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肠道菌群解毒功能受损或致孤独症

近日,北京大学基础医学院医学生物信息学系王娟副教授团队与中国科学院北京基因组所康禹副研究员团队合作,在《科学进展》杂志发表的研究论文揭示:孤独症患者肠道菌群失衡,解毒功能受损导致机体毒素蓄积和线粒体功能障碍;肠道菌群代谢功能改变可能参与孤独症发病机制。

孤独症谱系障碍是一组复杂的神经发育障碍性疾病,目前,病因仍然不清楚,环境因素和遗传因素的交互作用可能导致疾病发生。最近很多研究显示,肠道菌群在孤独症中起到重要作用。孤独症儿童非常挑食且体内缺乏某些消化酶,这改变了营养物质和菌群代谢物的水平,对共生菌的定植产生影响,导致了菌群失调。

王娟团队开发了一种新型的宏基因组分析策略—类配对分析法,将具有相似代谢背景的孤独症组和对照组个体一一配对,将原始的分组转换为边界配对组。这种分析方法类似于基因组分析中的双胞胎研究,不仅降低了个体异质性,而且增加了统计功效。

研究人员对79份来自于孤独症组和对照组的样本进行了宏基因组测序,并对测序得到的数据运用了类配对分析策略,以鉴定孤独症相关的菌群代谢通路。分析发现,孤独症儿童肠道菌群在解毒的酶和通路方面有明显缺陷,主要涉及谷胱甘肽(关键的抗氧化剂和解毒酶辅因子)生成和有机毒素降解。这些解毒酶的丰度与线粒体功能紊乱标志物负相关,提示菌群解毒功能对线粒体有潜在保护作用。基于这些酶的诊断模型能准确区分孤独症儿童与健康对照儿童,且诊断分数与孤独症临床评分相关,说明肠道微生物解毒功能降低会影响孤独症的严重程度。

研究发现,环境毒素暴露是孤独症致病的重要环境因素,孤独症儿童肠道解毒功能受损解释了患者对毒素暴露更敏感的原因。研究认为,肠道菌群解毒功能的降低可能导致体内毒素蓄积,进入血液,从而损伤线粒体功能,进而导致与孤独症相关症状。(记者付东红 通讯员于洁)

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