Ангедония характеризуется снижением или полной потерей способности не только испытывать положительные эмоции и интерес (консуматорная ангедония), но и предвосхищать потенциальное вознаграждение (антиципационная ангедония), а также его усваивать и оценивать [1]. Данный феномен рассматривается как симптом, лежащий в основе нарушения регуляции системы вознаграждения головного мозга [2]. В связи с этим ангедония концептуализируется как психопатологический, биологический и психологический конструкт, изучение которого находится в центре внимания ученых, занимающихся как клинической, так и фундаментальной медициной. Ангедония имеет трансдиагностичекую природу и является одним из ключевых проявлений расстройств настроения, шизофрении и аддикций, влияя на их клиническое течение и эффективность терапии [3, 4]. Отдельно подчеркивается роль ангедонии в риске развития суицидного поведения независимо от выраженности депрессии [5]. В то же время согласно подходу Research Domain Criteria (RDoC), состояние ангедонии может рассматриваться как дименсиональная черта, выступая не только признаком психопатологии, но и характерной особенностью функционирования системы вознаграждения у лиц без психических расстройств [6]. Так, у здоровых родственников пациентов с депрессией наблюдается сниженная чувствительность к вознаграждению [7]. В связи с этим механизмы, связанные с развитием ангедонии, нередко рассматриваются в качестве кандидатов в эндофенотипы депрессии и других психических расстройств [8, 9].

Дисфункция мезолимбической дофаминовой системы и ее взаимодействие с эндогенной опиоидной системой были предложены в качестве центрального механизма, лежащего в основе ангедонии [10, 11]. Проявления ангедонии ассоциированы также с уменьшением объемов и изменением функциональной активности в медиальной лобной коре и подкорковых стриарных областях (хвостатое ядро и скорлупа) [12, 13]. Имеется ряд исследований ангедонии у пациентов с соматическими заболеваниями, но их количество пока крайне мало [14—17].

Несмотря на успехи в биохимии и нейровизуализации, генетическая природа ангедонии остается не до конца изученной из-за небольших размеров выборок. Исследование 759 пациентов с депрессией выявило 18 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), связанных с ангедонией [18]. Метаанализ трех исследований молодых людей из Великобритании и Швеции с общим размером выборки 6579 выявил один локус, связанный с ангедонией в тестовой выборке, но не в репликационной [19]. В финском исследовании у 3820 участников изучались генетические ассоциации с физической и социальной ангедонией, но значимых локусов, достигших полногеномного уровня значимости, выявлено не было [20]. В самом большом полногеномном ассоциативном исследовании (GWAS) ангедонии в когорте UK Biobank (n=375,275) были выявлены 11 новых локусов, ассоциированных с ангедонией, с оценкой SNP-наследуемости, равной 5,6% [21]. Были обнаружены сильные положительные генетические корреляции между ангедонией и депрессией, шизофренией и биполярным аффективным расстройством (БАР), но не с обсессивно-компульсивным расстройством или болезнью Паркинсона. Кроме того, было выявлено, что генетический риск развития ангедонии ассоциирован со структурами, связанными с обработкой вознаграждения и удовольствия [21].

Важным ограничением приведенных GWAS-исследований является использование методов фенотипирования, оценивающих ангедонию только в текущий момент (current phenotype), а не в течение жизни (lifetime phenotype) [18—21]. Данный факт увеличивает риск ложноотрицательных ответов и искаженных результатов, так как человек с определенным генетическим риском мог испытывать ангедонию в прошлом, а не в момент включения в исследование. Хотя авторы допускают, что лица, склонные к ангедонии, с большей вероятностью будут сообщать о ее проявлениях в любой момент времени и что «остаточный» фенотип ангедонии будет встречаться у них с более сильной генетической предрасположенностью к ней [21].

Имеется всего несколько работ с использованием Менделевской рандомизации, выявивших причинную роль более высокого индекса массы тела (ИМТ) и воспаления в развитии ангедонии (текущий фенотип) [22, 23]. Менделевский рандомизационный анализ является относительно новым методом, использующим генетические варианты для оценки причинно-следственных связей. Данный тип анализа с использованием нескольких генетических вариантов можно рассматривать как метаанализ причинно-следственных оценок по каждому варианту [24].

Цель работы — проведение разведочного Менделевского рандомизационного анализа причинных связей ангедонии с широким кругом психиатрических и соматических фенотипов на основе генетических данных участников популяционного исследования.

