Кластеризация пациентов с клиническим риском шизофрении по биохимическим параметрам тромбоцитов для прогноза эффективности психофармакотерапии
Автор: Бокша Ирина Сергеевна, Савушкина Ольга Константиновна, Омельченко Мария Анатольевна, Прохорова Татьяна Андреевна, Терешкина Елена Борисовна, Воробьева Елена Анатольевна, Бурбаева Гульнур Шингожиевна
Журнал: Сибирский вестник психиатрии и наркологии @svpin
Рубрика: Биологические исследования
Статья в выпуске: 1 (118), 2023 года.
Бесплатный доступ
На базе лаборатории нейрохимии и отдела юношеской психиатрии ФГБНУ НЦПЗ проведено клинико-психопатологическое и клинико-биохимическое исследование. Цель исследования: выбор биохимических параметров тромбоцитов для индивидуального прогнозирования эффективности психофармакотерапии больных депрессиями с клиническим риском шизофрении. Материал и методы. В основную группу (n=54) включены лица мужского пола в возрасте 16-25 лет, госпитализированные с первым депрессивным эпизодом (F32.1, F32.2, F32.38, F32.8 по МКБ-10), в структуре которого определялись аттенуированные симптомы шизофрении. Тяжесть психопатологических симптомов оценена по шкале Гамильтона (HDRS-21) и по шкале продромальных симптомов (SOPS). Контрольная группа сформирована из 25 здоровых лиц мужского пола 19-25 лет. Биохимические признаки - активности четырех тромбоцитарных ферментов: цитохром с-оксидазы(ЦО), глутаматдегидрогеназы (ГДГ), глутатионредуктазы (ГР) и глутатион-S-трансферазы (ГСТ) определялиу условно здоровых лиц контрольной группы и у пациентов основной группы до и после лечения. Кластеризацию пациентов основной группы по 4 нормированным базовым (до лечения) биохимическим признакам проводили методом каппа-средних с числом кластеров, равным 3. Результаты. Получены три кластера (K1,K2, K3) с соответствующей численностью 19, 18 и 17 пациентов. Признаки ГДГ и ГР в кластерах до и после лечения различались статистически значимо, признак ГСТ - до лечения. Базовые признаки в кластерах былистатистически значимо ниже, чем значения в контрольной группе (кроме ЦО во всех кластерах и ГДГ в K3). После курса лечения во всех кластерах произошли различные, но статистически значимые изменения значений признаков. Поиск связей между базовыми биохимическими признаками и баллами по психометрическим шкалам после лечения, а также с изменениями баллов за курс лечения выявил статистически значимые корреляции, различающиеся в разных кластерах. Заключение. Определение биохимических признаков до началакурса лечения и кластеризация пациентов по выбранным признакам могут быть опробованы для стратификации пациентов гетерогенной группы с клиническим риском шизофрении с целью индивидуального прогнозирования эффективности лечения в выделенных подгруппах.
