嬰兒早期微生物組成可以排查新生兒自閉症、多動症和言語障礙

2024年12月02日08:23:06 育兒 1642

研究表明，嬰兒早期微生物組成的差異可能預示著未來自閉症和其他神經發育障礙的發生，凸顯了腸腦聯繫的重要性。

通過關注微生物群可以加強自閉症篩查的早期干預，這有望識別與神經發育障礙相關的癥狀前失衡。

研究人員發現，嬰兒腸道微生物和代謝物的差異比自閉症等疾病的癥狀和診斷早幾年。這種新方法可以為未來的篩查和治療提供參考，強調了幼兒時期微生物群健康對長期神經發育的影響潛力。

早期自閉症篩查和研究需求

早期篩查自閉症等神經發育障礙對於幫助兒童發展必要的生活技能至關重要。美國兒科學會建議對所有兒童進行發育遲緩篩查，尤其是早產或低出生體重兒童。

然而，美國預防服務工作組強調需要進一步研究來驗證當前自閉症篩查方法的有效性。這些方法通常依賴於發育里程碑和觀察到的行為的清單，而這些可能在錯過了關鍵發育階段之後才會顯現出來。

開發新的診斷工具

研究人員和臨床醫生正在努力開發簡單、可靠的工具，以便在癥狀明顯之前識別疾病的早期跡象或風險因素。雖然早期篩查可能導致過度診斷的風險，但了解兒童的發育需求可以幫助指導家庭儘早獲得滿足這些需求的資源。

我們是研究微生物組在各種疾病中的作用的研究人員，例如精神疾病、自身免疫、肥胖、早產等。在我們最近發表的關於瑞典兒童的研究中，我們發現嬰兒腸道中的微生物及其產生的代謝物（均存在於糞便和臍帶血中）可以幫助篩查兒童患自閉症等神經發育疾病的風險。這些差異可以在出生時或生命的第一年內檢測到。這些標記平均在兒童被診斷出患有自閉症的十多年前就很明顯了。

越早發現孩子的需求，就越早能夠滿足。

腸道微生物作為潛在的生物標誌物

生物標記物是生物指標，例如血液、糞便或其他類型樣本中的基因、蛋白質或代謝物，它們在某個時間點發出信號，表明存在某種疾病。目前還沒有發現自閉症的生物標記物。尋找生物標記物的努力在很大程度上受到以下事實的阻礙：自閉症有許多潛在的致病途徑，研究人員往往忽視這些原因如何作為一個整體共同發揮作用。

自閉症等神經發育疾病的一個潛在生物標記是腸道微生物。腸道和大腦之間的聯繫，或腸腦軸，是科學家們非常感興趣的領域。腸道微生物在健康方面發揮著重要作用，包括免疫力、神經遞質平衡、消化健康等等。

人們已經做了很多工作來描繪基於年齡和器官系統的「典型」微生物群。研究人員已經證明，微生物群具有足夠的個性化，甚至可以比遺傳學更好地區分兩個人或兩個家庭，而定植的差異從生命早期就開始了。

微生物群在兒童時期經歷了巨大的變化。它塑造免疫系統，也受免疫系統的影響，並受到生活變化和事件的影響。它還受到遺傳、環境、生活方式、感染和藥物等因素的影響。

微生物失衡與神經發育

腹瀉、疼痛和便秘等胃腸道癥狀在自閉症和ADHD兒童中很常見，多達 30% 至 70% 的自閉症患者還被診斷患有功能性胃腸道疾病。未經治療的胃腸道問題還會導致這些兒童出現額外的睡眠和行為障礙。一項小型試點研究發現，自閉症兒童在腸道中移植健康微生物後，胃腸道和自閉症相關癥狀有所改善，一些益處可持續長達兩年。

然而，大多數關於微生物組和神經發育疾病的研究僅限於已被診斷患有ADHD、自閉症或其他疾病的人，而且這些研究的結果往往好壞參半。這些局限性提出了一個重要的問題：微生物組在自閉症和其他神經發育疾病的發展中是否發揮直接作用，或者微生物組組成的變化是這些疾病本身的結果？

一些研究提出，微生物組與未來的自閉症幾乎沒有關聯。然而，這些研究有一個明顯的局限性：它們沒有在診斷或癥狀出現之前檢查微生物失衡情況。相反，這些研究關注的是已經被診斷患有自閉症的兒童，將他們與兄弟姐妹和無關的神經正常兒童進行比較。在大多數情況下，飲食數據和樣本是在診斷幾年後收集的，這意味著研究無法檢測微生物失衡是否導致自閉症。

