代谢组学研究发现可预测新生儿自闭症的生物标志物

《通讯生物学》杂志最近发表的一项研究利用新生儿代谢组学来识别可能预测自闭症谱系障碍(ASD) 发展的标记物。

ASD 的生物标志物

自闭症儿童在社交互动、语言表达以及兴趣或行为模式受限或重复方面存在困难。即使接受治疗，也只有 20% 的儿童在儿童时期被诊断患有自闭症后能够独立生活。

先前的研究已经确定了儿童和成人自闭症的代谢和生化标记物，这些标记物因年龄、性别和症状严重程度而异。其中许多标记物与大脑结构和功能、免疫系统、自主神经系统和微生物群有关。然而，没有任何单一的遗传或环境因素能够解释所有儿童自闭症病例。

细胞危险反应（CDR）模型

细胞危险反应 (CDR) 模型描述了将环境和遗传应激源与发育改变和自闭症谱系障碍 (ASD) 联系起来的代谢途径。CDR 从应激源暴露点向外延伸，伴随代谢、炎症、自主神经、内分泌和神经系统对这些损伤或应激的反应发生各种变化。

当胎儿期或幼儿期出现应激源时，ASD 更有可能伴随 CDR 出现。这些应激源会影响 CDR 的四个组成部分：线粒体、氧化应激、先天免疫和微生物群。细胞外三磷酸腺苷 (eATP) 是所有 CDR 通路中的基本调节因子。

ATP作为信号分子

ATP 是地球上所有生物的能量货币。大约 90% 的 ATP 产生于线粒体，并用于所有代谢途径。在细胞外，eATP 发挥信使分子的作用，与细胞上的嘌呤反应受体结合，发出危险警报，并引发全身性 CDR 反应。

自闭症谱系障碍中 ATP 代谢

实验和人体研究已发现嘌呤代谢和嘌呤能信号在ATP刺激下发生失调，并通过多组学分析得到证实。eATP的作用是自闭症谱系障碍（ASD）中神经发育多个方面改变的关键，包括肥大细胞和小胶质细胞、神经敏化和神经可塑性。

研究成果

自闭症前期组和发育正常组（TD）婴儿在孕期和婴儿期接触的环境因素方面并无差异。自闭症前期组约50%的婴儿出现发育倒退，而TD组这一比例仅为2%。自闭症诊断的平均年龄为3.3岁。

在自闭症谱系障碍（ASD）出生队列中，代谢物水平高于平均水平，并且在五岁时与出生队列相比继续增加一半以上。这些代谢物包括应激分子和包裹新形成mRNA的嘌呤7-甲基鸟嘌呤。

研究结果证实，自闭症谱系障碍（ASD）患者的代谢特征与正常发育儿童不同，且会随着年龄、性别和疾病严重程度而变化。这些变化反映在自闭症谱系障碍患者的神经生物学异常中。

综上所述，数据可能表明，嘌呤网络逆转失败会导致GABA能网络逆转失败。抑制性连接的丧失会降低自然阻尼，从而导致RAS网络中钙信号过度兴奋。

未来的研究可以利用这些发现，开发更好的新生儿和婴儿筛查工具，以识别患有自闭症的风险人群。这有助于早期发现和干预受影响的儿童，最终改善治疗效果并降低自闭症的患病率。