Аттенуированные симптомы шизофрении, группа высокого риска психоза, кластерный анализ, тромбоциты, глутаматдегидрогеназа, цитохром с-оксидаза, глутатион-s-трансфераза, глутатионредуктаза
Короткий адрес: https://sciup.org/142238070
IDR: 142238070 | УДК: 543.645.4:616.8-008.64-055.1,465х16х25,:616.895.8:638.15-03 | DOI: 10.26617/1810-3111-2023-1(118)-23-31
Clustering of patients with clinical risk of schizophrenia by platelet biochemical parameters topredict psychopharmacotherapy efficacy
A clinical-psychopathological and clinical-biochemical study was carried out in the Laboratory of Neurochemistry and the Department of Juvenile Psychiatry of the Mental Health Research Centre. Objective: to select platelet biochemical parameters for individual prediction of psychopharmacotherapy efficacy in patients with depression at high risk of schizophrenia. Material and Methods. The main group (n=54) included males aged 16-25 years, hospitalized with the first depressive episode (F32.1, F32.2, F32.38, F32.8 according to ICD-10) in the structure of which attenuated symptoms of schizophrenia were determined. The severity of psychopathological symptoms was assessed using the Hamilton Scale (HDRS-21) and the scale of prodromal symptoms (SOPS). The control group consisted of 25 healthy males aged 19-25 years. Biochemical signs - the activities of four platelet enzymes: cytochrome c-oxidase (COX), glutamate dehydrogenase (GDH), glutathione reductase (GR), and glutathione-S-transferase (GST) were determined in apparently healthy control group and in patients of the main group before and after treatment. Clustering the patients of the main group according to 4 normalized baseline (before the treatment) biochemical signs was performed using the kappa-means clustering algorithm with the number of clusters equal to 3. Results. Three clusters (K1, K2, K3) were obtained with 19, 18 and 17 patients, respectively. GDH and GR in the clusters differed significantly before and after the treatment, and GST - only before the treatment. The baseline signs in the clusters were significantly lower than the corresponding values in the control group (except for COX in all clusters, and GDH in K3). After the treatment course, various but significant changes in the signs’ values were observed in all clusters. The search for links of baseline biochemical signs with scores by psychometric scales after the treatment, as well as with changes in the scores as a result of the treatment, revealed significant correlations that differed in different clusters. Conclusion. Determination of the baseline biochemical signs and clustering of patients according to the selected signs can be validated to stratify patients of a heterogeneous group with a clinical risk of schizophrenia with the aim to predict treatment efficacy in the selected subgroups individually.
Список литературы Кластеризация пациентов с клиническим риском шизофрении по биохимическим параметрам тромбоцитов для прогноза эффективности психофармакотерапии
- Patel KR, Cherian J, Gohil K, Atkinson D. Schizo-phrenia: overview and treatment options. P T. 2014 Sep;39(9):638-45. PMID: 25210417; PMCID: PMC4159061.
- Schultze-Lutter F. Basic symptoms in deficit states and their relation to negative symptoms, in István Bitter (ed.) Managing Negative Symptoms of Schizophrenia. Oxford Psychiatry Library Series. New York: Oxford University Press, 2020:132. doi:10.1093/med/9780198840121.003.0002
- Häfner H. From onset and prodromal stage to a life-long course of schizophrenia and its symptom di-mensions: how sex, age, and other risk factors influ-ence incidence and course of illness. Psychiatry J. 2019 Apr 16;2019:9804836. doi: 10.1155/2019/9804836. PMID: 31139639; PMCID: PMC6500669.
- Giuliani FA, Escudero C, Casas S, Bazzocchini V, Yunes R, Laconi MR, Cabrera R. Allopregnanolone and puberty: modulatory effect on glutamate and GABA release and expression of 3α-hydroxysteroid oxidoreductase in the hypothalamus of female rats. Neuroscience. 2013 Jul 23;243:64-75. doi: 10.1016/j.neuroscience.2013.03.053. Epub 2013 Apr 3. PMID: 23562943.
- Савушкина О.К., Бокша И.С., Терешкина Е.Б., Прохорова Т.А., Воробьева Е.А., Бурбаева Г.Ш. Ферменты глутаматного обмена в лобной, лим-бической коре и мозжечке: аномалии при шизо-френии. Психиатрия. 2018. № 1 (77). С. 6-25. Savushkina OK, Boksha IS, Tereshkina EB, Prokhorova TA, Vorobyeva EA, Burbaeva GSh. Enzymes of glutamate metabolism in the frontal, limbic cortex and cerebellum: anomalies in schizo-phrenia. Psychiatry. 2018;1(77):6-25. doi: 10.30629/2618-6667-2018-77-16-25 (in Russian).
- Терешкина Е.Б., Прохорова Т.А., Бокша И.С., Савушкина О.К., Воробьева Е.А., Бурбаева Г.Ш. Глутаматдегидрогеназа в мозге больных шизо-френией и психически здоровых лиц. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017. Т. 117, № 11. С. 101-107. Tereshkina EB, Prokhorova TA, Boksha IS, Savushkina OK, Voro-byeva EA, Burbaeva GS. Comparative study of glu-tamate dehydrogenase in the brain of patients with schizophrenia and mentally healthy people. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychia-try. 2017;117(11):101-107. doi: 10.17116/ jnevro2017117111101-107 (in Russian).
