太阳辐射影响着地球表面生物的方方面面，太阳黑子越多，辐射越强。已有很多研究报告了出生时的太阳辐射与各类疾病之间的关系。太阳辐射的影响远比我们想象中的要大。小编今天带来的这项美国精神病学研究，就尝试只利用出生日期和当时的太阳辐射程度，评估严重精神疾病患者的病情。让我们来一起阅读这篇文章吧！
背景和目标：
严重精神疾病（MMI）患者疾病严重程度的评估由于混杂变量和遗传变异性等因素的影响一直存在问题。已有研究表明精神分裂症等几种疾病的患者，倾向于在某些月份或季节出生。这暗示了阳光的表观遗传效应，这可能是由紫外线辐射（UVR）损伤DNA导致，尤其是在胚胎时期。本文概述了评估精神分裂症（SZ）、双相障碍（BPD）和分裂情感性障碍（SZ-AFF）严重程度的方法，本方法主要通过比较患者的出生月份/年与普通人群（GP）的出生月份/年进行评估。
相关性：
研究者既往研究发现，更强的UVR（≥90个太阳黑子数（SSN））对人类的平均寿命有负面影响。此外，人类出生率因出生月份而异，反映了食物、阳光和其他未知的表观遗传因素等变量。本研究意在观察患者出生月份是否与普通人群的平均出生月份不同，以及UVR是否有促进这些疾病的表观遗传效应。
方法：
研究者获得了缅因州最大州立精神病医院在15年期间收治患者（n=1233）的出生月份和年份资料，并计算了诊断为SZ、BPD和SZ-AFF患者的出生月份，并将这些结果与2006年美国人口普查年普通人群（n=4265555）出生月份进行了比较。将每个月的患者数量标准化到8月份，并与普通人群（GP）的标准化出生月份进行了比较。用标准化月份趋势图考虑变化率，它们各自的积分给出了每种精神疾病相对于GP的领域。将GP归一化为统一，然后与因子1.28进行关联分析，例如28%以上的熵。
结果：
符合我们严重程度标准的患者百分比：SZ=27%；BPD=26%；SZ-AFF=100%。
结论：
高UVR强度或妊娠早期UVR的快速增加可能是重大精神疾病的表观遗传学触发因素。BPD比SZ或SZ-AFF疾病更受表观遗传学影响。研究发现1233例患者中有52%的人需要三级精神病医院的核心功能。此外，当SSN中位数翻一番时，精神疾病会加剧。这项工作也验证了克拉普利尼二分法（Kraeplinian dichotomy）。
这项研究有什么新发现：
本文为评估MMI的严重程度提供了一个新的范式，并支持UVR的显著表观遗传效应。
简介
本文提供了一种方法论，利用太阳辐射对所有生物的表观基因组-基因组复合体的内在变化更客观地评估精神分裂症（SZ）、双相情感障碍（BPD）和分裂情感性障碍（SZ-AFF）这三种精神疾病的严重程度。
在过去的二十年里，有许多论文描述了出生月份和年份对各种人类疾病发病率的影响。地面太阳辐射中约3%是紫外线辐射，其中约95%位于UV-A（315-400纳米）光谱中，约5%位于UV-B（280-315纳米）光谱中。尽管被地球大气吸收，UVR仍然是一种有效的DNA/RNA诱变剂，亿万年来，生物体已经发展出有效的修复机制来纠正遗传毒性并保持DNA的完整性。
研究者通过2006年美国人口普查中获得了出生月份（MOB）的记录发现人口的出生并不均匀，夏季和初秋有更多人出生。这一原因还不完全清楚。在这篇论文中，我们使用普通人群中按月出生的数量作为基线，与患有主要精神疾病的人进行比较。
本研究的零假设（H0）为：主要精神疾病与出生月份、及人口出生数量最大值或最小值无关。
假设1：我们假设MMI患者的MOB与GP的偏差不同，可用于衡量UVR在受孕/妊娠早期的表观遗传效应，并且这一效应在出生时明显。
