Cell | 新研究发现自闭症和多动症等儿童神经发育障碍与幼年时肠道菌群紊乱有关

在一项新的研究中，来自美国佛罗里达大学、瑞典林雪平大学等全球多个研究机构的科研团队揭示了婴幼儿时期肠道菌群失调与日后自闭症、多动症(ADHD)等神经发育障碍疾病的关联。相关研究结果发表在2024年4月11日的Cell期刊上，论文标题为“Infant microbes and metabolites point to childhood neurodevelopmental disorders”。

这项开创性的前瞻性研究着重考察了新生儿肠道菌群构成及其与其他多种影响儿童神经系统发育的因素间的关系。这些研究人员发现了许多似乎与未来神经系统发育障碍（如自闭症谱系障碍、多动症、交流障碍和智力障碍）有关的生物标志物。

论文通讯作者、佛罗里达大学微生物学与细胞科学系教授Eric W Triplett说，“这项研究的难能可贵之处在于，这些生物标志物在孩子出生时就能在脐带血中发现，或者在孩子一岁时的粪便中发现，这比诊断结果早了十多年。”

该研究是瑞典林雪平大学由Johnny Ludvigsson教授引领的ABIS（All Babies in Southeast Sweden, 即瑞典东南部所有婴儿）项目的一部分。研究团队对1997年至1999年间出生的逾16000名儿童进行了从出生直至他们二十多岁的长期追踪，这批儿童群体具有普遍代表性。在这些儿童中，有1197名儿童（约占7.3%）被诊断为自闭症谱系障碍、多动症、沟通障碍或智力障碍。通过对儿童成长过程中的多次采样调查，研究者们挖掘了大量的生活习惯和环境影响因素。

对于部分儿童，研究者们分析了他们在一周岁时脐带血中的成分以及粪便样本中的细菌组成。Ludvigsson说，“我们在这项研究中发现，患自闭症或多动症的儿童和不患自闭症或多动症的儿童在出生后第一年的肠道菌群就存在明显差异。我们发现，这与一些影响肠道细菌的因素有关，比如在孩子一岁期间接受抗生素治疗，这与患这些疾病的风险增加有关。”

在出生后第一年反复发生耳部感染的儿童，在以后的生活中被诊断为发育性神经障碍的风险会增加。罪魁祸首很可能不是感染本身，研究人员推测这可能与抗生素的使用有关。

研究结果显示，肠道中柠檬酸杆菌(Citrobacter)的存在或粪球菌(Coprococcus)的缺失都可能导致儿童未来患上神经发育障碍的风险增大。可能的解释是，抗生素治疗可能破坏了肠道菌群平衡，间接引发了神经发育障碍。过往研究已证明，抗生素治疗可能破坏肠道微生物群落，进而增加罹患与免疫系统相关疾病（如1型糖尿病和儿童风湿病）的风险。

论文第一作者、佛罗里达大学Triplett团队助理科学家Angelica Ahrens解释道：“粪球菌和嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)似乎具有一定的保护作用，它们与粪便中一些关键物质如维生素B和神经递质前体分子密切相关，这些物质在大脑信号传导中扮演着至关重要的角色。总的来说，我们在后期被诊断为神经发育障碍的儿童体内观察到了这些有益菌群的减少。”

这项研究还证实，如果父母吸烟，孩子患发育性神经病的风险就会增加。相反，母乳喂养则显示出保护效应。

在儿童出生时采集的脐带血中，研究者们采集并分析了多种内源性代谢物——如脂肪酸和氨基酸，同时检测了包括尼古丁和环境毒素在内的外来有害物质含量。他们对比了27名确诊自闭症儿童与同等数量未被诊断出自闭症儿童的脐带血样本，发现后续被确诊为自闭症的儿童其脐带血中几种重要脂肪酸含量偏低，其中包括生成具有抗炎作用并对大脑健康至关重要的ω-3脂肪酸所需的亚麻酸(linolenic acid)。此外，同一组儿童体内全氟多氟烷基物质(PFAS)的含量也高于对照组，PFAS是一组常用于阻燃剂的物质，已被证实对人体免疫系统有多种不良影响，可通过饮用水、食物和吸入的空气进入人体。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.02.035

目前还不能确定本研究在瑞典儿童身上发现的关联性是否可以推广到其他人群，这些问题还需要在其他群体中进行研究。此外，肠道菌群失衡究竟是诱因还是由饮食、抗生素等内在因素引发的结果，也是有待明确的议题。

虽然这项研究尚处于起步阶段，还需更多后续研究予以深化，但其揭示了诸多未来神经发育障碍的生物标志物在婴幼儿时期即可显现，这无疑为今后制定筛查方案和实施长期预防策略提供了宝贵的理论依据和实践可能。

参考资料：

Angelica P. Ahrens et al. Infant microbes and metabolites point to childhood neurodevelopmental disorders. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.02.035.

Autism and ADHD are linked to disturbed gut flora very early in life
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