Forschungsbericht 2017 - Max-Planck-Institut für Psycholinguistik

Wie wir kommunizieren und woran wir psychisch erkranken: Kontinuierliche Krankheitsspektren und ihre genetischen Wurzeln

Autoren
St Pourcain, Beate
Abteilungen
Abteilung Sprache und Genetik
Zusammenfassung
Komplexe psychische Erkrankungen werden häufig als extreme Ausprägungen eines kontinuierlichen Krankheitsspektrums verstanden. Am anderen Ende dieser Dimension befinden sich krankheitsähnliche, aber oft weniger schwere Symptome, die in vielen von uns auftreten können. Genetische Untersuchungen zu sozial-kommunikativen Fähigkeiten konnten zeigen, dass die Theorie dimensionsübergreifender genetischer Faktoren sowohl in Bezug auf autistische als auch schizophrene Erkrankungen gestützt werden kann. Dieser Zusammenhang ist jedoch krankheitsspezifisch und abhängig vom kindlichen Entwicklungsstand.

Komplexe psychische Störungen sind Teil eines kontinuierlichen Spektrums

Autismus und Schizophrenie sind komplexe und vielgestaltige psychische Störungen. Kinder, die unter autistischen Störungen leiden, haben Probleme, mit ihren Mitmenschen zu kommunizieren und sozial zu interagieren; sie zeigen oft starre, sich wiederholende und stereotype Verhaltensweisen. Menschen, die von schizophrenen Störungen betroffen sind, leiden unter Wahnvorstellungen und Halluzinationen, aber auch unter Beeinträchtigungen in ihrem Denken, Sprechen und Fühlen. Autistische und schizophrene Erkrankungen unterscheiden sich grundlegend in ihrer Entstehungsgeschichte. Die ersten Anzeichen für eine autistische Erkrankung sind meist bereits in der frühen Kindheit erkennbar (frühkindlicher Autismus), während schizophrene Störungen typischerweise erst im späteren Jugend- und frühen Erwachsenenalter auftreten.

Betroffene beider Erkrankungen ähneln sich aber in einigen psychischen Auffälligkeiten. Die ersten Berichte über komorbide Symptome, d.h. Symptome, die in beiden Erkrankungen zu finden sind, gehen auf Kanner (1943) zurück [1]. Dazu zählen Probleme, mit anderen Menschen in Kontakt zu treten und mit ihnen zu kommunizieren, wie z.B. Schwierigkeiten, ein Gespräch zu eröffnen, aufrechtzuerhalten und angemessen auf den Gesprächspartner einzugehen. Tatsächlich werden autistische und schizophrene Störungen erst seit den 1980er Jahren getrennt diagnostiziert.

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Original 1508158432
Abb. 1: Gruppenarbeit erfordert von Kindern soziale Kommunikation.
Abb. 1: Gruppenarbeit erfordert von Kindern soziale Kommunikation.

Krankheitsähnliche Symptome treten in vielen von uns auf

Kleinere Schwierigkeiten, sozial zu kommunizieren, sind vielen von uns vertraut. Den richtigen Ton finden, subtile Anspielungen und Anforderungen verstehen, dem anderen eine Pause im Gespräch lassen, das alles sind Fähigkeiten, die einige von uns besser beherrschen als andere (Abb. 1). Diese Probleme ähneln den Symptomen autistischer und schizophrener Patienten in abgeschwächter Form, ohne Krankheitswert zu besitzen. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass diese Merkmale in der allgemeinen Bevölkerung ein Kontinuum bilden, in dem es keine klare Linie zwischen "normal" und "krankhaft" gibt [2]. Komplexe psychische Erkrankungen werden daher häufig als extreme Ausprägung eines kontinuierlichen Krankheitsspektrums verstanden [3, 4], während die weniger schweren Symptome am entgegengesetzten Ende dieser Dimension zu finden sind (Abb. 2). Zwillingsstudien, speziell in Bezug auf das autistische Kontinuum, legen die Möglichkeit nahe, dass psychische Erkrankungen und krankheitsähnliche Merkmale in der allgemeinen Bevölkerung gemeinsame genetische Wurzeln besitzen [5].

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Original 1508158477

Abb. 2: Schematische Darstellung eines hypothetischen Verhaltenskontinuums: Komplexe psychische Störungen und krankheitsähnliche, aber abgeschwächte Merkmale in der allgemeinen Bevölkerung befinden sich an den entgegengesetzten Enden einer hypothetischen Dimension.

Abb. 2: Schematische Darstellung eines hypothetischen Verhaltenskontinuums: Komplexe psychische Störungen und krankheitsähnliche, aber abgeschwächte Merkmale in der allgemeinen Bevölkerung befinden sich an den entgegengesetzten Enden einer hypothetischen Dimension.

