COMT基因多态性对ADHD儿童脑网络调控的多模态MRI研究

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common and highly heritable childhood-onset psychiatric disorder. Although structural and functional neuroimaging studies have revealed abnormalities in various brain regions, few studies implicate profound etiological contribution. The dopamine hypothesis has been playing an important role in the etiology of ADHD. The catechol-O-methyltransferase (COMT) gene polymorphism is of particular interest for ADHD as its crucial role in the modulation of dopamine concentration on human behaviour and cognition. However, few evidences implicate involvement of dopamine genetic variances and the altered brain structure and function in the pathomechanism of ADHD in previous studies. Here, we use network based analysis (including independent component analysis, graph theory analysis on diffusion tensor imaging and rest-stating functional MRI) to investigate how COMT genetic variances modulate the brain networks of childhood ADHD. Multi-modal MRI studies combined genetic factors in child ADHD are establishing a platform of knowledge and methods to investigate associations among altered brain networks, behaviour abnormality and genetic variances that offer promise for future therapeutic practice.

注意缺陷多动障碍（ADHD）是一种在儿童期常见的高度遗传性精神行为异常疾病。虽然近年来磁共振成像（MRI）对ADHD儿童脑结构及功能的研究发现了许多与该病行为紊乱明显相关的脑区，然而涉及ADHD深层发病机制的研究却并不多。多巴胺缺陷理论在ADHD病因学中一直占有重要地位。多巴胺递质系统中的儿茶酚胺氧位甲基转移酶（COMT）基因多态性与ADHD的发生具有密切关系，COMT基因多态性可以通过调控多巴胺递质浓度从而影响人类的行为与认知，对研究发病机制意义重大。然而目前结合基因遗传学的ADHD影像研究工作还比较缺乏。本研究拟从基因遗传学角度整合多模态MRI成像脑网络研究手段（包括静息态独立成分分析、弥散张量成像及静息态功能成像图论分析），探索COMT基因变异如何调控ADHD儿童脑网络，进一步揭示ADHD患儿大脑MR改变、行为异常与基因变异之间的复杂联系，以期待促进在ADHD临床治疗上的新突破。

注意缺陷多动障碍（ADHD）是一种在儿童期常见的高度遗传性精神行为异常疾病，对个人行为、家庭和社会有着深远的负面影响。多巴胺缺陷理论在ADHD病因学中一直占有重要地位。多巴胺递质系统中的儿茶酚胺氧位甲基转移酶（COMT）基因多态性与ADHD的发生具有密切关系。COMT基因多态性可以通过调控多巴胺递质浓度从而影响人类的行为与认知，对研究ADHD发病机制意义重大。本研究结合基因遗传学、环境学与多模态磁共振成像（MRI）数据(主要为应用于弥散张量成像与静息态功能成像的图论分析、独立成分分析)来研究影响ADHD患者脑结构与功能的遗传和环境因素，以阐明遗传和环境因素如何通过调控神经环路而影响大脑的高级功能。在结构成像研究中，我们在携带Met等位基因的ADHD儿童组发现了白质网络重组现象，不仅仅局限于介导执行功能的额叶-纹状体环路，更广泛涉及参与感知、运动、高级认知、注意力控制和处理的感觉运动网络、额叶、扣带回以及顶叶皮层；另外在基因×环境交互的功能成像研究中，我们发现儿童期创伤评分与异常发展的默认网络功能连接相关。结合基因遗传学与环境学的影像研究不仅呈现了ADHD患者大尺度网络重组的现象，更对临床个体化治疗以及药物基因组学有着深远影响。