這項研究所提出的腸道微生物標誌物為未來自閉症的診斷和治療提供了新的思路，或可實現通過化驗糞便來診斷自閉症以及通過調整腸道微生物來治療自閉症。
腸道中生活著種類各異的微生物，它們通過複雜的互動來實現機體的調控。
科學家已經發現大腦和腸消化係統之間存在聯係。通過神經、內分泌以及免疫係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，與人體發育和身心健康息息相關。
腸道中生活的菌群在“腸腦軸”中扮演著重要的角色。一項最新研究發現，自閉症兒童的腸道微生物組與正常孩子有顯著區別，這或有助於研發新的自閉症診療手段。
這項研究於2024年7月8日發表於《自然-微生物學》（Nature Microbiology）雜誌上，作者是來自香港中文大學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行了研究，發現腸道中的古細菌（archaeal）、細菌、真菌、病毒的種類、數量和功能在自閉症譜係障礙（Autism Spectrum Disorder，ASD）兒童中與非自閉症兒童間存在顯著差異。研究人員據此研發出一種能夠診斷自閉症的模型。
“ASD是一種異質性的神經發育障礙，其特征是社交、認知和行為障礙。”該研究指出，“在過去的十年中，腸道微生物組已被證明在調節腸腦軸方麵發揮了核心作用，通過神經調節免疫網絡與大腦直接通信，可能對ASD的病情發展有所貢獻。”
為了搞清楚自閉症兒童與非自閉症兒童腸道菌群的具體差異，研究團隊收集了大量數據。他們首先於2021年至2023年間於香港新界東醫院聯網區域收集了12歲以下709名自閉症兒童和374名非自閉症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獨立的醫院ASD兒童樣本、一個獨立社區ASD兒童樣本、一個注意缺陷多動障礙（ADHD）兒童患者樣本以及一個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行了詳盡的宏基因組（Metagenomics）測序，得到關於樣本腸道菌群的種類、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基因的50到100倍，通過微生物表達而調控人體的生命健康，又被稱作人的“第二基因組”。腸道中生活著種類各異的微生物，它們通過複雜的互動來實現機體的調控，而宏基因組測序技術有助於人們觀察這種網絡。
通過對這些數據進行分析並控製可能影響結果的混雜因素，研究團隊發現，在ASD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生了變化。
研究人員們觀察到，在這些微生物中，有31種在自閉症兒童中變化最為顯著。其中21種顯著降低，10種顯著升高。通過機器學習技術，研究人員在這些標誌物的基礎上建立了自閉症預測模型。在驗證中他們發現，該模型在不同年齡、性別的樣本中具備良好的預測能力。
以往關於“腸腦軸”的研究多集中於細菌，研究古菌、真菌和病毒的相對較少。這些微生物來自不同的生物界別，但共同組成了腸道生態。“這31種標誌物包含幾種古菌、真菌和病毒，突出了非細菌微生物對於ASD診斷的關鍵作用。”研究寫道，“多界（multi-kingdom）物種之間的關聯有可能發展成複雜的微生物群落，作為ASD發病機製中的生態驅動因素。這值得進一步分析。”
除了開發該預測模型之外，研究還從腸道環境的角度探討了自閉症的發病機製。研究指出，以往已經有人發現泛醌（輔酶Q10）可以改善ASD兒童的症狀。同時，血漿中的硫胺（維生素B1）及其相關代謝產物，如硫胺二磷酸的濃度降低，與ASD病情發展有關。在對微生物數據分析中研究者們發現，這兩個代謝途徑的相關產物在ASD兒童中顯著減少。
對於自閉症兒童腸道菌群的變化，有一種流行的解釋是自閉症兒童具有不同的飲食偏好，這導致他們與非自閉症兒童的腸道菌群產生差異。而研究者在模型計算中發現，即便控製了飲食偏好的變量，自閉症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誌物為未來自閉症的診斷和治療提供了新的思路，或可實現通過化驗糞便來診斷自閉症以及通過調整腸道微生物來治療自閉症。
“這個高度特異的多界微生物組麵板可用於ASD的無創診斷，為未來的臨床研究提供基礎。”研究提到，之後應當納入更多變量並進行持續驗證，以提升診斷的準確性。
來源：澎湃新聞
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