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孤独症(autism spectrum disorders,ASD)是儿童广泛性发育障碍中最为典型最为常见的一种疾病,以语言障碍、交流障碍、刻板兴趣和行为为特征。一般在3岁前发病,该病的患病率较高,而且近年呈明显的上升趋势。孤独症给患者和家庭造成巨大的痛苦,也带来沉重的社会负担。孤独症是一类多因素疾病,如遗传因素、神经生化因素、免疫学因素、孕产期因素等。近年来随着对肠道微生物生态学研究的深入,发现肠道微生物菌群结构与多种慢性病及精神疾病密切相关。孤独症作为一种精神疾病,多数患者具有多种肠胃问题,如偏食、消化不良,吸收不好,便秘,腹泻,有时交替出现,打嗝,大便异味,异常的肠漏,以及肠内病菌过度生长(真菌,细菌和病毒)等。为了探明孤独症与肠道微生物菌群结构的相关性,本研究采用DGGE及SOLiD高通量测序技术等分子生物学手段对孤独症患者及健康对照者肠道微生物菌群结构进行比较,以期寻找孤独症新的病因,为孤独症的研究与治疗提供生物学依据。另外,该项研究还通过肠道代谢物对大鼠进行腹腔注射,初步了解孤独症发生与肠胃问题的因果关系。
在该项研究中,我们收集了45份2到9岁孤独症患者粪便样本(包括7个孤独症家庭)和20份健康儿童对照粪便样本,抽提样本细菌总基因组DNA。首先采用了DGGE技术对所有样本进行了分析,然后挑选了6例孤独症和2例正常样本进行高通量SOLiD测序分析。同时,我们还提取了健康儿童粪便代谢产物,腹腔注射SD大鼠,进行肠道代谢产物毒理学实验;大鼠行为学测试采用高架十字迷宫(EPM),脑组织神经递质5-羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)采用高效液相色谱法(HPLC)检测。
该项研究DGGE结果显示孤独症组与正常组差异显著,而孤独症组内菌群分布相似性较高。差异条切胶并克隆测序发现,孤独症患者肠道中大肠杆菌与志贺菌(Escherichia/Shigella)含量相对较高,而正常对照中杆菌属细菌(Bacteroides)含量较高。SOLiD测序结果显示,孤独症患者样本特有的细菌为Bifidobacterium,Paenibacillus,Pseudomonas。同时我们还发现孤独症样本含量较高的细菌种类多数为致病菌(Bifidobacterium除外),能够产生毒素。由此来看,孤独症与肠道微生物菌群结构有一定相关性。肠道代谢产物毒理学实验表明,实验组大鼠无焦虑症状,同时针对实验组大鼠海马等脑区5-HT和DA检测发现,实验组大鼠分泌量显著降低。这些结果提示,肠道代谢物对脑功能有着重要的影响,由此,可以推测孤独症肠漏对于加重孤独症病情有一定影响。