Tausende genetische Variationen wirken zusammen

Neben vielen seltenen schweren Mutationen ist bei komplexen psychischen Erkrankungen, einschließlich der autistischen und schizophrenen Störungen, eine Häufung genetischer Effekte bekannt, deren Ausmaße im Einzelnen zwar sehr gering sind, die aber zusammen einen großen Anteil des Krankheitsrisikos vorhersagen können. Man nimmt an, dass diese Effekte in ihrer Gesamtheit additiv zusammenwirken (polygenetischer Effekt). Im einfachsten Fall kann man deshalb bestimmte DNA-Sequenzvarianten (Allele), die bei psychisch Erkrankten häufiger zu finden sind, zusammenzählen und einen polygenetischen Summenwert bilden, der zur Vorhersage und Modellierung des Erkrankungsrisikos in anderen Patientenkollektiven genutzt werden kann. Man kann diesen polygenetischen Summenwert aber auch zur Vorhersage verwandter Verhaltenssymptome, wie z.B. Merkmalsausprägungen in der allgemeinen Bevölkerung, einsetzen. Darüber hinaus lassen sich polygenetische Effekte durch genetische Korrelationsstudien erschließen, die auf der Auswertung von Summenstatistiken bereits existierender genomweiter Analysen beruhen. Genetische Korrelationen geben dabei das Verhältnis wieder, in welchem Verhaltensweisen oder Erkrankungen durch die gleichen genetischen Faktoren beeinflusst werden.

Genetische Überschneidungen weisen krankheitsspezifische Profile auf

Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit konnten die Forscher nachweisen, dass die sozial-kommunikativen Merkmale normal entwickelter Kinder und Jugendlicher eine genetische Überschneidung sowohl mit autistischen als auch schizophrenen Störungen aufweist. Dazu wurden die Daten einer britischen Längsschnittstudie (Avon Longitudinal Study of Parents and Children, ALSPAC) und mehrerer großer Patientenkollektive mit Tausenden von Teilnehmern ausgewertet. Die Forscher untersuchten dabei sowohl die genetischen Informationen, die zum Risiko einer psychischen Erkrankung beitragen, als auch solche, die sozialkommunikative Kompetenzen beeinflussen, gestaffelt nach Entwicklungsstufen im Kindes- und Jugendalter über einen Zeitraum von 10 Jahren. In großen Kohortstudien (wie z. B. ALSPAC) werden soziale Kompetenzen oft durch Elternbefragung erfasst, (z. B. die Social Communication Disorder Checklist SCDC) [6]. Mit diesem psychologischen Messinstrument schätzen Eltern das Verhalten ihrer Kinder im Hinblick auf bestimmte Aussagen ein, zum Beispiel:  "Realisiert nicht wenn er/sie mit seinem/ihrem Verhalten andere Menschen verletzt", oder "Ist sich nicht der Gefühle anderer Menschen bewusst". Aus den Antworten kann auf zugrundeliegende Kompetenzen geschlossen werden.

Die Forscher konnten zeigen, dass Kommunikationsprobleme in der mittleren Kindheit eine genetische Korrelation mit autistischen Störungen aufweisen [7], die im Laufe der weiteren Entwicklung abnimmt [8]. Sozial-kommunikative Probleme im späteren Jugendalter überlappen dagegen genetisch mit Faktoren schizophrener Erkrankungen [8]. Die identifizierten genetischen Überschneidungen stimmen daher mit dem Auftreten klinischer Symptome im Rahmen des jeweiligen Krankheitsverlaufs überein. Andere psychische Störungen des Erwachsenenalters, wie z.B. Bipolare Störungen, zeigten keinerlei genetische Korrelationen mit sozial-kommunikativen Fähigkeiten im späten Jugendalter. Die identifizierten genetischen Verknüpfungen sind daher mit hoher Wahrscheinlichkeit spezifisch für autistische sowie schizophrene Erkrankungen. 

Genetische Effekte variieren im Laufe der Entwicklung

Entwicklungsabhängige genetische Überschneidungen werfen natürlich Fragen zu den zugrundeliegenden genetischen Faktoren des sozial-kommunikativen Verhaltens auf. Obwohl genetische Variationen in unserem Körper überwiegend fest verankert sind, kommen erbliche Effekte erst im Laufe eines strikt regulierten biologischen Entwicklungsprogrammes zum Tragen. Eine Analyse genetischer Korrelationsmuster sozial-kommunikativer Kompetenzen im Laufe des Kindes- und Jugendalters zeigte, dass genetische Korrelationen zwischen ähnlichen Entwicklungsstadien, d.h. solchen, die nicht mehr als drei Jahre auseinanderliegen, sehr hoch sind (>80%) [9]. Über einen Zeitraum von ungefähr 10 Jahren hinweg lassen sich jedoch auch Unterschiede erkennen. So teilen sozial-kommunikative Fähigkeiten im mittleren Kindesalter nur noch ungefähr die Hälfte ihrer genetischen Faktoren mit Kompetenzen im späteren Jugendalter [9].

