《Clinica Chimica Acta》：Metabolic and mitochondrial alterations in children with autism spectrum disorder: The role of FGF-21 and GDF-15
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自闭症谱系障碍（ASD）患儿血清FGF-21水平显著升高且与代谢紊乱相关，GDF-15无差异，乳酸/丙酮酸比值及有机酸代谢异常提示线粒体功能障碍，ROC分析显示FGF-21诊断效能较高（AUC=0.817）。
Ayla Yildiz|Han?m ?eyma Topuz|Hasan ?nal
土耳其伊斯坦布尔Ba?ak?ehir ?am and Sakura City医院医学生物化学系
摘要
引言
自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，其特征是社交沟通缺陷和重复性行为。有证据表明，代谢和线粒体压力可能导致ASD。成纤维细胞生长因子21（FGF-21）和生长分化因子15（GDF-15）是线粒体功能障碍和细胞压力的循环标志物，但它们在儿童ASD中的作用尚未得到充分研究。
方法
本研究为病例对照研究，共纳入118名儿童：88名符合DSM-5标准的ASD患者和30名年龄和性别匹配的健康对照组。根据自闭症行为检查表（ABC）评分，ASD患者被分为I组（ABC >60，n = 48）和II组（ABC ≤60，n = 40）。通过ELISA检测FGF-21和GDF-15的水平。分析了生化参数、血常规、血浆氨基酸（LC-MS/MS）和尿液有机酸（GC–MS）。统计分析方法包括Kruskal–Wallis检验、Spearman相关性分析和ROC曲线。
结果
与对照组相比，ASD患者的FGF-21水平显著升高（p < 0.0001），而GDF-15水平无显著差异（p = 0.797）。I组和II组之间的FGF-21水平无差异（p > 0.05）。ASD患者的乳酸、乳酸/丙酮酸比值、尿素、AST、LDH、LDL、淋巴细胞和血小板计数升高，而丙酮酸、血清和尿液肌酐水平降低（p < 0.05）。必需氨基酸和支链氨基酸水平下降，而甘氨酸和组氨酸水平升高（p < 0.05）。FGF-21与线粒体功能障碍和氨基酸代谢标志物之间存在弱但显著的关联。ROC曲线显示，FGF-21在ASD诊断中的准确率为81.7%（AUC = 0.817），在27.9 pg/mL的临界值下灵敏度为98.9%，特异性为73.3%。尿液有机酸（甲基丙二酸、戊二酰甘氨酸和2-酮异己酸）水平显著升高（p < 0.05）。
结论
ASD儿童血清中FGF-21水平升高与代谢紊乱有关，而GDF-15水平保持不变。这些结果表明FGF-21可能与ASD中的代谢失调有关。
引言
自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，表现为多种不同程度的症状。ASD患者通常存在社交沟通缺陷、兴趣范围狭窄和重复性行为[1]。尽管ASD的确切病因尚不清楚，但一般认为它是遗传、表观遗传和环境因素共同作用的结果[2][3]。
近年来的越来越多的证据表明，线粒体功能障碍可能在部分ASD患者中起病理生理作用[4][5]。线粒体功能障碍源于遗传、生化或代谢异常，这些异常会损害线粒体功能，从而导致能量代谢和氧化还原平衡紊乱。这类改变不仅与原发性线粒体疾病有关，还与精神疾病和神经发育障碍（包括ASD）有关[6]。
最近发现两种循环生物标志物——成纤维细胞生长因子21（FGF-21）和生长分化因子15（GDF-15）是线粒体功能障碍的敏感指标[7][8]。FGF-21是一种应激诱导的肝细胞因子，可调节能量代谢，在多种线粒体和代谢疾病中水平升高[9]。GDF-15属于TGF-β超家族，在线粒体压力和氧化损伤条件下被激活[10]。然而，它们在ASD中的诊断意义，尤其是在儿童群体中，尚未明确。
本研究旨在探讨线粒体功能障碍与FGF-21和GDF-15水平之间的关系。通过评估它们的潜在诊断价值，本研究有助于更好地理解ASD的病理生理机制，并为早期诊断和临床分层开发基于生物标志物的策略。
研究设计与参与者
这项前瞻性病例对照研究于2024年10月1日至2025年3月1日在土耳其伊斯坦布尔的XX市医院进行。共有118名儿童参与研究，其中88名根据DSM-5标准被诊断为ASD，其余30名为年龄和性别匹配的健康对照组。由于ASD的临床谱系较广，患者被分为两个亚组
结果
研究共纳入88名ASD患者（I组ABC评分>60，n = 48；II组ABC评分≤60，n = 40），以及30名健康对照组（III组）。三组的描述性特征见表1。
I组的平均年龄为5.5 ± 2.0岁，II组为6.2 ± 2.5岁，III组为6.9 ± 3.1岁，各组间无显著差异（p > 0.05）。BMI值在各组间也无显著差异
讨论
本研究的主要发现是ASD儿童的FGF-21水平显著升高，而氨基酸水平普遍较低；GDF-15水平与对照组无显著差异。近年来，FGF-21和GDF-15作为原发性和继发性线粒体疾病的生物标志物变得越来越重要。FGF-21被认为可以反映原发性线粒体疾病的严重程度，而GDF-15则作为筛查和诊断指标有效
人类伦理与参与同意
Ba?ak?ehir ?am and Sakura City医院的临床研究伦理委员会已批准该研究，批准号为E-96317027-514.10-255,052，批准日期为2024年9月30日。
根据伦理批准，已取得患者的出版同意。
作者贡献声明
Ayla Yildiz：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、方法学设计、研究实施、资金获取、数据分析、概念构建。Han?m ?eyma Topuz：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、资源协调、项目监督。Hasan ?nal：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目监督、软件使用、资源协调、方法学设计、资金管理
