科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大腦和腸消化系統(tǒng)之間存在聯(lián)系。通過神經(jīng)、內(nèi)分泌以及免疫系統(tǒng)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(diào)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”中扮演著重要的角色。一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥兒童的腸道微生物組與正常孩子有顯著區(qū)別，這或有助于研發(fā)新的自閉癥診療手段。

這項(xiàng)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，作者是來自香港中文大學(xué)的黃秀娟及其研究團(tuán)隊(duì)。他們對(duì)香港1627名兒童的糞便樣本進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)腸道中的古細(xì)菌（archaeal）、細(xì)菌、真菌、病毒的種類、數(shù)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差異。研究人員據(jù)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(rèn)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(diào)節(jié)腸腦軸方面發(fā)揮了核心作用，通過神經(jīng)調(diào)節(jié)免疫網(wǎng)絡(luò)與大腦直接通信，可能對(duì)ASD的病情發(fā)展有所貢獻(xiàn)。”

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(tuán)隊(duì)收集了大量數(shù)據(jù)。他們首先于2021年至2023年間于香港新界東醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)區(qū)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(shù)據(jù)，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(dú)立的醫(yī)院ASD兒童樣本、一個(gè)獨(dú)立社區(qū)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(yàn)證和對(duì)照組。所有樣本共計(jì)1627名1到13歲兒童，其中女性占24.4%。

研究團(tuán)隊(duì)收集了這些孩子詳盡的表型數(shù)據(jù)，包括年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)（BMI）、病史、腸道功能等，共計(jì)236項(xiàng)。除此之外，他們對(duì)采集到的糞便樣本進(jìn)行了詳盡的宏基因組（Metagenomics）測(cè)序，得到關(guān)于樣本腸道菌群的種類、數(shù)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(dá)而調(diào)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，它們通過復(fù)雜的互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)體的調(diào)控，而宏基因組測(cè)序技術(shù)有助于人們觀察這種網(wǎng)絡(luò)。

通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制可能影響結(jié)果的混雜因素，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在ASD兒童中的腸道菌群中，有14種古菌、51種細(xì)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。其中21種顯著降低，10種顯著升高。通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，研究人員在這些標(biāo)志物的基礎(chǔ)上建立了自閉癥預(yù)測(cè)模型。在驗(yàn)證中他們發(fā)現(xiàn)，該模型在不同年齡、性別的樣本中具備良好的預(yù)測(cè)能力。

以往關(guān)于“腸腦軸”的研究多集中于細(xì)菌，研究古菌、真菌和病毒的相對(duì)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(tài)。“這31種標(biāo)志物包含幾種古菌、真菌和病毒，突出了非細(xì)菌微生物對(duì)于ASD診斷的關(guān)鍵作用。”研究寫道，“多界（multi-kingdom）物種之間的關(guān)聯(lián)有可能發(fā)展成復(fù)雜的微生物群落，作為ASD發(fā)病機(jī)制中的生態(tài)驅(qū)動(dòng)因素。這值得進(jìn)一步分析。”

除了開發(fā)該預(yù)測(cè)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(jī)制。研究指出，以往已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)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(duì)微生物數(shù)據(jù)分析中研究者們發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)代謝途徑的相關(guān)產(chǎn)物在ASD兒童中顯著減少。

對(duì)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(dǎo)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(jì)算中發(fā)現(xiàn)，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(xiàng)研究所提出的腸道微生物標(biāo)志物為未來自閉癥的診斷和治療提供了新的思路，或可實(shí)現(xiàn)通過化驗(yàn)糞便來診斷自閉癥以及通過調(diào)整腸道微生物來治療自閉癥。

“這個(gè)高度特異的多界微生物組面板可用于ASD的無創(chuàng)診斷，為未來的臨床研究提供基礎(chǔ)。”研究提到，之后應(yīng)當(dāng)納入更多變量并進(jìn)行持續(xù)驗(yàn)證，以提升診斷的準(zhǔn)確性。

轉(zhuǎn)載來源：澎湃新聞 作者：季敬杰