奥古斯塔精神健康研究所共计18年的入院数据显示，72%的患者有一次住院史，但其余28%的住院史则为2至12次不等。即使在三级医疗机构，工作人员也无法成功“治愈”那些表现出如此复杂、风险和混乱行为的人，以至于他们需要不止一次入院。
睡眠期间的头部位置变化已被视为眩晕发作的潜在诱因。前期研究显示，睡眠期间头部的位置角度与BPPV复发之间存在关联：患者睡觉时患耳向下，头部倾斜45度的睡眠姿势更容易导致疾病复发。同时也有可靠证据表明，相较于以其他姿势睡觉的患者，复位后患耳朝下睡觉的患者更容易眩晕的复发。睡眠质量差本身也可能导致BPPV复发。此外，非呼吸暂停睡眠障碍（如慢性失眠）更有可能导致BPPV发作。综上所述，睡眠质量和睡眠障碍与BPPV复发之间似乎存在着复杂的关系。
本研究对比了BPPV患者和未患有BPPV的参与者的睡眠质量。这项研究将提高对BPPV患者睡眠质量的认识，通过研究数据也可以了解到BPPV患者与未患有BPPV的受试者之间存在的差异。
假设2：
患者精神障碍越严重，其标准化的出生月份与GP标准化的出生月份的比值越大。其临界比率是1.28，高于1.28表示相对于环境（社会）的熵更高，但在MMI的内部（大脑），这个比率小于1.28，表示熵更低，例如，可用于匹配环境的组织状态更少。
方法
研究者从河景精神病中心（缅因州最大的州立精神病医院）获得了自2006年引入新计算机系统以来的入院数据；于美国国家海洋和大气管理局获得了太阳黑子活动数据库。共有1233名患者可供分析，445名SZ患者（占总数的36%），358名BPD患者（占总数的29%），430名SZ-AFF患者（占总数的35%）。在SZ-AFF患者中，大多数被归类为“未分化”，但430名患者中有98名（23%）被归类为“双相型”。只有少数被归类为“抑郁型”。研究者还获得了2006年美国人口普查的MOB数据（n=4265555），在太阳活动最不活跃的一年，平均SSN=15，将其作为没有持续高UVR的MOB分布的良好基线。
这些数据以字母数字排序，例如1984年1月，首先按出生年份（YOB）进行排序，以使SSN与美国国家海洋和大气管理局SSN数据中的该月份和年份相匹配。然后，每个月都被赋予一个数值，例如，数字1代表1月，数字2代表2月……等等。然后从1到12进行排序，12个月中的每一个月计算各自月份出生的患者人数。之后将每个患者标准化到8月份，与同样标准化到8月份更大范围的GP相关数据进行比较。研究者还计算了每个患者≥90个独立SSN集的平均值、中值和均方差。
然后，研究者使用Excel，为三类MMI患者和GP分别进行多项式拟合。我们认为这些趋势线是变化率图，本质上是导数。然后，以每个月的时间间隔为标准进行分区，计算曲线下总面积。为了检查准确性，11个分区中的每个分区在每个诊断的100位小数精度内相加，得到12个积分。
结果
精神分裂症
SZ中≥90 SSN集的所有>1.28积分比率的1月到5月之和为：1.37 + 1.38 + 1.33 + 1.28 = 5.36；10月-11月和11月-12月两月之和：1.33 + 1.57 = 2.90。二者相加：5.36 + 2.90 = 8.26，8.26/12.65 = 0.65 (65%)总积分。由于≥90 SSN组中有185例患者，185×0.65=121例患者。121/445名精神分裂症患者=0.27，即有27%的精神分裂症患者病情更复杂，可能有更长的住院时间（LOS）。SZ整个12个月的总积分的比率：≥90 SSN/SZ=12.65/11.50 = 1.10。即有10%的表观遗传成分，剩下90%的遗传成分。我们认为出生在≥90 SSN月份的人受到表观遗传的影响。