Материал и методы

Дизайн исследования. Данное кросс-секционное исследование проводилось под эгидой Российского национального консорциума по психиатрической генетике при поддержке гранта Российского научного фонда [25]. В общей сложности в исследовании приняли участие 6178 клиентов российской частной генетической компании «Генотек». Лица, не соответствующие возрастным критериям (младше 18 лет), имеющие ненормальный рост и массу тела (за пределами 140—220 см и 40—150 кг соответственно), были исключены из исследования. Из оставшихся 5795 участников только 5724 заполнили онлайн-анкету исследования. Кроме того, все пары близких родственников (до 3 степеней родства) были идентифицированы на основе генетических данных с помощью PRIMUS 16 и были исключены из исследования. Из оставшихся 5116 участников только 4520 прошли контроль качества GWAS.

Исследование было одобрено независимым Этическим комитетом Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева (протокол №7 от 22.06.2017) и комитетом по этике ООО «Генотек» (протокол №12 от 26.10.2019), все процедуры проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации. Все участники согласились принять участие и предоставить свою генетическую информацию для исследования, а также заполнили онлайн-анкету, размещенную на веб-сайте. Данные были собраны в течение 2019—2020 гг. Анализ данных был проведен в 2021 г. Описание результатов — в 2022 г.

Фенотипирование участников происходило в сети Интернет с использованием оригинального скринингового теста, основанного на диагностических критериях DSM-5 для депрессивного и генерализованного тревожного расстройств [26]. Фенотип ангедонии определялся у участников исследования с помощью вопроса, основанного на критерии DSM-5 для ангедонии в рамках депрессивного расстройства: «Был ли у Вас период (2 недели и более), в течение которого Вы получали гораздо меньше удовольствия от того, что приносило удовольствие раньше?». По результатам ответов (да или нет) происходила стратификация участников по наличию или отсутствию лонгитюдного фенотипа ангедонии соответственно.

Генотипирование. Образцы ДНК участников, полученные из биообразцов (слюна) были генотипированы на микрочипах Illumina Infinium Global Screening Array (GSA) v1.0/v2.0/v3.0. Обработка сканированных изображений и коллинг генотипов проводились с помощью ПО GenomeStudio 2.0. Для определения генотипов в позициях, которые не представлены на микрочипе, был проведен импьютинг на основании неравновесного сцепления (Linkage Disequilibrium) с использованием программы beagle 5.1 [27] с двумя референсными панелями: 1000 Genomes [28] и Haplotype Reference Consortium [28, 29]. В дальнейшем анализе использовались позиции, которые получили высокую метрику качества импьютинга DR2 <0,7. Мультиаллельные замены были исключены из дальнейшего анализа.

Контроль качества. Для повышения качества анализа был проведен контроль качества согласно современным критериям [30]. Были выполнены следующие шаги (пункты 1—3 выполняли до импьютинга). Фильтрация образцов и позиций по качеству генотипирования (call rate). Фильтрация образцов с несоответствием генетического пола и пола, указанного в анкете. Фильтрация образцов с аномальной гетерозиготностью. Исключались образцы, в которых наблюдаемая гетерозиготность отклонялась более чем на 3 стандартных отклонения от среднего по выборке. Оценка гетерозиготности проводилась по когорте после процедуры фильтрации генетических вариантов, находящихся в неравновесном сцеплении (окно для поиска — 50 SNPs, количество SNPs для сдвига окна в конце шага — 5, r2 между SNPs <0,2). Фильтрация позиций по частоте минорного аллеля: удалялись позиции, в которых частота <0,01. Исключались позиции, находящиеся на половых хромосомах и в мтДНК. Фильтрация позиций с нарушением равновесия Харди—Вайнберга: удалялись позиции со значимым отличием наблюдаемых частот генотипов и ожидаемых согласно точному тесту Харди—Вайнберга (p<1·10^–5). Поиск и фильтрация родственников. Выявление близких родственников в исследуемой когорте осуществляли с помощью программы PRIMUS (Rapid Reconstruction of Pedigrees from Genome-wide Estimates of Identity by Descent) [31]. Родственниками считались пары, у которых показатель PI_HAT >0,15. С помощью PRIMUS был определен максимальный датасет, состоящий из попарно неродственных индивидуумов.

