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思覺失調症的病理
思覺失調症是一種精神病,過去叫做精神分裂症。1990年代才有大量的證據支持這種疾病是大腦病變的結果,並藉由芟刈假說(pruning hypothesis)來解釋,也就是大腦在正常發育過程中,必須芟刈(即修剪)大量突觸,否則將影響腦功能。
 
 

思覺失調症是一種精神病,過去叫做精神分裂症,大眾並不陌生,因為通俗小說、電影中常出現症狀類似的患者,例如《簡愛》(1847年)。但是對於這個疾病,醫學界自始就非常棘手,定義、診斷、治療都極為困難。它是大腦病變的結果,19世紀便有病理解剖的證據。而早在1848年,醫師就知道大腦的前額葉若受傷,人格會改變、社會行為也受影響,可是醫師面對的患者絕大多數沒有明顯的腦傷。

 

1960年代,著名的瑞士認知發展學者皮亞傑(J. Piaget, 1896-1980)推測,認知發展部分依賴大腦的生物機制,若是那些機制有缺陷,大腦的發育就不正常,結果成為必須找醫師治療的病人。但是當年理會這個想法的人不多,理由是缺乏證據。

 

十多年後第一批證據才問世。1979年,美國發育神經科學家哈頓拉克(Peter Huttenlocher, 1931-2013)宣布了一個令人意外的發現。他以電子顯微鏡觀察不同年齡人的大腦切片,計算突觸(synapse)的數量。突觸是神經元之間傳遞訊息的門戶,無論傳出還是接收。哈頓拉克發現,人出生後,腦子裡突觸數量就不斷增加;到了10~20歲之間,趨勢逆轉—突觸數量大幅消減,20歲以後才逐漸穩定下來。不久,研究睡眠的美國醫師芬伯格(Peter Feinberg)也發現了相關的現象:青春期前後的孩子,睡眠腦波會發生變化,而思覺失調症患者也在這段期間逐漸展露症狀。

 

學界仍然沒有反應,主要理由可能是哈頓拉克只有一個青少年腦子的數據。20年後,他累積了更多數據,支持先前的發現。於是才有其他的團隊仔細觀察思覺失調患者的大腦,證實他們的大腦皮層涉及高級認知功能的區域裡,突觸數量比常人少。這便是思覺失調症的芟刈假說(pruning hypothesis):大腦在正常發育過程中,必須芟刈大量突觸;若這個過程出了紕漏,腦子功能必然會受影響。

 

兩千年之後,支持芟刈假說的證據越來越多。學者比較患者與常人的基因組,發現第六號染色體上幾百個與免疫功能相關的基因涉有重嫌;現在已鎖定與芟刈過程有關的特定基因。例如C4是微膠細胞(一種免疫細胞)用來標示芟刈目標的蛋白質;C4有幾個版本,產生的C4蛋白質數量不同,而C4蛋白質的數量與思覺失調症有正相關。

 

可是與思覺失調症有關的其他基因散布在基因組各處,表示它們涉及的是其他的蛋白質。可見突觸芟刈機制不只一個,也許分別涉及腦子裡不同的線路(傳訊通路)。

 

參考資料

  1. Johnson, M. B. and B. Stevens (2018) Pruning hypothesis comes of age. Nature, 554, 438-439.

 

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