- Савушкина О.К., Бокша И.С., Омельченко М.А., Терешкина Е.Б., Прохорова Т.А., Воробьева Е.А., Бурбаева Г.Ш. Активность ферментов глутамат-ного, энергетического и глутатионового обмена при первых юношеских депрессиях с аттенуиро-ванными симптомами шизофрении. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2022. Т. 122, № 8. С. 136-144. Savushkina OK, Boksha IS, Omelchenko MA, Tereshkina EB, Prokhorova TA, Vorobyeva EA, Burbaeva GS. Ac-tivity of enzymes of glutamate, energy and glutathi-one metabolism in the first juvenile depression with attenuated symptoms of schizophrenia. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2022;122(8):136-144. doi: 10.17116/jnevro2022122081136 (in Russian).
- Steullet P, Cabungcal JH, Monin A, Dwir D, O'Don-nell P, Cuenod M, Do KQ. Redox dysregulation, neuroinflammation, and NMDA receptor hypofunc-tion: A "central hub" in schizophrenia pathophysiol-ogy? Schizophr Res. 2016 Sep;176(1):41-51. doi: 10.1016/j.schres.2014.06.021. Epub 2014 Jul 5. PMID: 25000913; PMCID: PMC4282982.
- Conus P, Seidman LJ, Fournier M, Xin L, Cleusix M, Baumann PS, Ferrari C, Cousins A, Alameda L, Gholam-Rezaee M, Golay P, Jenni R, Woo TW, Keshavan MS, Eap CB, Wojcik J, Cuenod M, Bu-clin T, Gruetter R, Do KQ. N-acetylcysteine in a double-blind randomized placebo-controlled trial: toward biomarker-guided treatment in early psy-chosis. Schizophr Bull. 2018 Feb 15;44(2):317-327. doi: 10.1093/schbul/sbx093. PMID: 29462456; PMCID: PMC5815074.
- Eltokhi A, Santuy A, Merchan-Perez A, Sprengel R. Glutamatergic dysfunction and synaptic ultra-structural alterations in schizophrenia and autism spectrum disorder: evidence from human and ro-dent studies. Int J Mol Sci. 2020 Dec 23;22(1):59. doi: 10.3390/ijms22010059. PMID: 33374598; PMCID: PMC7793137.
- Gawryluk JW, Wang JF, Andreazza AC, Shao L, Young LT. Decreased levels of glutathione, the ma-jor brain antioxidant, in post-mortem prefrontal cor-tex from patients with psychiatric disorders. Int J Neuropsychopharmacol. 2011 Feb;14(1):123-30. doi: 10.1017/S1461145710000805. Epub 2010 Jul 16. PMID: 20633320.
- Raffa M, Mechri A, Othman LB, Fendri C, Gaha L, Kerkeni A. Decreased glutathione levels and anti-oxidant enzyme activities in untreated and treated schizophrenic patients. Prog Neuropsychopharma-col Biol Psychiatry. 2009 Oct 1;33(7):1178-83. doi: 10.1016/j.pnpbp.2009.06.018. PMID: 19576938.
- Chowdari KV, Bamne MN, Nimgaonkar VL. Ge-netic association studies of antioxidant pathway genes and schizophrenia. Antioxid Redox Signal. 2011 Oct 1;15(7):2037-45. doi: 10.1089/ars.2010.3508. Epub 2010 Nov 1. PMID: 20673164; PMCID: PMC3159115.
- Do KQ, Trabesinger AH, Kirsten-Krüger M, Lauer CJ, Dydak U, Hell D, Holsboer F, Boesiger P, Cuénod M. Schizophrenia: glutathione deficit in cerebrospinal fluid and prefrontal cortex in vivo. Eur J Neurosci. 2000 Oct;12(10):3721-8. doi: 10.1046/j.1460-9568.2000.00229.x. PMID: 11029642.