Методология GWAS. GWAS-анализ проводился с использованием PLINK 1,9 [32], в качестве ковариат использовались возраст, пол и 15 MDS компонент. Применялась модель логистической регрессии. Аннотация результатов с учетом генетических вариантов, находящихся в неравновесном сцеплении с значимым SNP, проводилась при помощи SnpEff 4.3t [33]. Манхэттан и Q-Q плоты были получены при помощи библиотеки «qqman» в R. Была получена первичная информация об однонуклеотидных полиморфизмах (SNPs), имевших ассоциацию с исследовательскими фенотипами с наиболее высокими уровнями статистической значимости. Далее с помощью «LDPair Tool», NIH, США (https://ldlink.nci.nih.gov/?tab=ldpair) были выявлены сцепленные SNPs, составляющие «LD-блок» (если R2>0,7). Из такого блока выбирался только один SNP с минимальным значением p. Таким образом, был получен итоговый список 5 наиболее значимых не сцепленных между собой лидирующих SNP. Информация о полиморфизме (estimated allele frequency EAF, локализация и др.) была получена при помощи справочной базы dbSNP, (NIH, США (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/)), аннотация генов была выполнена с использованием базы данных GeneCards (Weizmann Institute of Science, Израиль (https://www.genecards.org/)). Для поиска возможных репликаций выявленных лидирующих SNP в предыдущих GWAS с различными фенотипами был проведен поиск на ресурсах GWAScentral (https://www.gwascentral.org) и GWAS Catalog (https://www.ebi.ac.uk/gwas).

Менделевский рандомизационный анализ (Mendelian randomization analysis). Была проведена оценка причинных взаимодействий ангедонии с рядом фенотипов, для которых имеются сводные статистики широкомасштабных GWAS в базе данных IEU GWAS [https://gwas.mrcieu.ac.uk/]. Выбраны сводные статистики по 29 категориям фенотипов с возможной связью с данным состоянием, с числом участников, превышающим 4000 (328 исследований). Для проведения анализа использовались пакеты TwoSampleMR (https://mrcieu.github.io/TwoSampleMR/), igraph (https://igraph.org/) [34] и кастомный R (https://www.R-project.org/) программный код для автоматизации обработки данных [35]. В качестве инструментов из данных по ангедонии выбраны варианты с p<5·10^–5 с последующим клампингом (r²=0,001). Был использован подход взвешивания обратной дисперсии (inverse variance weighted approach) с оценкой плейотропии методом MR Egger. Номинальным уровнем значимости считался p<0,05.

Результаты

Описание выборки. В исследовании приняли участие 4520 человек, из которых 50,4% (n=2280) были женского пола. Средний возраст участников составил 36,8 (S.D.=9,8) года. Об эпизоде ангедонии, превышающем 2 нед, в течение жизни сообщили 57,6% (n=2604) участников. На момент проведения исследования 11,5% (522) участников испытывали ангедонию в течение 2 нед подряд (текущий фенотип).

Полногеномный ассоциативный анализ (GWAS). GWAS по фенотипу ангедонии не выявил вариантов, достигших полногеномного уровня значимости (p<10^–8). Наиболее значимым (p9.71·10^–7) был вариант rs296009 (chr5:168513184). Этот SNP находится в интроне гена SLIT 3 (лиганд наведения slit 3). Список генов, полученный после связывания вариантов с p<10^–5 с вероятными ассоциированными генами с использованием POSTGAP, включает 51 ген.

Менделевская рандомизация. Данный Менделевский рандомизационный анализ носит разведывательный характер, и был проведен с каждым рассмотренным фенотипом в отдельности для общей оценки связи ангедонии с широким спектром заболеваний. Результаты Менделевского рандомизационного анализа представлены в таблице. Всего 24 взаимодействия достигли номинальной значимости, из них GWAS по двум фенотипам (по аполипопротеину A и липопротеинам высокой плотности ukb-e-30760_CSA и ukb-e-30630_CSA) относятся к популяциям Южной Азии, что может привести к ложноположительному результату.

Номинально значимые (p<0,05) связи с ангедонией, выявленные Менделевской рандомизацией (подход взвешивания обратной дисперсии)

Примечание. SNP — однонуклеотидный полиморфизм; b — размер эффекта, выявленный в процессе Менделевской рандомизации; SE — стандартная ошибка размера эффекта; OR — odds ratio — отношение шансов; ДИ — доверительный интервал.

Фенотипы, с которыми были выявлены номинально значимые причинные взаимодействия ангедонии в данном исследовании, можно разделить на 5 основных групп: психиатрические/неврологические, воспалительные заболевания пищеварительной системы, респираторные заболевания, особенности липидного обмена, онкологические заболевания и диабет.

Наиболее обширная группа связанных с ангедонией фенотипов образована близкими фенотипами — расстройствами аффективного спектра, среди которых превалируют депрессивные. В этой группе выявлены как прямые, так и обратные взаимодействия, преимущественно положительные (OR >1), за исключением фенотипа депрессии у лиц с наличием психотравмы. Никаких случайных связей с тревожным расстройством не наблюдается, в то время как в анализе было рассмотрено 26 сводных статистических данных с фенотипами, связанными с тревогой.

