益生菌在自闭症治疗中的应用（二）

原创 聚疗  

肠道微生物通过菌—肠—脑轴影响自闭症机制

肠道不仅是人体消化吸收的重要场所，同时也是最大的免疫器官，胃肠粘膜道含有数百万个神经元，构成肠道神经系统并调节胃肠功能。因此，肠道被认为是人体“第二脑”。人体绝大多数的新陈代谢由肠道微生物（GM）完成，在肠道和大脑之间存在双向通信系统，肠道微生物可通过其代谢产物、免疫功能、神

经内分泌调节、迷走神经等途径影响神经发育，从而影响 ASD 患者的行为症状 , 它们之间相互影响构成了微生物 - 肠道 - 大脑轴(microbiome-gut-brainaxis, 也称菌 - 肠 - 轴 )。国外学者研究证明因在肠道和大脑之间受到的刺激而产生腔内肠道刺激，经神经系统传递到大脑，强烈调节大脑活动，包括疼痛感知，免疫反应调节，情绪控制和许多其他稳态功能。

 相反，中枢神经系统也能够改变微生物群的组成和肠道通透性的平衡，通过调节下丘脑 - 垂体 - 肾上腺 （ the hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）轴的运动和分泌，经自主神经和神经内分泌系统影响肠道微生物群。GM和 CNS 发育在胎儿期和出生后并行发展，ASD 发生的时间节点与肠道微生物的发育点具有时间相似性。如果在该阶段发生肠道微生物的紊乱，会直接改变 GBA 的信号传递，从而影响大脑的正常发育，同时增加了后期精神类疾病的易感性，目前的研究观点支持肠道微生物群在生命早期发育异常可能是 ASD 发病的危险因素。

（一）肠道微生物的代谢产物

肠道微生物群通过介导代谢产物，如短链脂肪酸（ short chain fatty acid,SCFA ）、酚类化合物和游离氨基酸（ FAA ），经由迷走神经通路影响 ASD样行为 。比如：有研究研究检测到自闭症患儿的排泄物较对照组含有较高浓度的 SCFAs 。SCFA ，包括乙酸（ AA ）、丙酸（ PPA ）、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸，是肠道细菌发酵碳水化合物后所残余的且不易消化的主要产物 ，但对宿主可产生一系列有益作用，包括稳定血糖水平，减轻体重和降低结肠癌的风险等 。以丙酸 (propionic acid, PPA) 为例，PPA 是一种由肠道微生物代谢产生的 SCFA ， 主要由梭菌、拟杆菌和脱硫弧菌代谢产生，可以穿过血脑屏障并诱导类似 ASD 的行为 。Thomas 等人实验证明：分别给小鼠脑室内和大鼠心室内注射高剂量的 PPA ，小鼠出现自闭症的症状，而大鼠则会出现活动过度、重复行为和异常运动的现象，类似 ASD患者的行为。还有研究认为,PPA 可能通过改变一些神经递质，如多巴胺和血清素，导致大鼠社交障碍的行为。

研究发现肠道微生物中的孢子梭菌可以调节胃肠道中的 5-羟色胺（5-HT）代谢 。Parracho 等研究揭示在 ASD 患者中表现出更高水平的溶组织内阿米巴和梭状芽孢杆菌，其中梭状芽孢杆菌和神经毒素的产生相关，其释放的毒素可通过迷走神经传入大脑，抑制中枢神经系统递质释放，引起 ASD 样行为。既往很少有研究报道 ASD 患者肠道真菌改变情况，文献发现与对照相比，ASD 患者粪便中酵母菌的检出率更高，最常见的是白色念珠菌，这可能与生命早期大剂量使用抗生素相关，白色念珠菌通过代谢产生毒素和氨，引起碳水化合物和矿物质等吸收下降从而引起 ASD 相关行为。