双相情感障碍
所有>1.28的比率都在≥90 SSN的BPD集中，该集中的1月和2月的积分为1.19；11月至12月的积分为：1.35。从总积分13.35或10.81中减去这两个积分（1.19 + 1.35 =) 2.54。这除以≥90 SSN的总积分：10.81/13.35 = 0.81；0.81 x 114名患者=92名患者。即在所有BPD患者中，92/358 = 26%BPD患者更复杂，可能有更长的LOS。如果我们取整个12个月的总积分比率，BPD≥90 SSN/BPD=13.35/10.28 = 1.30。因此，有30%的表观遗传成分，是精神分裂症的三倍，仍然留下相当大的70%遗传分数。
分裂情感障碍
对于SZ-AFF和≥90 SSN集的SZ-AFF，所有积分都>1.28。
14.70/14.70 = 1.0，即全部430例患者的情况都更为复杂，可能存在最长的LOS。如果我们计算整个12个月的总积分比值，SZ-AFF≥90 SSN/SZ-AFF=14.70/14.04 = 1.05。因此，只有5%的表观遗传成分表明，该病95%的患者存在遗传通化。
对30名随机选择的SZ、BPD和SZ-AFF疾病患者的总LOS评估如下（LOS包括那些症状和行为更严重、需要更长时间监督的患者在医院外的“恢复期”）：
精神分裂症：10279天
双相情感障碍：13591天
分裂情感性障碍：22769天
如果假设LOS与疾病严重程度大致成正比，使用上述LOS估计疾病的相对严重程度分别为：1.32（BPD患者比SZ患者约1/3）；2.22（SZ-AFF患者比SZ患者约2倍）；1.68（SZ-AFF患者比BPD患者约2/3）。虽然根据我们的严重程度指标，SZ和BPD的复杂性几乎相等，但SZ-AFF患者显然是最复杂的。当基线UVR强度加倍时，这些精神疾病的表观遗传效应变得更加明显。虽然红外辐射是以热的形式撞击地球的最丰富的电磁辐射，但根据量子力学，UVR光子（主要是UV-A）的能量是红外光子的两倍，因此≥90 SSN组与＜90 SSN组相比，承受了4倍的潜在遗传毒性能量。
讨论
量化精神疾病的严重程度非常困难。本文提供了一种方法，仅根据出生月份和年份以及SSN更客观地评估MMI的严重程度。虽然LOS是疾病平均严重程度的指标，但我们的方法分析了那些表观基因组特别受太阳能影响导致更严重精神疾病的患者。经过15年的观察，研究者注意到一些患者，尤其是BPD患者，出生在太阳活动最活跃的时期。研究者之前的工作证明了UVR对人类平均寿命的表观遗传效应，由此也想知道类似的效应是否在MMI中发挥了作用。对我们的表观基因组有许多潜在的外部影响，我们的论文讨论了UVR对表观基因组的影响。此外，混杂的表观遗传学影响有所减轻，80%的患者也遭受着性/身体虐待、儿童营养不良、药物滥用和自杀意向等状况。
精神分裂症
MOB高峰出现在11-12月，此时MOC出现在春分，UVR迅速增加。胚胎/胎儿中枢神经系统（CNS）受到高常数或快速增加的UVR的刺激，其已知的显著遗传负荷显然助长了精神分裂症。由于胚胎的敏感性，MOC的环境条件可能比MOB更重要。
尽管数量较少，但SZ缺陷（阴性）症状类型（表现为虚荣和情感减退）的人在8月和9月的出生的最少。这与UVR最低时的冬至MOC相对应。这一低比例反映了社会认为SZ缺乏更不可预测状态的积极（偏执、外部攻击性）症状。然而，阴性症状对治疗更有抵抗力，脑白质改变更多，亲属中的发病率更高。