Также прослеживается влияние ангедонии на рост риска развития воспалительных заболеваний пищеварительного тракта. Причем причинный эффект этого состояния наблюдается по отношению ко всем трем исследованиям данной группы: язвенному колиту (p=0,04), болезни Крона (p=0,02) и в целом воспалительным заболеваниям кишечника (p=0,01), в то время как влияние в обратном направлении не обнаруживаются.

Полученные данные указывают также на возможную связь ангедонии с респираторными заболеваниями, причем по отношению к фенотипам данной группы OR <1. Номинально значимым оказалось влияние ангедонии на ряд особенностей липидного обмена. В частности, вероятна связь данного состояния со снижением уровня липопротеинов высокой плотности. В то же время полученные результаты указывают на возможность падения уровня аполипопротеина A в связи с ангедонией (однако данная суммарная статистика относится к южно-азиатским популяциям). Связь с сахарным диабетом также прослеживается, причем полученные данные свидетельствуют в пользу того, что состояние больных сахарным диабетом оказывает влияние на развитие ангедонии, хотя информация о направлении эффекта в данном случае неоднозначна.

Рассматриваемый анализ также указывает на связь ангедонии с онкологическими заболеваниями. Интерес представляет то, что во всех трех случаях (любой тип рака (id:ieu-b-4966) или рак молочной железы (id:ieu-b-4810) и (id:ieu-b-4964)), выявленных здесь, наблюдается отрицательное воздействие ангедонии на развитие онкологического заболевания (OR<1). Причем наиболее значимая связь у всех 24 фенотипов была выявлена именно для рака молочной железы (p=0,0004).

Обсуждение

В данном разведывательном исследовании, несмотря на отсутствие вариантов, достигших полногеномного уровня значимости, с помощью Менделевского рандомизационного анализа впервые была продемонстрирована связь ангедонии с широким кругом соматических фенотипов и расстройствами настроения. Наиболее значимый результат был получен для причинной отрицательной связи ангедонии и рака молочной железы. В целом опубликовано крайне мало исследований, посвященных изучению ангедонии при онкологических заболеваниях [36]. Однако предыдущие эпидемиологические исследования продемонстрировали, что рак молочной железы чаще встречается у пациентов с тяжелыми психическими расстройствами, чем в общей популяции [37, 38]. При этом у пациентов с шизофренией наблюдается более высокая заболеваемость раком молочной железы, чем у пациентов с расстройствами настроения [39]. Необходимо более детальное рассмотрение данного наблюдения с оценкой нозологической принадлежности ангедонии и внешнесредовых факторов риска.

Отсутствие генетической связи между ангедонией и тревожными расстройствами соответствует клиническим данным, где ангедония считается ключевым симптомом в дифференциальной диагностике тревожных расстройств с депрессией, для которых она в большей степени характерна [14, 40]. С другой стороны, имеются данные, что нейротизм может способствовать возникновению тревоги и ангедонии у пациентов с депрессией [41]. Вместе с тем не было обнаружено причинных связей ангедонии и шизофрении, что расходится с данными анализа полигенных шкал риска в самом широкомасштабном GWAS ангедонии на участниках UK Biobank и в других работах [21]. Данный факт в целом может объясняться разницей в методике проведения Менделевской рандомизации и полигенных шкал риска, а также тем, что в нашем исследовании, вероятно, принимали участие не так много пациентов с шизофренией.

Полученные в данном исследовании результаты также указывают на возможный причинный эффект ангедонии на ряд особенностей липидного обмена. В частности, выявлена возможность данного состояния приводить к снижению уровня аполипопротеина A (OR=0,973, p=0,01). Этот результат согласуется с клиническим исследованием M. Sadeghi и соавт. [42], в котором у пациентов с депрессией было показано снижение уровня данного белка (β =−0,328, p<0,01). Менделевская рандомизация свидетельствует, что ангедония может оказывать непосредственное влияние на данное изменение. Также результаты проведенного исследования свидетельствуют о влиянии ангедонии на снижение уровня липопротеинов высокой плотности в целом. Эта группа липопротеинов оказывает существенное влияние на гомеостаз холестерола, имеет противовоспалительную, антитромботическую и антиоксидантную функции [43]. Падение уровня белков данной группы рассматривается в качестве фактора риска развития сердечно-сосудистых заболеваний [44]. Снижение уровня сывороточного аполипопротеина A и холестерина, связанного с липопротеинами высокой плотности, также выявлено при болезни Альцгеймера. Обусловленное этим снижение атеропротективной функции рассматривается как один из факторов развития данного заболевания [45, 46]. Менделевская рандомизация использовалась ранее для выявления двусторонней связи между компонентами метаболического синдрома и депрессии [47]. В частности, была показана связь депрессии со снижением уровня липопротеинов высокой плотности, что согласуется с рассматриваемыми результатами по ангедонии. При этом влияние ангедонии на уровень аполипопротеина A с помощью Менделевской рандомизации пока в публикациях не обнаружено. Полученные данные также могут быть использованы для более детального изучения биохимических механизмов, обусловливающих связь ангедонии с профилем аполипопротеинов и разработки терапевтических подходов к нормализации данных показателей у пациентов с ангедонией.

