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线粒体功能障碍在神经发育和精神/行为障碍中的作用:系统综述

期刊:frontiers in psychiatryDOI:10.3389/fpsyt.2024.1389093

这篇文档是一篇发表在 frontiers in psychiatry 期刊上的系统性综述文章(systematic review),标题为 *“A systematic review on the role of mitochondrial dysfunction/disorders in neurodevelopmental disorders and psychiatric/behavioral disorders”*,由 Daniela V. Pinto Payares 等人于 2024 年 6 月 28 日发表。以下是对该文档的综合报告:


作者及发表信息

本文的主要作者包括 Daniela V. Pinto Payares、Logan Spooner、Jennifer Vosters 等,主要来自美国西密歇根大学霍默斯特里克医学学院(Western Michigan University Homer Stryker MD School of Medicine),通讯作者为 Shibani Kanungo。文章发表在 *frontiers in psychiatry*,是一篇开放获取(open access)的综述,采用 Creative Commons Attribution License(CC BY)许可。

主题与背景

本文系统性地综述了线粒体功能障碍(mitochondrial dysfunction)或线粒体疾病(mitochondrial disorders)与神经发育障碍(neurodevelopmental disorders, NDDs)和精神病/行为障碍(psychiatric/behavioral disorders)之间的关系。线粒体疾病是一类影响能量代谢的先天性代谢错误(inborn errors of metabolism),发病率约为 1/5000。线粒体功能障碍已被广泛报道与自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、智力障碍(intellectual disability, ID)等神经发育障碍以及精神分裂症(schizophrenia)、抑郁症(depression)、焦虑症(anxiety)等精神疾病相关。

主要观点与论据

1. 线粒体功能障碍在神经发育障碍中的作用

作者指出,线粒体功能障碍与多种神经发育障碍密切相关,尤其是 ASD。例如:
- 一项基于人群的研究显示,69 名 ASD 儿童中,11 人可能具有线粒体病因(Oliveira et al., 2005)。
- ASD 患者的线粒体 DNA(mtDNA)缺失率显著高于健康对照组(Varga et al., 2018)。
- 线粒体功能障碍可能导致氧化应激(oxidative stress)和能量代谢缺陷,进而影响早期大脑发育,形成 ASD 表型(Rossignol & Frye, 2012)。

2. 线粒体功能障碍与精神/行为障碍的关联

综述发现,线粒体功能障碍也与多种精神疾病相关,例如:
- 抑郁症(depression):研究表明,线粒体功能障碍可能导致 ATP 减少、活性氧(reactive oxygen species, ROS)增加,与抑郁症的发病机制相关(Kolar et al., 2021)。
- 精神分裂症(schizophrenia):线粒体形态异常(如肿胀)和氧化磷酸化(oxidative phosphorylation, OXPHOS)功能受损可能与精神分裂症相关(Anglin et al., 2012)。
- 双相情感障碍(bipolar disorder):患者中线粒体 ROS 生成增加和抗氧化酶异常可能推动疾病发展(Cuperfain et al., 2018)。

3. 神经发育障碍与精神障碍的共病性

作者强调,许多神经发育障碍(如 ASD 和 ADHD)与精神疾病(如抑郁症、焦虑症)具有高共发性。例如:
- ASD 患者的抑郁和焦虑障碍发病率显著高于普通人群(King, 2016)。
- 一项针对线粒体疾病患者的横断面研究发现,33% 的儿童患者表现出抑郁症状,50% 有焦虑问题(Riquin et al., 2021)。

4. 研究偏倚与未来方向

作者指出,当前研究存在明显的偏倚:
- 大部分文献聚焦于 ASD 与线粒体功能障碍的关系,而 ADHD、智力障碍等其他神经发育障碍或精神疾病的研究较少。例如,综述检索到 100 篇关于 ASD 的论文,而抑郁症仅有 19 篇。
- 可能的原因为研究经费分配不均(如 NIH 对 ASD 研究投入显著高于其他疾病)。
- 未来需扩大研究范围,探索线粒体功能障碍在更多神经精神疾病中的作用。

方法与数据来源

本研究采用系统性文献综述方法,检索了 PubMed/MEDLINE、Scopus、Cochrane Library 等数据库(截至 2022 年 11 月)。纳入标准包括:
- 全文可获取;
- 以英语发表;
- 涉及人类受试者或人类细胞系研究。
最终纳入 139 篇文献,其中 72 篇为综述类文章,其余包括病例报告(case report)、前瞻性研究(prospective study)等。

意义与价值

本文的价值在于:
1. 科学意义:系统整合了线粒体功能障碍与神经精神疾病的关联,为后续机制研究提供方向。
2. 临床意义:提示线粒体功能可能是治疗 ASD、抑郁症等疾病的新靶点。
3. 研究启示:呼吁未来研究应拓宽范围,减少偏倚,探索线粒体在其他神经精神疾病中的作用。

亮点

  • 全面梳理了线粒体功能障碍与 ASD、抑郁症、精神分裂症等多种疾病的关联。
  • 揭示了当前研究偏倚,强调未来需均衡探索不同疾病。
  • 为临床诊断与治疗提供了潜在新思路(如针对线粒体功能的干预策略)。

本文是一篇详尽的系统性综述,不仅总结了线粒体功能障碍在神经精神疾病中的作用,还指出了当前研究的局限性,并提出了未来研究方向。

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