- Прохорова Т.А., Терешкина Е.Б., Савушкина О.К., Бокша И.С., Воробьева Е.А., Омельченко М.А., Помыткин А.Н., Каледа В.Г., Бурбаева Г.Ш. Активность ферментов глутатионового обмена в форменных элементах крови у пациентов с высоким риском манифестации эндогенных психозов и больных с первым психотическим приступом. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019. Т. 119, № 4. С. 47-54. Prokhorova TA, Tereshkina EB, Savushkina OK, Boksha IS, Vorobyeva EA, Omel'chenko MA, Pomytkin AN, Kaleda VG, Burbaeva GS. The ac-tivity of enzymes of glutathione metabolism in blood cells of patients with a high risk of manifesta-tion of endogenous psychoses and patients with the first psychotic episode. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2019;119(4):47-54. doi: 10.17116/jnevro201911904147 (in Russian).
- Терешкина Е.Б., Савушкина О.К., Бокша И.С., Прохорова Т.А., Воробьева Е.А., Омельченко М.А., Помыткин А.Н., Каледа В.Г., Бурбаева Г.Ш. Глутатионредуктаза и глутатион-S-трансфераза в форменных элементах крови при шизофрении и расстройствах шизофреническо-го спектра. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019. Т. 119, № 2. С. 61-65. Tereshkina EB, Savushkina OK, Boksha IS, Prokhorova TA, Vorobyeva EA, Omelchenko MA, Pomytkin AN, Kaleda VG, Burbaeva GS. Glutathi-one reductase and glutathione-S-transferase in blood cells in schizophrenia and schizophrenia spectrum disorders. S.S. Korsakov Journal of Neu-rology and Psychiatry. 2019;119(2):61-65. doi:10.17116/jnevro201911902161 (in Russian).
- Holper L, Ben-Shachar D, Mann JJ. Multivariate meta-analyses of mitochondrial complex I and IV in major depressive disorder, bipolar disorder, schizophrenia, Alzheimer disease, and Parkinson disease. Neuropsychopharmacology. 2019 Apr;44(5):837-849. doi: 10.1038/s41386-018-0090-0. Epub 2018 May 16. PMID: 29855563; PMCID: PMC6461987.
- Бокша И.С., Шешенин В.С., Савушкина О.К., Терешкина Е.Б., Прохорова Т.А., Почуева В.В., Воробьева Е.А., Бурбаева Г.Ш. Биохимические аспекты применения дополнительной фармакотерапии при лечении психозов позднего возраста. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2022. № 2 (115). С. 64-75. Boksha IS, Shesh-enin VS, Savushkina OK, Tereshkina EB, Prokho-rova TA, Pochueva VV, Vorobyeva EA, Burbaeva GSh. Biochemical aspects of the use of additional pharmacotherapy in the treatment of psychosis of late age. Siberian Herald of Psychiatry and Addic-tion Psychiatry. 2022;2(115):54-53 doi:10.26617/1810-3111-2022-2(115)-64-75 (in Russian).
- Savushkina OK, Tereshkina EB, Prokhorova TA, Boksha IS, Burminskii DS, Vorobyeva EA, Morozova MA, Burbaeva GS. Platelet glutamate dehy-drogenase activity and efficacy of antipsychotic therapy in patients with schizophrenia. J Med Bio-chem. 2020 Jan 10;39(1):54-59. doi: 10.2478/jomb-2019-0018. PMID: 32549778; PMCID: PMC7282235.
- Burbaeva GSh, Boksha IS, Turishcheva MS, Sa-vushkina OK, Beniashvili AG, Rupchev GE, Morozova MA. Platelet cytochrome c-oxidase activity in patients with acute schizophrenia in the course of their treatment with risperidone. Health. 2011;3(1):13-19. doi:10.4236/health.2011.31003
- Смородинский С.C., Батин Н.В. Методы анализа и принятия решений в слабоструктурированных задачах: учебное пособие по курсу «Методы и системы принятия решений» для студентов специальности «Автоматизированные системы обработки информации». Минск: БГУИР, 2002. 116 с. Smorodinsky SS, Batin NV. Methods of analysis and decision-making in poorly structured tasks: textbook for the course “Methods and systems of decision-making” for students of the spe-cialty “Automated systems of information pro-cessing”. Minsk: BSUIR, 2002:116 (in Russian).
