一项新研究表明,在有自闭症儿童的家庭中,肠道细菌保持惊人的一致性,但饮食差异显著,这表明选择性进食行为而非微生物失衡与自闭症特征有更强的关联。
自闭症发病率及相关健康问题
自闭症谱系障碍(ASD)是一种复杂的神经发育疾病,涉及社交和行为困难,其发病率日益增加,目前影响美国约1/31的儿童。
除核心症状外,ASD通常与胃肠道问题、选择性进食、焦虑和免疫异常相关,这些共同降低了生活质量。
肠脑轴和微生物组研究挑战
这些共病现象引起了人们对肠脑轴的关注,这是一个双向系统,肠道微生物通过代谢、免疫和神经通路与大脑进行交流。
动物研究表明肠道菌群可能影响行为,但人类研究结果不一致,可能与饮食和地理等因素有关。
尽管一些临床研究表明益生元或益生菌干预可能适度缓解胃肠道症状,但其行为益处尚未得到证实。因此,尚不清楚ASD中的微生物变化是饮食选择性和行为差异的原因还是结果。
研究设计:比较有无ASD的家庭
本研究旨在通过将饮食分析与微生物组测序相结合,来区分各种混杂因素。研究人员试图确定饮食习惯或肠道微生物多样性是否能更好地解释ASD的行为特征,并假设饮食驱动的差异将是主要因素。
这项试点研究调查了来自意大利临床中心的17名ASD儿童、9名非ASD兄弟姐妹和27名父母。饮食分析涵盖了一个更大的家庭内样本,包括79名个体(26名ASD儿童、12名非ASD兄弟姐妹和41名父母)。
方法:微生物组测序和饮食评估
收集粪便样本以分析细菌和真菌群落,而详细的七天食物日记提供了饮食数据。
采用家庭内设计最大限度地减少了遗传和共享环境的差异。粪便样本储存在-80°C,并使用标准化协议进行处理。
提取脱氧核糖核酸(DNA),扩增并测序,靶向细菌和真菌区域。
对所得序列进行质量控制、分类学分类和标准化。使用Shannon和Simpson指数评估α多样性,使用Bray-Curtis和UniFrac指标评估β多样性。
Bray-Curtis差异的PERMANOVA得出低且无统计学意义的R²值,强化了组间微生物组无差异的结论。
饮食摄入被分为八个食物组,从食物频率数据计算饮食多样性。统计分析采用非参数检验,如Kruskal-Wallis检验和Wilcoxon检验,以及考虑家庭聚类的线性混合效应模型。
使用错误发现率调整校正了多重比较。该研究遵循既定指南以确保方法透明度,并获得机构伦理委员会批准,所有参与者均获得知情同意。
微生物多样性显示微小差异
分析显示肠道微生物组组成与自闭症诊断之间没有显著关联。通过α多样性和β多样性测量的细菌多样性在ASD儿童、其兄弟姐妹和父母中相似。
热图和主成分分析显示,所有组的微生物群落结构和物种丰度基本相当。同样,真菌(菌群)分析未发现显著的组间差异。只有两个真菌物种显示出统计学差异,但这些差异存在于儿童和父母之间,而非ASD和非ASD兄弟姐妹之间。
饮食模式与ASD行为强相关
相比之下,饮食模式出现了明显的组级差异。与兄弟姐妹和父母相比,ASD儿童摄入显著更多的甜食和含糖食品,蔬菜摄入量更少。这一发现与统计结果一致。兄弟姐妹和父母之间未发现差异。
水果和加工食品摄入量也存在较小差异,但这些差异主要区分了父母和儿童。
然而,作者指出,当应用更复杂的线性混合效应模型来考虑家庭聚类时,其中一些饮食关联减弱或失去了统计学意义,这可能是由于样本量小。
他们还强调,缺乏显著的微生物组差异可能部分反映了统计功效有限,而非明确缺乏效应。
总体而言,研究结果表明,饮食偏好而非肠道微生物组成将ASD儿童与非ASD家庭成员区分开来,突显了选择性进食行为是ASD组的一个定义特征。
解释和研究限制
本研究发现,饮食习惯而非肠道微生物组组成最能解释ASD儿童的组间差异。细菌和真菌群落在参与者之间表现出最小的变异,表明先前ASD-ASD微生物组研究中的不一致可能源于小样本量、不同的方法和未考虑的饮食因素。
ASD儿童对甜食表现出强烈的偏好,蔬菜摄入量有限,这与自闭症中常见的选择性进食行为一致。这些习惯可能导致营养缺乏和代谢问题。
研究的优势包括其家庭内设计以及细菌、真菌和饮食分析的整合。然而,样本量小、横断面性质以及缺乏代谢组学数据等限制因素限制了因果解释。儿童和成人饮食之间的差异也使比较变得复杂。
总体而言,研究结果支持该队列中从行为到饮食再到微生物组的途径;然而,横断面数据无法推断因果关系。作者进一步得出结论,需要更大规模、多组学研究和更强的统计功效,以确认在更稳健的分析条件下是否可能出现微妙的微生物组差异。
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