一项新研究表明，出生时体重低于预期的婴儿可能携带着一种生物标志物，这会增加他们数十年后患心脏病、肺病和代谢疾病的风险。
研究人员在脐带血中发现了一组蛋白质，这些蛋白质有助于解释为什么部分低出生体重婴儿会经历长期健康问题，为了解慢性疾病的起源提供了新线索。
发表在《自然通讯》杂志上的这项研究发现，约三分之一的小于胎龄儿(SGA)体内参与早期神经和器官发育的蛋白质水平异常高。这些相同的蛋白质后来与成年后肺功能较差相关联，表明它们可能影响出生前多个器官的发育。
"低出生体重是慢性疾病发展最重要的风险因素之一，"亚利桑那大学哮喘和气道疾病研究中心主任费尔南多·马丁内斯博士说，"我们已经知道低出生体重与较小的肺部以及后来的肺功能障碍有关联，但我们不了解这种影响背后的生物学机制。"
科学家发现了什么？
小于胎龄儿是指在子宫内发育的周数所预期的体重偏低的婴儿。虽然许多小于胎龄儿长大后很健康，但统计上他们更有可能在晚年发展出心血管疾病、糖尿病和呼吸系统疾病。
为了调查原因，研究人员分析了自1980年代以来通过儿童过敏和哮喘数据存储库(CADRE)从多个美国出生队列收集的储存脐带血样本，这些队列一直跟踪参与者从出生到成年。
他们比较了五个代表不同环境和遗传背景的美国城市中出生的小于胎龄儿与平均出生体重的婴儿。
研究人员发现，约三分之一的小于胎龄儿持续表现出轴突导向蛋白水平升高。
这些蛋白质最著名的是帮助引导发育中大脑的神经细胞生长。然而，它们还在分支形态发生中发挥关键作用，这一过程在出生前塑造肺部、血管和可能的其他器官。
"令我们惊讶的是，我们在每个队列中三分之一的婴儿身上都发现了这一点，"亚利桑那大学免疫生物学副教授安东尼·博斯科博士说，"我们认为这在不同队列和环境中可能非常不同，尤其是在不同社会经济因素的情况下。"
为什么这些蛋白质很重要？
将器官发育想象成建造一棵树。主干先形成，然后枝条以精心组织的模式向外延伸。轴突导向蛋白帮助指导这一分支过程，确保器官和神经连接正常发育。
科学家认为，如果这些分子信号在怀孕期间受到干扰，多个器官可能无法最佳发育，可能会增加多年后的疾病风险。
研究团队跟踪参与者至40多岁，发现脐带血中轴突导向蛋白水平较高与成年期肺功能较差相关联。
研究人员随后通过另外两种方式强化了他们的发现。他们分析了大型全基因组关联研究(GWAS)，将轴突导向基因的变异与肺发育和功能的差异联系起来。他们还使用了绵羊模型，单细胞测序显示这些基因在低出生体重和正常出生体重动物的大脑、心脏和肺部胎儿发育期间都是活跃的。
"我们有三项研究的结果提供了一个统一的假设，解释低出生体重如何通过轴突导向途径影响多个器官并增加多种疾病的风险，"博斯科说。
这对未来研究意味着什么？
这些发现并不意味着每个低出生体重出生的婴儿都会发展出慢性疾病。相反，研究人员表示，他们已经确定了一种可能的生物途径，这可以解释为什么一些儿童面临比其他人更大的长期健康风险。
"谜团是，为什么这些慢性心脏病、肺病和代谢疾病经常同时出现？"马丁内斯说，"由于轴突导向机制在肺部发育中如此重要，可能对所有器官也是如此，我们提出系统中的失调可能影响许多身体功能。"
研究人员计划进一步研究这些基因和蛋白质，以确定它们最终是否可以成为改善终身健康结果的治疗靶点。
"这可能是一个影响所有身体系统的基本生物系统，"马丁内斯说，"我们对这些可能性感到兴奋。"
该研究表明，成人慢性疾病的一些生物学基础可能在出生前就已经建立，脐带血中的分子信号可能为未来健康风险提供早期窗口。
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