你有没有想过为什么一个人可以在抽了一年的烟之后，随后就顺利戒烟了，而另一个人却会终身成瘾？为什么有些人不能控制自己滥用酒精，而另一些人却可以决定何时喝酒何时不喝？其中的关键原因是一个人滥用药物的遗传倾向与分子生物学机制。

美国北卡罗来纳大学医学院遗传学助理教授、神经科学中心研究员元惠贞博士（Hyejung Won）领导的研究团队开始了解个体之间潜在的遗传差异，这些发现日积月累，有可能创造出新的疗法来帮助数百万与成瘾对抗的人。

该研究结果刊登于知名生物精神医学期刊《分子精神医学》（Molecular Psychiatry）上，研究人员发现了与吸烟和饮酒相关的基因，而这些基因在某些类型的神经元中过度表现，神经元是触发其他细胞在整个大脑中发送化学讯号的重要脑细胞。

研究进一步指出，吸烟背后的基因与对疼痛的感知和对食物的反应有关，此外，也与滥用其他如古柯硷等药物有关。至于酒精使用相关的基因与压力和学习，以及滥用其他如吗啡等药物有关。由于目前缺乏物质使用障碍症（Substance use disorder）的治疗方案，研究人员还对公开可用的药物资料库进行了分析，以探索物质滥用的潜在新兴疗法。

北卡罗来纳大学医学院的神经科学家南希（Nancy Sey）表示，抗精神病药物和其他情绪稳定剂可能会为在药物滥用中挣扎的病患提供治疗缓解，该研究专注于创造更好的治疗方法，为解决药物依赖问题的研究奠定了良好的基础。

解析成瘾背后的全基因体关联

吸烟与喝酒等长期物质使用行为和物质使用障碍，与许多常见疾病和症状有关，如肺癌、肝病和精神疾病。然而，可用的治疗方案很少，这主要是因为我们对成瘾及滥用所涉及的神经生物学机制理解仍存在许多未知。

元惠贞博士提到，从双胞胎研究中得知，遗传学可能解释为什么有些人会使用和滥用药物的原因。除了如家庭问题或个人创伤等环境因素之外，「全基因体关联分析」（GWAS）等遗传研究途径提供了一种识别与复杂人类特征相关基因的方法，例如香烟成瘾或酗酒行为。

所谓「全基因体关联分析」（GWAS），是在多数疾病的基因变异点未知的情况下，研究人员可藉由 GWAS 探究大量病患的基因样本，从大数据找出与某疾病相关的致病基因；换句话说，当某种疾病的大多数病患，几乎都在某处基因出现问题，就能推测其为关键的基因变异位点。

元惠贞博士说明，透过 GWAS 研究，研究人员可以识别基因体在特定性状中发挥作用的区域，并与不表现出该性状的人相比。然而，全基因体研究并不能提供太多关于这些区域的基因如何影响性状的资讯，因为这些区域通常位于基因体的「非编码」（non-coding）区域。

「非编码」是指这些区域中的基因，不会将其遗传资讯直接转译或编码为蛋白质的制造，让蛋白质去执行已知的生物学功能。因此，在这些「非编码」区域中实际的生物学机制仍然大多是处于未知的状态。

元惠贞博士指出，为了想理解这些区域发生的事情，研究团队开发出一种称为 H-MAGMA 的新计算工具，可以帮助我们更了解在全基因体研究中所看到的资讯。透过 H-MAGMA 技术，能够将非编码基因变异连结其标靶基因，这是之前科学家无法实现的。

在先前一篇刊登于《自然神经科学》（Nature Neuroscience）的重要研究中，元惠贞博士的实验室展示了 H-MAGMA 如何将非编码基因变异与精神疾病和神经退化性疾病相关的基因联系起来，可用于研究 9 种脑部病变的遗传基础，包括鉴定与每种疾病相关的新基因。

该研究也发现了脑部病变遗传学的重要生物学机制，这些分子机制（molecular mechanisms）可以作为潜在的治疗标靶。在新的这项研究中，元惠贞博士的实验室将 H-MAGMA 技术的全基因体研究范围扩展到吸烟和饮酒。

理解分子生物学机制以降低成瘾与滥用风险

科学家从长期以来一直被认为与物质使用有关的神经元：多巴胺能神经元（dopaminergic neurons）和皮质神经元（cortical neurons）中开发了研究架构。研究团队专注于这两种神经元，将 H-MAGMA 技术应用于与香烟成瘾、酒精使用障碍和酗酒相关的全基因体研究，以鉴定与每种性状相关的基因。

除了各类型的兴奋性神经元外，元惠贞博士的团队还确定了与风险基因相关的其他神经元，包括皮质麸胺酸能神经元（cortical glutamatergic neurons）、中脑多巴胺能神经元（midbrain dopaminergic neurons）， GABA 能神经元（GABAergic neurons）和血清素能神经元（serotonergic neurons）。

与酒精使用和吸烟相关的基因也与其他类型的物质使用有关，如吗啡和古柯硷。虽然鸦片类药物危机造成了有害的社会负担，但目前尚无关于古柯硷和鸦片类药物使用的充足全基因体研究。因此，研究团队试图确定与酒精使用和吸烟相关的基因是否能揭示一般成瘾行为背后的遗传学，这些遗传学发现可以扩展到其他物质滥用的研究与治疗。

元惠贞博士强调，研究的分析表明，吸烟和饮酒之间共享的基因表现也可以被其他类型的物质如古柯硷所改变，透过表征这些基因的生物学功能，将能够确定成瘾背后的生物学机制，这可以延伸到各种形式的物质使用障碍，这些发现可以让科学家研究使成瘾可能性大大降低的分子生物学机制。

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