自閉症與腸道細菌

範式轉變是一個被過度使用的術語。準確地說，它指的是對某個主題的觀點發生徹底改變，比如從牛頓物理學轉向愛因斯坦物理學，或者將板塊構造引入地質學。這種事情是罕見的。然而，一項可能載入史冊的真正的範式轉變過程正在醫學領域發生。即認識到，一直以來被忽視的體表和體內的數以千萬計的非病原性細菌實際上對人們的健康非常重要。它們甚至可以幫助解釋一些百思莫解的病況發展。

其中之一就是自閉症——近來常被稱為自閉症譜系障礙(ASD)。ASD的特點是重複、刻板和常常受限的行為，比如點頭，以及與其關聯的，難以觀察他人的情緒並與之交流。這些癥狀體現在兩歲以上的孩子中。目前在美國，大約每59名兒童中有1名被診斷為自閉症。

到底是什麼導致了自閉症呢？這個問題自20世紀中期漢斯·阿斯伯格(Hans Asperger)和利奧·坎納(Leo Kanner)首次描述這種綜合症以來就困擾著精神科醫生和神經科醫生。但有證據將矛頭指向腸道細菌。最近發表的兩項研究進一步支持這一觀點——一項關於人體，一項關於驗室嚙齒動物。

亞利桑那州立大學的羅莎·Krajmalnik-布朗(Rosa Krajmalnik-Brown)和同事正在進行人體研究，其最新結果幾周前發表在Scientific Report。這項研究也是受到了之前工作的啟發，布朗博士和詹姆斯·亞當斯博士對20名自閉症兒童的腸道菌群進行了DNA測序，以發現存在哪些種類。他們發現，相比「神經正常」的人類腸道中寄居的上千種細菌，這些兒童的樣本中缺少了幾百種。其中之一需要注意是普雷沃氏菌(Prevotella)。它們通過發酵膳食纖維中其他難以消化的糖類聚合物來生存，在非洲等地的農民和狩獵採集者的消化道中很常見，在西歐和美國人中卻很少見，在ASD兒童中則幾乎不存在。

布朗博士和詹姆斯·亞當斯博士接著想到恢復缺失的細菌可能改善自閉症的癥狀。兩年前，他們對18名年齡在7~16歲的自閉症兒童進行了治療，稱為微生物轉移療法(MTT)。依據兒童自閉症評定量表，其中的15名參與者被認為患有「嚴重」自閉症。

MTT類似已被用於治療導致嚴重腹瀉的艱難梭菌(Clostridium difficile)感染的方法，相當於是其加長版。它需要將一定劑量的仔細準備的健康個體的糞大腸菌(faecal bacteria)植到患者身上。研究人員首先給孩子們服用口服抗生素、腸道清潔劑和口服抗酸劑(以確保口服的微生物經過胃部還存活下來)。接著他們通過口服或直腸給葯獲取腸道細菌，然後持續7~8周每天服用抗酸劑輔助口服給葯。

治療10周後，孩子們的體內普雷沃氏菌數量增加了712倍。此外，另一細菌屬，雙歧桿菌(Bifidobacterium)的數量增加了四倍。雙歧桿菌是所謂的「益生菌」(probiotic)——是消化系統中的關鍵菌屬，維持著腸道菌群的健康。現在，兩年後，雖然普雷沃氏菌有所下降，但它們仍然比實驗開始前高84倍。與此同時，雙歧桿菌進一步上升——比研究開始前高5倍。布朗博士說，這表明孩子們的腸道已經是健康的環境，可以自己培育有益的微生物。

最重要的是，腸道菌群的這些變化已經轉變為行為變化。僅在治療開始18周後，孩子們開始顯示出自閉症癥狀的減輕。兩年後，其中只有3人仍被評為嚴重，而有8人完全低於ASD的診斷建議值。因此，這8個現在被認為是神經正常。

腸道細菌究竟如何影響自閉症還是一個謎題。但第二項研究，由加州理工學院的薩爾基斯?馬茲馬尼安領導的一個小組本周在Cell上發表，提供了線索。馬茲馬尼安博士和一群同事(同樣有布朗博士參與)在老鼠身上進行了一種MTT。他們從神經正常和自閉症患者的糞便中採集細菌(癥狀從輕到重)並將其移植到數百隻小鼠體內。然後他們將受體小鼠雜交並研究了這些雜交的後代——這些動物一出生就從母親那裡獲得了移植的細菌。

他們在其中尋找嚙齒類動物對應的ASD，而且他們找到了。攜帶自閉症人類供體的腸道細菌的大多數幼鼠顯示出自閉症的特徵。癥狀包括重複行為、與其他老鼠的接觸和聲音交流的減少、以及受限的運動。相比之下，植入正常菌屬的小鼠沒有一個最終患上自閉症。此外，馬茲馬尼安博士和他的團隊還發現，人類捐贈者自閉症的程度也轉移到受體小鼠身上。如果一個人的癥狀嚴重，那麼那些接受其腸道細菌的老鼠也是如此。

馬茲馬尼安博士的研究也涉及到其中的機制問題。長期以來，一種名為γ-氨基丁酸(GABA，gamma-aminobutyric acid )的分子有很大的嫌疑。GABA是一種神經遞質，這意味著它在神經細胞之間傳遞信號。特別的，它與另一種神經遞質谷氨酸(glutamate)的作用相競爭，而谷氨酸可以激發大腦神經活動。研究顯示，自閉症兒童的大腦中GABA含量低於正常水平(但令人費解的是，自閉症成人不是這樣)。一些研究人員懷疑這種缺陷會抑制谷氨酸的興奮活動，從而刺激重複行為。

馬茲馬尼安博士和同事們提供了支持這一想法的證據。他們收集了實驗中的嚙齒動物的糞便、血樣和腦組織。當他們分析這些的時候，他們發現「自閉症」動物缺乏牛磺酸(taurine)和5-氨基戊酸(5-aminovaleric acid,)，這兩種物質都可以激發GABA活動。

他們也從實驗結果中總結了一些可能的治療方案，在雌鼠懷孕之前幾周，給攜帶自閉症誘導細菌小鼠提供缺失的物質以此檢測以上結論。由此產生的後代雖然仍表現出一些自閉症的癥狀，但在評定量表上比未經治療的雌性的後代得分好30％。

與此同時，這項在亞利桑那州的研究的成功促使美國食品和藥物管理局(FDA)調研此事。一家總部設在馬薩諸塞州名為Finch Therapeutics Group的公司，希望將MTT治療自閉症的使用商業化，FDA現在已將其標記為「快速通道」狀態，這將加快審查進程。布朗博士和亞當斯博士正在招募志願者，針對患有自閉症的成年人進行大規模MTT試驗，看看他們是否也能有所改善。看起來，範式確實在轉變。

本文譯自 economist，由譯者 dingding 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！