双相情感障碍
对于大于或等于90 SSN的BPD，严重程度最高约比全组严重30%。表观遗传效应在BPD中尤为重要。
这与SAD的症状发作过程相似，在SAD中，UVR降低明显触发抑郁症状的发作。BPD中的MOB效应是细微的，仅在SSN≥90病例中的约三分之一中容易观察到。
分裂情感障碍
自1933年Kasanin将SZ-AFF作为诊断术语提出以来，它跨越了情感性障碍和精神病性障碍之间的界限，并挑战了克拉普利尼二分法范式。本研究似乎证实了SZ-AFF更符合主要精神病性过程而不是心境障碍的论点。这一结论得到了其他研究人员的支持。这一点很有趣，因为《精神障碍诊断与统计手册》第5版（DSM-5）指出，心境症状“在发病期间和其他时期的大部分时间内都持续存在”。换句话说，心境障碍部分比精神病性部分更受重视。也有人认为精神病性和心境症状存在一个范围。我们的数据表明情况正好相反，即SZ-AFF主要是一种精神病性过程。与SZ和SZ-AFF相比，BPD之间观察到的不同模式也为克拉普利尼二分法提供了强有力的证据，表明MMI主要分为两类，精神病性和情绪性。将SZ-AFF理论化为情绪障碍的主要原因是SZ中没有的对锂的反应。我们的LOS数据证实了这一点。
太阳影响地球表面生物的表观基因组
经过38亿年的生物进化，太阳的辐射模式以某种方式影响了大多数地球表面生物的表观基因组。我们的大脑是对人类在不断变化的环境中的适应性最负责任的器官。太阳辐射的分形特征在人脑中表现为另一种分形。例如，1.28 x1.28 = 1.64，接近人脑的1.60分形维数。研究者推测，人类在生物界的主导地位可能在于拥有一个有效平方太阳分形维数为1.28的大脑。太阳物理学家现在预测，在未来50-100年内我们可能会进入一个太阳活动。然而，较低剂量的UVR可能有利于那些对精神疾病有遗传负荷的人。
当然，最令人信服的问题是UVR如何影响母体，进而影响胚胎。在高UVR或快速增加的UVR中，胎儿外胚层可能在表观遗传学上与未来的外部环境威胁“预先连接”，而在MMI基因负荷显著的人群中，发育中的中枢神经系统可能受到有害的过度刺激。
结论
使用本文概述的假设1和假设2，本研究得出结论：
高UVR强度或UVR的快速增加促进表型SZ、BPD和SZ-AFF疾病的表达。当中位SSN加倍时，这些遗传易感疾病的表观遗传效应变得更加明显，这意味着UVR强度加倍。
BPD的表观遗传效应是SZ的3倍，是SZ-AFF的6倍。
SZ-AFF受高UVR的影响最小，这表明这种疾病在基因组中更容易发生，该类患者病情最严重。
MOC或妊娠早期的环境UVR在影响MMI表型表达方面可能比MOB更重要，反映了胚胎的敏感性。
利用太阳代谢增加的熵因子1.28，我们发现超过一半的住院患者的病情特别不可预测，有三级精神病护理的需求。
本方法论验证了精神病和情绪障碍之间的克拉普利尼二分法。
母亲暴露于紫外线辐射如何影响受孕体的机制尚未确定，但这种机制肯定存在。
研究局限性
我们的患者主要是白种人，是该州病情最严重的，而不是普通患者。缅因州在北纬44°左右，季节性变化较为缓和。英国和斯堪的纳维亚半岛在纬度上大约高出10°，从这些变化较大、UVR强度较低的地区获得数据将会更加有趣。
今后的工作
希望可以从二级精神病机构获得关于重度抑郁障碍的数据，以比较疾病严重程度指标。还希望之后可以研究多发性硬化症，这是一种典型的自身免疫性疾病，与UVR/纬度的变化有关。
