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腸道菌群如何影響孤獨(dú)癥發(fā)生發(fā)展?孤獨(dú)癥譜系障礙(Autism Spectrum Disorder,ASD)簡(jiǎn)稱孤獨(dú)癥,又稱自閉癥,是一種復(fù)雜的神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病。孤獨(dú)癥不明確的發(fā)病機(jī)制、缺乏診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”、康復(fù)治療費(fèi)用昂貴、治療效果有限等,都是臨床亟待解決的問(wèn)題。
近年研究發(fā)現(xiàn),腸道菌群與孤獨(dú)癥的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。孤獨(dú)癥患者的腸道菌群與健康人存在顯著差異,腸道菌群及其代謝產(chǎn)物可以通過(guò)“微生物-腦-腸”軸來(lái)影響孤獨(dú)癥的發(fā)病。
01 孤獨(dú)癥患者的腸道菌群與健康人群存在顯著差異
2019年,瑞士科學(xué)家在《International Journal o f Molecular Sciences》發(fā)表研究成果: 與健康人相比,孤獨(dú)癥患者的腸道菌群存在嚴(yán)重失調(diào)的問(wèn)題,導(dǎo)致大部分患者經(jīng)常出現(xiàn)便秘、腹瀉等胃腸道癥狀,且胃腸道癥狀與孤獨(dú)癥的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),并發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患者腸道菌群存在的明顯特征: 1. 與健康人群相比,孤獨(dú)癥患者存在腸道菌群失調(diào)問(wèn)題,擬桿菌門與厚壁菌門的比值顯著降低。 2. 阿克曼菌、厭氧菌、腸道巴氏桿菌、梭狀芽孢桿菌屬、Dorea菌屬、腸桿菌科、糞桿菌屬(尤其是普氏糞桿菌)、玫瑰桿菌屬、糞副桿菌屬、椰狀普雷維菌顯著增高。 3. 雙歧桿菌、梭桿菌、Oscillospira、孢子桿菌、鏈球菌和Subdoligranulum顯著降低。
02 腸道菌群代謝產(chǎn)物與孤獨(dú)癥的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)
2018年,中國(guó)學(xué)者在《Scientific Reports》上發(fā)表研究成果:腸道菌群及其代謝產(chǎn)物(特別是短鏈脂肪酸,SCFAs),在伴有胃腸道癥狀的孤獨(dú)癥患者發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。
研究納入50名孤獨(dú)癥患兒,經(jīng)過(guò)16S rRNA腸道菌群檢測(cè)發(fā)現(xiàn),患者的腸道菌群代謝產(chǎn)物(SCFAs)均表現(xiàn)出乙酸和丁酸水平較低,戊酸水平較高的特征。
短鏈脂肪酸在調(diào)節(jié)人體能量代謝中發(fā)揮重要作用,其中乙酸是膽固醇和脂肪酸合成的底物,丁酸可以調(diào)節(jié)腸道屏障功能的完整性,而過(guò)高水平的戊酸會(huì)干擾胃腸道功能。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),影響丁酸產(chǎn)生的關(guān)鍵菌群:如瘤胃球菌科、真桿菌科、漆菌科和丹毒菌科的豐度降低,影響戊酸產(chǎn)生的相關(guān)菌:如酸桿菌門、放線菌科的豐度增加,從而證明了腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與孤獨(dú)癥發(fā)病的相關(guān)性。
圖1:參與者糞便中短鏈脂肪酸的水平。 ASD組合NT組的糞便SCFA水平有明顯差異。 ASD患者乙酸、丁酸水平降低,戊酸顯著升高,丙酸變化不明顯。
03 腸道菌群通過(guò)“微生物-腦-腸”影響神經(jīng)系統(tǒng) 2018年,中國(guó)學(xué)者發(fā)表研究表明:腸道菌群主要通過(guò)“微生物-腦-腸”影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS),進(jìn)而可能導(dǎo)致孤獨(dú)癥發(fā)生。其中“微生物-腦-腸”主要包括神經(jīng)遞質(zhì)途徑、代謝途徑、免疫途徑、內(nèi)分泌途徑迷走神經(jīng)通路。
研究分析發(fā)現(xiàn): 1. 特定腸道菌群,如空腸彎曲桿菌通過(guò)影響迷走神經(jīng)從而導(dǎo)致了小鼠焦慮性增加; 2. 腸道菌群可以通過(guò)對(duì)人體免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來(lái)刺激各種細(xì)胞因子從而間接影響大腦生理和病理活動(dòng); 3. 腸道菌群產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,如生物胺、短鏈脂肪酸-丙酸、神經(jīng)遞質(zhì)前體,可通過(guò)腸神經(jīng)或者腸嗜鉻細(xì)胞向中樞神經(jīng)傳遞信號(hào); 4. 腸道菌群可通過(guò)下丘腦-垂體-腎上腺軸產(chǎn)生作用來(lái)影響人體神經(jīng)系統(tǒng)與孤獨(dú)癥發(fā)生發(fā)展。
這篇文獻(xiàn)總結(jié)了腸道菌群通過(guò)迷走神經(jīng)、免疫、神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)內(nèi)分泌等多種途經(jīng)影響孤獨(dú)癥的發(fā)生發(fā)展,提供了干預(yù)腸道菌群來(lái)預(yù)防和治療孤獨(dú)癥及其焦慮等癥狀的思路。
這也為人們深入研究人類與腸道菌群共生的作用和相互調(diào)節(jié)的具體機(jī)制,聚焦于腸道菌群如何影響神經(jīng)疾病的發(fā)生發(fā)展,為治療相關(guān)疾病提供基礎(chǔ)。
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