大腦研究發現：孕期嚴重感染與自閉症之間存在關聯

關於自閉症的成因有很多種說法，其中一種是孕婦懷孕期間嚴重感染，會導致其嬰兒出生後患自閉症的風險增加。麻省理工學院和馬薩諸塞大學醫學院的兩項新研究進一步對這一現象做出解釋，並給出了可能的預防方法。

在對小鼠的研究中，研究人員發現受孕小鼠消化道中細菌群的組成對母體感染是否會導致後代產生類似自閉症的行為有一定影響。他們還發現了特定的大腦變化，正是這些大腦變化導致個體產生類似自閉症的行為。

「我們發現有一個與其他腦區非常離散的大腦區域，似乎在調節與神經發育障礙這一特定模型相關的所有行為，」Gloria Choi說，他是大腦與認知科學助理教授，同時也是麻省理工學院麥戈文腦研究所成員。

研究人員說，如果在人體研究中能進一步驗證，那麼這一研究結果就可以提供一種可能的方法降低自閉症的風險，具體的方法可能涉及到阻斷母體腸道中發現的某些細菌株腸道功能。

Gloria Choi和Jun Huh是2017年9月13日發表在《自然》期刊上的兩篇有關論文的主要作者。Jun Huh曾是馬薩諸塞大學醫學院教授，現就職於哈佛大學醫學院。

扭轉癥狀

2010年研究人員以丹麥1980年到2005年出生的所有兒童為研究對象，發現懷孕初期（前三個月）的嚴重病毒感染會導致孩子自閉症風險增加3倍，孕中期（三到六個月）嚴重細菌感染則增加1.42倍自閉症風險。感染類型包括流感、病毒性腸胃炎和嚴重的尿路感染。

此前在受孕小鼠炎症模型中也得到了類似結果。在2016年《科學》上的一篇論文中，Choi和Huh發現一種叫做Th17的免疫細胞及其效應分子IL-17導致小鼠出現該結果。產生效應分子後，效應分子IL-17與發育中的胎兒的腦細胞中的受體相互作用，導致大腦皮層特定區域產生異常，也就是科學家所稱的「斑塊」。

其中一篇新的論文中，研究人員開始更深入地了解這些斑塊，並探究斑塊是否會導致小鼠的行為異常（包括重複行為和社交障礙）。

研究人員發現這些斑塊在S1DZ大腦區域中最為常見。這一區域是軀體感覺皮層的一部分，負責本體感覺，也就是感知你的身體各部位所處位置。在這些斑塊中，能夠表達細小清蛋白（一種蛋白質）的中間神經元細胞群縮減。中間神經元細胞負責控制大腦興奮與抑制平衡，研究人員發現他們在大腦皮層中發現的變化——也就是這些斑塊與S1DZ區域的過度興奮有關。

當研究人員將這一區域的大腦活動恢復到正常水平時，異常行為就會得到扭轉。他們還能夠通過過度刺激正常小鼠的S1DZ區，誘導異常行為。

研究人員還發現，S1DZ區向另外兩個大腦區域傳遞信息：大腦皮層顳聯合區和紋狀體。當研究人員抑制與顳聯合區相連接的神經元時，就能夠扭轉社交能力缺陷。當他們抑制與紋狀體相連接的神經元時，就能夠阻止重複性行為。

微生物因素

《自然》期刊上的第二篇論文中，研究人員探究了其他因素是否會對母體嚴重感染導致幼兒自閉症這一現象有影響。因為並非所有經歷過嚴重感染的母親最終都生出患有自閉症的孩子，同樣，並不是母體炎症模型中的所有小鼠的後代都會產生異常行為。

「這表明孕期炎症只是其中一個因素。這一因素需要和其他因素共同作用，才會導致孩子患自閉症這一後果。」Choi說。

一個關鍵的線索是，當一些受孕小鼠的免疫系統被刺激時，它們在一天之內就會產生IL-17。 Huh說：「通常情況下需要三到五天，因為IL-17是由專門的免疫細胞產生的，需要時間進行細胞分化。「我們認為也許這種細胞因子不是由分化出來的免疫細胞產生的，而是由預先存在的免疫細胞產生的。」

此前對小鼠和人體的研究中，在健康個體的腸道發現了Th17細胞群。這些細胞有助於保護宿主免受有害微生物的侵害，它們是在暴露於特定種類的無害細菌之後產生的，這些細菌與上皮細胞相關。

研究人員發現，只有一種特定類型的無害細菌能讓小鼠的後代產生異常行為和大腦皮層斑塊，這種細菌叫做分節絲狀細菌。當研究人員用抗生素殺死這些細菌時，小鼠會產出行為正常的後代。

「這些數據強有力地表明，或許某些母體腸道內正好攜帶這些Th17細胞誘導細菌，她們容易受到炎症感染的影響。」Huh說。

人類還攜帶很多種會促使產生Th17細胞的腸道細菌菌株，研究人員計劃探究這些細菌的存在是否與自閉症有關。Sarah Gaffen是匹茲堡大學風濕病學和臨床免疫學教授，她說這項研究清楚地表明了IL-17與小鼠後代的神經系統之間的聯繫。她說：「如此清晰的模型是非常少見的，在這一模型中，你可以確定單個分子是否符合你的預測。」

西蒙斯基金會自閉症研究計劃、麻省理工學院社會性大腦西蒙斯中心、霍華德休斯醫學研究所、韓國國家研究基金會、美國國家衛生研究院和Hock E. Tan和K. Lisa Yang自閉症研究中心等機構對該研究提供了資金支持。

參考：

http://news.mit.edu/2017/studies-explain-link-between-autism-severe-infection-during-pregnancy-0913

Anne Trafton, MIT News Office.

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