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本研究旨在探索不同家庭结构下,自闭症谱系障碍儿童肠道微生物组的差异。研究人员通过对来自多重、单一和多子女ASD家庭以及健康对照组的儿童进行肠道微生物分析,发现多重ASD家庭儿童的微生物组成最为独特,且ASD家庭中同住兄弟姐妹间的菌株共享率存在梯度变化。这项研究强调了家庭类型对ASD微生物异质性的重要贡献,为理解共享微生物环境在家族背景下的作用提供了线索。
自闭症谱系障碍是一种复杂的神经发育障碍,其诊断率在全球范围内持续上升。除了社交沟通障碍和重复刻板行为这些核心特征外,越来越多的研究表明,ASD个体常常伴随着一系列胃肠道症状和肠道微生物组成的改变。然而,这其中存在一个悬而未决的问题:遗传和环境因素究竟如何交织在一起,塑造了ASD个体的肠道微生态?尤其是,家庭作为一个共享基因、环境和生活习惯的基本单位,其结构的不同(例如,家庭中有一个还是多个ASD患儿)会对孩子们的肠道菌群产生怎样的影响?这种家庭内部的微生物共享模式,是否与ASD的患病风险或表型存在关联?为了回答这些问题,一项发表于《Nature Communications》的研究将目光投向了“多重家庭”——即那些拥有不止一个ASD患儿的家庭,试图从家庭结构的视角,揭开ASD与肠道微生物之间复杂关系的新篇章。
研究人员采用了高通量测序技术对粪便样本进行16S rRNA基因测序和宏基因组测序,以分析微生物组成和菌株水平的分辨情况。研究纳入了来自三种不同类型家庭(多重ASD家庭、单一ASD家庭和多子女ASD家庭)的429名儿童,并以典型发育儿童作为对照组,构建了具有代表性的样本队列。
研究结果显示,不同家庭类型的儿童肠道微生物组成存在显著差异。具体而言,来自多重ASD家庭的儿童表现出最为独特的微生物群落结构,其组成与单一ASD家庭、多子女ASD家庭以及健康对照组均不相同。这表明家庭中ASD患儿的数量,或者说家庭所承载的ASD“负担”,与儿童肠道微生物组的偏离程度密切相关。
更深入的发现聚焦于家庭内部的微生物共享。研究人员比较了同住兄弟姐妹之间肠道微生物的相似性。结果发现,与健康家庭的兄弟姐妹相比,ASD家庭(无论是多重、单一还是多子女类型)中的兄弟姐妹,其肠道微生物的整体组成更为相似。当把目光聚焦到更精细的菌株层面时,一个清晰的梯度出现了:兄弟姐妹间菌株共享的比例,在多重ASD家庭中最高,在单一ASD家庭中处于中等水平,而在健康家庭的兄弟姐妹中则最低。这一梯度强烈暗示,ASD家庭共享的特定环境或宿主因素,可能促进了某些细菌菌株在家庭成员间的定植和持续存在。
那么,哪些细菌在ASD家庭中被更多地共享了呢?分析指出了两类具有不同潜在影响的细菌。一类是据报道具有机会性致病潜力的细菌,例如直肠真杆菌。这类细菌在ASD家庭兄弟姐妹间的共享率有所增加。另一类则是具有共生益处的细菌,如解木聚糖拟杆菌,这类细菌在ASD家庭中的共享反而减少了。这种“有害菌”共享增多而“有益菌”共享减少的模式,可能在一定程度上反映了ASD家庭肠道微生态的失衡状态,并可能与ASD的部分共病症状或疾病严重程度相关。
综合以上结果,本研究得出结论:家庭类型是导致ASD儿童肠道微生物组异质性的一个重要因素。与健康家庭相比,ASD家庭(尤其是多重ASD家庭)内部存在更高水平的菌株共享,这种共享偏好性地涉及某些具有潜在致病性的细菌类群。这表明,ASD家庭共享的特定环境(如饮食、生活方式)和宿主因素(如遗传易感性、免疫状态)共同作用,可能创造了一个有利于特定细菌菌株在家庭成员间传播和持续存在的微环境。这项研究不仅深化了我们对ASD与肠道微生物关联的理解,更重要的是,它将研究视角从个体拓展到了家庭系统。它提出了一个值得未来深入探索的假设:家庭成员之间共享的微生物环境,可能在ASD的家族聚集现象中扮演着某种角色。这为从微生物干预或环境调节的角度,探索ASD的预防或辅助管理策略提供了新的科学依据和思路。