焦于药物初治的首次精神病发作患者，最大程度减少了慢性病程、长期用药等混杂因素对结果的干扰，能够更纯粹地揭示疾病早期的生物学改变。第二，方法的系统性与新颖性：并非孤立地测量单个分子，而是通过系统性的磷酸化分析，同时检测同一通路中上游激酶和下游效应器的活性，从而描绘出通路整体的功能图谱。使用新鲜、未经过体外培养刺激的PBMCs，旨在捕捉体内最真实的信号状态，这种方法更具生理相关性。第三，纵向设计：通过治疗前后的自身对照，动态观察了生物标记物在干预下的变化轨迹，区分了“状态性”与“特质性”标记，这是横断面研究无法实现的。第四，重要的发现：明确区分了GSK3β与mTORC1在FEP患者外周组织中的不同行为模式，这一发现是新颖且具有启发性的，挑战了将通路视为一个整体“功能减退”的简单观点，指出了通路内部调控的复杂性。
其他有价值的内容还包括研究对局限性的坦诚讨论，例如样本量较小、仅评估了6周短期治疗效应等，为未来更大规模、更长随访期的研究指明了方向。此外，研究对GSK3β在调节外周炎症中的作用，以及mTORC1作为免疫-代谢核心整合者的角色进行了深入讨论，将细胞信号异常与精神分裂症已知的外周病理生理特征（如炎症和代谢失调）联系起来，增强了研究发现的生物学解释力。