Известна коморбидность депрессии с рядом заболеваний респираторной системы, в частности хронической обструктивной болезнью легких, астмой, апноэ, которая показана в том числе в других исследованиях по Менделевской рандомизации и PheWAS [48]. Так, например, общие иммунные механизмы рассматриваются в основе коморбидности астмы и депрессии. Антидепрессанты предлагались в качестве препаратов для терапии астмы [48]. Также выявлено, что агонисты 5-HT2a рецепторов обладают сильным противовоспалительным эффектом и снижают структурный ремоделинг дыхательных путей и депонирование коллагена на 70% [49]. Предложены препараты для лечения астмы в виде спреев на основе агонистов 5-HT2a. В то же время, у данных препаратов показано наличие быстрого антидепрессивного эффекта [50], в связи с чем несколько подобных препаратов в настоящее время проходит клинические испытания для терапевтически резистентной депрессии [51].

В механизмах, связывающих воспалительные процессы при астме и депрессию, может принимать участие тетрагидробиоптерин [52] — критический кофактор синтеза 5-гидрокситриптамина и других моноаминов, с одной стороны, а с другой — кофактор работы синтазы оксида азота, при недостатке которого происходит генерация супероксидов, которые участвуют в развитии воспалительных процессов при астме. Данные, полученные в нашем исследовании, могут быть использованы для изучения молекулярных механизмов связи ангедонии с респираторными заболеваниями, имеющих значение для рационального дизайна и перепозиционирования лекарств, которые могут быть особенно эффективны при их коморбидности.

Ранее с помощью Менделевской рандомизации было выявлено влияние депрессии на рост риска развития синдрома раздраженного кишечника [53]. Полученные результаты Менделевской рандомизации по ангедонии как одного из симптомов этого заболевания согласуются с данными результатами: обнаружено номинально значимое причинное влияние ангедонии как на воспалительные заболевания кишечника в целом, так и в отдельности на язвенный колит и болезнь Крона.

Ограничения исследования. У данного исследования имелся ряд ограничений. Во-первых, мощность проведенного исследования по ангедонии в связи с малым размером выборки не позволила получить варианты с полногеномной значимостью для Менделевской рандомизации, в связи с чем был использован более мягкий порог для отбора вариантов, что может снижать точность анализа. Однако выявление связей с несколькими GWAS-исследованиями в пределах одного фенотипа и согласованность с другими источниками информации, в частности с клиническими данными, свидетельствуют о ценности результатов и возможности их использования в дальнейших исследованиях. Во-вторых, возможности Менделевской рандомизации для выявления причинных связей ограничены мощностью опубликованных на данный момент GWAS-исследований, и описанные связи являются только частью структуры взаимодействий ангедонии с другими состояниями.

Заключение

Ангедония является распространенным в популяции феноменом со сложной полигенной архитектурой, перекрывающейся на генетическом уровне с рядом других фенотипически сходных психических расстройств и соматических заболеваний. Крайне необходимы исследования с применением глубокого фенотипирования ангедонии с учетом ее клинических характеристик и проведением последующего анализа по обогащению биологических путей найденных вариантов риска. Изучение причинных связей ангедонии с соматическими заболеваниями также может обогатить понимание перекрытия данных заболеваний с психическими расстройствами. Для этих целей в будущем возможно использование многомерной Менделевской рандомизации, которая учитывает генетическую корреляцию между фенотипами и позволяет сравнить вклад каждого фенотипа, рассматривающегося как причинный, на ангедонию. Для более точного понимания структуры причинных связей в рассмотренной системе возможно проведение рандомизации между всеми фенотипами из группы, что может позволить выявить плейотропию.

Исследование поддержано грантом РНФ 20-15-00132.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.