·這項研究所提出的腸道微生物標志物為未來自閉癥的診斷和治療提供了新的思路，或可實現(xiàn)通過化驗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。

腸道中生活著種類各異的微生物，它們通過復雜的互動來實現(xiàn)機體的調(diào)控。

科學家已經(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。

這項研究于2024年7月8日發(fā)表于《自然-微生物學》（Nature Microbiology）雜志上，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(fā)現(xiàn)腸道中的古細菌（archaeal）、細菌、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(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獨立的醫(yī)院ASD兒童樣本、一個獨立社區(qū)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(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(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，它們通過復雜的互動來實現(xiàn)機體的調(diào)控，而宏基因組測序技術(shù)有助于人們觀察這種網(wǎng)絡。

通過對這些數(shù)據(jù)進行分析并控制可能影響結(jié)果的混雜因素，研究團隊發(fā)現(xiàn)，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(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。通過機器學習技術(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(xiàn)，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ASD診斷的關(guān)鍵作用?！毖芯繉懙?，“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(qū)動因素。這值得進一步分析。”

除了開發(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(xiàn)泛醌（輔酶Q10）可以改善ASD兒童的癥狀。同時，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(shù)據(jù)分析中研究者們發(fā)現(xiàn)，這兩個代謝途徑的相關(guān)產(chǎn)物在ASD兒童中顯著減少。

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(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。

這項研究所提出的腸道微生物標志物為未來自閉癥的診斷和治療提供了新的思路，或可實現(xiàn)通過化驗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?！毖芯刻岬剑髴敿{入更多變量并進行持續(xù)驗證，以提升診斷的準確性。