這項研究所提出的腸道微生物標志物為未來(lái)自閉癥的診斷和治療提供了新的思路，或可實(shí)現通過(guò)化驗糞便來(lái)診斷自閉癥以及通過(guò)調整腸道微生物來(lái)治療自閉癥。
腸道中生活著(zhù)種類(lèi)各異的微生物，它們通過(guò)復雜的互動(dòng)來(lái)實(shí)現機體的調控。
科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現大腦和腸消化系統之間存在聯(lián)系。通過(guò)神經(jīng)、內分泌以及免疫系統的相互連接形成的“腸腦軸”（gut-brain axis），腦和腸能夠互相影響和調控，與人體發(fā)育和身心健康息息相關(guān)。
腸道中生活的菌群在“腸腦軸”中扮演著(zhù)重要的角色。一項最新研究發(fā)現，自閉癥兒童的腸道微生物組與正常孩子有顯著(zhù)區別，這或有助于研發(fā)新的自閉癥診療手段。
這項研究于2024年7月8日發(fā)表于《自然-微生物學(xué)》（Nature Microbiology）雜志上，作者是來(lái)自香港中文大學(xué)的黃秀娟及其研究團隊。他們對香港1627名兒童的糞便樣本進(jìn)行了研究，發(fā)現腸道中的古細菌（archaeal）、細菌、真菌、病毒的種類(lèi)、數量和功能在自閉癥譜系障礙（Autism Spectrum Disorder，ASD）兒童中與非自閉癥兒童間存在顯著(zhù)差異。研究人員據此研發(fā)出一種能夠診斷自閉癥的模型。
“ASD是一種異質(zhì)性的神經(jīng)發(fā)育障礙，其特征是社交、認知和行為障礙�！痹撗芯恐赋�，“在過(guò)去的十年中，腸道微生物組已被證明在調節腸腦軸方面發(fā)揮了核心作用，通過(guò)神經(jīng)調節免疫網(wǎng)絡(luò )與大腦直接通信，可能對ASD的病情發(fā)展有所貢獻�！�
為了搞清楚自閉癥兒童與非自閉癥兒童腸道菌群的具體差異，研究團隊收集了大量數據。他們首先于2021年至2023年間于香港新界東醫院聯(lián)網(wǎng)區域收集了12歲以下709名自閉癥兒童和374名非自閉癥兒童的糞便樣本以及性別、病史、家庭等數據，作為該研究的主要樣本。
除此之外，他們還在研究中納入了另一個(gè)獨立的醫院ASD兒童樣本、一個(gè)獨立社區ASD兒童樣本、一個(gè)注意缺陷多動(dòng)障礙（ADHD）兒童患者樣本以及一個(gè)特異性皮炎兒童患者樣本作為驗證和對照組。所有樣本共計1627名1到13歲兒童，其中女性占24.4%。
研究團隊收集了這些孩子詳盡的表型數據，包括年齡、性別、體質(zhì)指數（BMI）、病史、腸道功能等，共計236項。除此之外，他們對采集到的糞便樣本進(jìn)行了詳盡的宏基因組（Metagenomics）測序，得到關(guān)于樣本腸道菌群的種類(lèi)、數量與功能的大量信息。
所謂宏基因組，是指腸道菌群所有微生物的基因組，它們的總量大約是人類(lèi)基因的50到100倍，通過(guò)微生物表達而調控人體的生命健康，又被稱(chēng)作人的“第二基因組”。腸道中生活著(zhù)種類(lèi)各異的微生物，它們通過(guò)復雜的互動(dòng)來(lái)實(shí)現機體的調控，而宏基因組測序技術(shù)有助于人們觀(guān)察這種網(wǎng)絡(luò )。
通過(guò)對這些數據進(jìn)行分析并控制可能影響結果的混雜因素，研究團隊發(fā)現，在A(yíng)SD兒童中的腸道菌群中，有14種古菌、51種細菌、7種真菌、18種病毒、27種微生物基因，以及12條微生物代謝途徑發(fā)生了變化。
研究人員們觀(guān)察到，在這些微生物中，有31種在自閉癥兒童中變化最為顯著(zhù)。其中21種顯著(zhù)降低，10種顯著(zhù)升高。通過(guò)機器學(xué)習技術(shù)，研究人員在這些標志物的基礎上建立了自閉癥預測模型。在驗證中他們發(fā)現，該模型在不同年齡、性別的樣本中具備良好的預測能力。
以往關(guān)于“腸腦軸”的研究多集中于細菌，研究古菌、真菌和病毒的相對較少。這些微生物來(lái)自不同的生物界別，但共同組成了腸道生態(tài)�！斑@31種標志物包含幾種古菌、真菌和病毒，突出了非細菌微生物對于A(yíng)SD診斷的關(guān)鍵作用�！毖芯繉�(xiě)道，“多界（multi-kingdom）物種之間的關(guān)聯(lián)有可能發(fā)展成復雜的微生物群落，作為ASD發(fā)病機制中的生態(tài)驅動(dòng)因素。這值得進(jìn)一步分析�！�
除了開(kāi)發(fā)該預測模型之外，研究還從腸道環(huán)境的角度探討了自閉癥的發(fā)病機制。研究指出，以往已經(jīng)有人發(fā)現泛醌（輔酶Q10）可以改善ASD兒童的癥狀。同時(shí)，血漿中的硫胺（維生素B1）及其相關(guān)代謝產(chǎn)物，如硫胺二磷酸的濃度降低，與ASD病情發(fā)展有關(guān)。在對微生物數據分析中研究者們發(fā)現，這兩個(gè)代謝途徑的相關(guān)產(chǎn)物在A(yíng)SD兒童中顯著(zhù)減少。
對于自閉癥兒童腸道菌群的變化，有一種流行的解釋是自閉癥兒童具有不同的飲食偏好，這導致他們與非自閉癥兒童的腸道菌群產(chǎn)生差異。而研究者在模型計算中發(fā)現，即便控制了飲食偏好的變量，自閉癥兒童的腸道菌群差異仍然存在。
這項研究所提出的腸道微生物標志物為未來(lái)自閉癥的診斷和治療提供了新的思路，或可實(shí)現通過(guò)化驗糞便來(lái)診斷自閉癥以及通過(guò)調整腸道微生物來(lái)治療自閉癥。
“這個(gè)高度特異的多界微生物組面板可用于A(yíng)SD的無(wú)創(chuàng )診斷，為未來(lái)的臨床研究提供基礎�！毖芯刻岬�，之后應當納入更多變量并進(jìn)行持續驗證，以提升診斷的準確性。
來(lái)源：澎湃新聞
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