個別化医療や治療に大きな影響を与える可能性のある発見として、研究者らは研究者らは、うつ病や自殺願望のある人の血液中に、自殺のリスクが高い人を特定するのに役立つ検出可能な化合物が含まれていることを発見した。
自殺は複雑であり、トラウマやストレスなどの広範な要因が含まれるが、最もリスクの高い人を特定することができれば、重要な診断ツールとなる可能性がある。
「10年ほど前までは、全身の化学的性質が私たちの行動や精神状態にどのような影響を及ぼすかを研究することは難しかったが、メタボロミクスのような最新の技術によって、生化学という母国語で細胞の会話を聞き取ることができるようになりました」とカリフォルニア大学サンディエゴ校のRobert Naviaux教授は言う。
メタボロミクスとは、個体や組織、体液など主に生体内に含まれるアミノ酸や有機酸、脂肪酸などの低分子化合物を中心とした代謝物質(メタボライト)の総体を網羅的に分析・解析する技術の総称である。
今年初め、科学者たちは自殺願望と分子生物学的な関連を発見し、うつ病を患っている一部の人々がより危険である可能性を示した。そして、血液マーカーに関する研究は2019年から進められている。
今回の研究で研究者たちは、従来の治療法では改善しなかったうつ病と自殺願望を持つ99人の成人と、精神疾患の既往歴のない99人の「健康な」参加者の血液を分析した。注目したコホートの血液からは数百種類の生化学物質が検出されたが、治療抵抗性のうつ病と自殺願望の重要な要因として、5つの特定の物質が特定された。
特定されたメタボロミクスは、細胞間コミュニケーションの破綻に寄与するもので、ミトコンドリアに由来する。細胞の発電所として知られるミトコンドリアは、身体に燃料を供給するのに不可欠なATPエネルギーの生産を促進する。この5つの生化学物質は男女間で一貫しており、うつ病患者のコホートにおいてこのプロセスを変化させるようである。
「ミトコンドリアは私たちの細胞で最も重要な構造の一つであり、ミトコンドリアの機能が変化することは、ヒトの病気の多くで起こります。ATPが細胞内にあるときはエネルギー源のように働きますが、細胞外では何らかの環境ストレッサーに反応して何十もの防御経路を活性化する危険信号となります。私たちは、自殺未遂は実は、細胞レベルで耐えられなくなったストレス反応を止めようとする、より大きな生理的衝動の一部である可能性があると仮定しています」と、Naviaux教授は言う。
現在、研究者たちは、これらの発見が、より個別化されたメンタルヘルス治療や、現在の臨床治療に反応しない人々を救う薬のターゲットにつながることを期待している。
「うつ病でない人、あるいはうつ病で自殺願望のある人が100人いるとすると、男性では5つの代謝産物、女性では別の5つの代謝産物に基づいて、最もリスクの高い85～90人を正しく特定することができるでしょう。これは診断学的に重要なことですが、何が実際にこのような代謝の変化を引き起こしているのかについて、この分野でより広い話題を提供することにもなります」とNaviaux教授は語った。
同定された代謝物の中には、現在、葉酸やカルニチンなどのサプリメントに含まれているものもある。このことはまた、研究者たちに新たな研究の道を提供した。
「どの代謝物も、うつ病を完全に回復させる魔法の弾丸ではありません。しかし、我々の結果は、患者が治療によりよく反応するように、代謝を正しい方向に誘導するために我々ができることがあるかもしれないことを教えてくれます」。
論文
参考文献
- University of California, San Diego: Blood Testing Identifies Biomarkers of Suicidal Thoughts
研究の要旨
治療抵抗性の自殺願望を伴う大うつ病性障害の生物学に関する化学的知見を得るため、および個別化ケアのための個人差を同定するために、末梢血メタボロミクスを用いた。研究コホートは、治療抵抗性の大うつ病性障害および自殺願望を有する患者99人（trMDD-SI n＝女性52人、男性47人）と、年齢および性別をマッチさせた健常対照94人（n＝女性48人、男性46人）から構成された。年齢の中央値は29歳（IQR 22-42）であった。標的メタボロミクスにより、448代謝物が測定された。線維芽細胞増殖因子21（FGF21）と増殖分化因子15（GDF15）がミトコンドリア機能障害のバイオマーカーとして測定された。血漿メタボロミクスの診断精度は、受信者操作特性曲線下面積（AUROC）分析により90％以上（95％CI：0.80-1.0）であった。男性では55％以上、女性では75％以上が脂質の異常によるものであった。tRNA、rRNA、mRNAの回転による修飾プリンとピリミジンはtrMDD-SI群で増加した。FGF21は男女ともに増加した。乳酸、グルタミン酸、サッカロピンの増加、シスチンの減少は還元的ストレスの証拠となった。発見されたメタボローム異常の75％は個人差があった。CoQ10、フラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）、シトルリン、ルテイン、カルニチン、葉酸の個人差のある欠乏がみられた。ミトコンドリア機能によって制御される経路が代謝シグネチャーの大部分を占めていた。末梢血メタボロミクスにより、治療抵抗性の大うつ病性障害に伴う自殺願望の共通項として、ミトコンドリア機能障害と還元的ストレスが同定された。個別化された管理に役立つ可能性のある代謝の個人差が見出された。
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