Es ist z. B. bekannt, dass Menschen im Laufe des Kindes- und Jugendalters ihr sozial-kognitives Verständnis von Freundschaft und dem Umgang mit Gleichaltrigen verändern [10]. Von daher ist es wahrscheinlich, dass psychologische Messinstrumente wie der SCDC verschiedene Verhaltensdimensionen und kognitive Fähigkeiten erfassen, die entwicklungsbedingt an verschiedene genetische Faktoren gekoppelt sind und sich in spezifischen genetischen Überschneidungen mit anderen Verhaltensweisen oder Erkrankungen äußern.

Was zeigen uns diese Studien, und wie geht es weiter?

Genetische Überschneidungen mit entwicklungsabhängigen Fähigkeiten können dazu beitragen, das phänotypische Spektrum einer Erkrankung zu präzisieren und von anderen Erkrankungen abzugrenzen. Genetische Korrelationen mit Verhaltensmerkmalen, die den fortschreitenden Verlauf der Entwicklung abbilden, weisen auf komplexe entwicklungsbedingte Zusammenhänge hin, die krankheitsbedingt verändert sein können. Dazu zählen auch verschiedene Stadien der Gehirnentwicklung, die während des Kindes- und Jugendalters durchlaufen werden. Eine große Herausforderung ist es nun, entwicklungsabhängige sozial-kommunikative Kompetenzen neurobiologisch zu charakterisieren. 

Literaturhinweise

1.
Kanner, L.
Autistic disturbances of affective contact
Nervous Child 2, 217–250 (1943)
2.
Owen, M. J.
New approaches to psychiatric diagnostic classification
Neuron 84, 564–571 (2014)
3.
Wing, L.
The Continuum of Autistic Characteristics
In: Schopler, E.; Mesibov, G. B. (eds.), Diagnosis and assessment in autism. Current Issues in Autism 91–110, Springer US (1988)
4.
Constantino, J. N.
The quantitative nature of autistic social impairment
Pediatric Research 69, 55R–62R (2011)
5.
Colvert, E.; Tick, B.; McEwen, F.; Stewart, C.; Curran, S. R.; Woodhouse, E.; Gillan, N.; Hallett, V.; Lietz, S.; Garnett, T.; Ronald, A.; Plomin, R.; Rijsdijk, F.; Happé, F.; Bolton, P.
Heritability of autism spectrum disorder in a UK population-based twin sample
JAMA Psychiatry 72, 415–423 (2015)
6.
Skuse, D. H.; Mandy, W. P. L.; Scourfield, J.
Measuring autistic traits: heritability, reliability and validity of the social and communication disorders checklist
British Journal of Psychiatry 187, 568–572 (2005)
7.
Robinson, E. B.; St Pourcain, B.; Anttila, V.; Kosmicki, J. A.; Bulik-Sullivan, B.; Grove, J.; Maller, J.; Samocha, K. E.; Sanders, S. J.; Ripke, S.; Martin, J.; Hollegaard, M. V.; Werge, T.; Hougaard, D.M.; iPSYCH-SSI-Broad Autism Group; Neale, B. M.; Evans, D. M.; Skuse, D.; Mortensen, P.B.; Børglum, A. D.; Ronald, A.; Smith, G. D.; Daly, M. J.
Genetic risk for autism spectrum disorders and neuropsychiatric variation in the general population
Nature Genetics (2016), doi: 10.1038/ng.3529
DOI
8.
St Pourcain, B.; Robinson, E. B.; Anttila, V.; Bulik-Sullivan, B.; Maller, J. B.; Golding, J.; Skuse, D. H.; Ring, S. M.; Evans, D. M.; Zammit, S.; Fisher, S. E.; Neale, B. M.; Anney, R.; Ripke, S.; Hollegaard, M. V.; Werge, T.; iPSYCH-SSI-Broad, AG; Ronald, A.; Grove, J.; Hougaard, D. M.; Borglum, A. D.; Mortensen, P. B.; Daly, M. J.; Davey Smith, G.
ASD and schizophrenia show distinct developmental profiles in common genetic overlap with population-based social-communication difficulties
Molecular Psychiatry (2017), doi: 10.1038/mp.2016.198
DOI
9.
St Pourcain, B.; Skuse, D. H.; Mandy, W. P.; Wang, K.; Hakonarson, H.; Timpson, N. J.; Evans, D. M.; Kemp, J. P.; Ring, S. M.; McArdle, W. L.; Golding, J.; Smith, G. D.
Variability in the common genetic architecture of social-communication spectrum phenotypes during childhood and adolescence
Molecular Autism 5, 18 (2014)
10.
Berndt, T. J.
Friendship quality and social development
Current Directions in Psychological Science 11, 7–10 (2002)
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