通過微生物研究進行早期發現

我們想知道，在幼兒被診斷或表現出自閉症或其他疾病癥狀之前，研究他們體內的細菌是否能為我們了解他們的神經發育提供線索。因此，我們檢查了一項正在進行的研究的參與者在大約 1 歲時採集的臍帶血和糞便，該研究名為「瑞典東南部的所有嬰兒」，該研究跟蹤了 1997 年至 1999 年之間出生的約 17,000 名兒童及其父母的健康狀況。我們從這些孩子出生起就一直跟蹤他們，其中近 1,200 名後來在 23 歲時被診斷出患有神經發育障礙。

我們發現，在出現神經發育疾病癥狀（如腸胃不適、易怒和睡眠問題）以及正式的醫學診斷之前，細菌組成和代謝物水平存在顯著差異。這些差異涉及許多疾病，包括自閉症、注意力缺陷多動症和言語障礙。

接下來，我們將細菌與兒童糞便中的神經遞質（幫助腦細胞交流的化學信號）和維生素（如核黃素和維生素 B）聯繫起來。鑒於之前對已診斷患有神經發育障礙的兒童和成人的研究，我們預計會發現患有和不患有神經發育障礙的人的微生物組組成和健康狀況存在差異。

但我們驚訝地發現這些差異出現得如此之早。我們在從 1 歲左右兒童的尿布中收集的糞便和出生時收集的臍帶血中發現了影響免疫和大腦健康的微生物和代謝物的差異。

研究人員發現 Akkermansia muciniphila 失衡與後來神經發育障礙的發展之間存在聯繫。圖片來源：Zhang et al. 2019/Microbial Biotechnology, CC BY-SA

我們觀察到的微生物組成失衡（微生物學家稱之為菌群失調）表明，反覆使用抗生素後無法完全恢復可能會對處於這一脆弱時期的兒童產生很大影響。同樣，我們發現反覆耳部感染與患自閉症的可能性增加兩倍有關。

反覆使用抗生素且微生物失衡的兒童患自閉症的可能性顯著增加。更具體地說，缺乏糞球菌（一種與心理健康和生活質量有關的細菌）且檸檬酸桿菌（一種以抗菌素耐藥性而聞名的細菌）患病率增加的兒童，以及反覆使用抗生素的兒童患神經發育障礙的可能性是正常兒童的兩到四倍。

抗生素對於治療兒童某些細菌感染必不可少，我們強調，我們的研究結果並不建議完全避免使用抗生素。如果兒科醫生開具了抗生素並認為有必要，父母應該使用抗生素。相反，我們的研究表明，幼兒時期反覆使用抗生素可能表明存在潛在的免疫功能障礙或大腦發育紊亂，而這可能受到腸道微生物群的影響。無論如何，重要的是要考慮兒童在服用抗生素後是否可以從恢復腸道微生物的治療中受益，這是我們正在積極研究的一個領域。

在後來被診斷患有神經發育障礙的兒童中，另一種微生物失衡現象是阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）的減少，這種細菌能強化腸道內壁，與對神經系統健康很重要的神經遞質有關。

即使我們考慮了可能影響腸道微生物組成的因素，例如嬰兒的分娩方式和母乳餵養，細菌失衡與未來診斷之間的關係仍然存在。這些失衡平均比自閉症、多動症或智力障礙的診斷早 13 至 14 年，這駁斥了腸道微生物失衡源於飲食的假設。

我們發現，未來患有自閉症的新生兒臍帶血中缺乏脂質和膽汁酸。這些化合物為有益細菌提供營養，幫助維持免疫平衡，並影響大腦中的神經遞質系統和信號通路。

兒科護理中的微生物組篩查

微生物組篩查在兒童健康檢查中並不常見。然而，我們的研究結果表明，檢測有益菌和有害菌的不平衡，尤其是在兒童早期發育的關鍵時期，可以為臨床醫生和家庭提供重要的見解。

要使此類篩查成為兒科護理的標準部分，還有很長的路要走。研究人員仍然需要經過驗證的方法來分析和解釋臨床中的微生物組數據。目前還不清楚世界各地兒童的細菌差異如何隨時間變化——不僅僅是哪些細菌存在或不存在，還有它們如何影響免疫反應和新陳代謝。然而，我們的研究結果再次證實了越來越多的證據，即早期腸道微生物組在塑造神經發育方面發揮著關鍵作用。

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