（二）免疫系统途径

肠道微生物也可以通过免疫学途径作用于大脑与肠道。许多研究表明，致病微生物产生的毒素免疫应答和局灶性炎症反应， 会增加肠道的通透性，使个体血浆中的促炎细胞因子如 IL-1b ， IL-6 ， IL-8 和 IL-12p40 增加 ，从而激活迷走神经系统调节大脑活动。另外，因怀孕导致的免疫机能改变引起自闭症的情况也很多。有研究发现，孕妇体内的抗胎脑自身抗体（母亲产生针对胎儿脑蛋白的特异性自身抗体）对新生儿具有关键作用。孕妇自身的免疫疾病如携带 anti-β2GP1 IgG 抗体的抗磷脂综合症 (APLS) 和携带抗甲状腺过氧化酶的甲状腺疾病(TPO,子痫前期携带免疫球蛋白抗体以及糖尿病(PGDM 与 GDM) 都是影响胎儿神经系统发育的因素。

（三）神经活性化合物途径

微生物与大脑沟通的途径也可能涉及神经递质。肠道微生物群可产生多种神经活性化合物，如多巴胺（DA），5-HT,Υ- 氨基丁酸（ Υ-GABA ）和组胺，它们被激活后可通过迷走神经抑制中枢神经元。5-HT 是在肠和脑中合成的，对于情绪和认知有重要的的调节,是第一个ASD生物标志物， ASD 患者中的含量约为30％。实验研究将5-HT 转运蛋白（ SERT ） Ala56 注入小鼠，其表其表现出高血清素血症，如：不规范的交流和重复行为。

五、益生菌在自闭症中的应用研究

由于益生菌干预能有效调节肠道微生物群失衡，减轻胃肠道紊乱，还可能通过微生物 - 肠 - 脑轴影响大脑功能，促进动物模型和 ASD 患者积极的行为改变。因此，近年来有关益生菌治疗自闭症儿童的胃肠道症状也备受研究者的关注。一项来自斯洛伐克的研究表明 , 给自闭症儿童服用含有3种乳酸杆菌 ,2种双歧杆菌和 1 种链球菌的益生菌产品每天 3 次，为期 4 个月后 , 自闭症儿童肠道中厚壁菌门显著减少 , 拟杆菌 / 厚壁菌的比例得以恢复 , 双歧杆菌和脱硫弧菌属显著减少 , 而乳酸杆菌属细菌的相对数量显著升高，胃肠道症状得到明显缓解。另一项研究显示在 ASD 的啮齿动物模型中，Hsiao 等人通过使用脆弱拟杆菌减少了肠道渗透性，改变肠道微生物群的组成，最终小鼠 ASD 样行为减少。益生菌 / 益生元可使肠道微生物群标准化，增强动物模型或 ASD 患者肠道屏障并缓解 ASD样行为。

Parracho 等通过给 17 例 ASD 儿童服用植物乳杆菌 WCFS1 治疗发现（剂量：4.5×1010 CFU，1 次 /d，共 3 周），与使用的安慰剂相比，荧光原位杂交技术显示肠道乳酸杆菌和肠球菌的数量增加，梭状芽孢杆菌明显减少，并且患儿的行为症状和认知能力也得到一定程度的改善。同样，研究发现在使用 3 个月的益生菌补充剂后，ASD 儿童粪便样本中的双歧杆菌和乳杆菌显著增加，婴儿双歧杆菌已被证明可增加血浆色氨酸水平，从而增强 CNS 中的5- 羟色胺能传递，已经在 ASD 患者中证实了双歧杆菌属的水平降低，支持了它们在 CNS 发育和功能中的保护作用。还有研究给22 例伴有胃肠道问题的 ASD 儿童服用嗜酸乳杆菌 2 个月后发现，患儿便秘、腹泻等症状缓解，且执行力及专注度有显著提高。Hasnah等在用Delpro（益生菌补充剂，含有乳酸杆菌和双歧杆菌属的混合物）给ASD患者干预 21 d 后，发现受试者 ATEC 评分显著下降，其中在健康、生理、行为领域的分数改善最为明显，且 ASD 儿童腹泻、便秘、胀气和腹痛症状均得到明显改善。

益生菌还可以用于预防和降低 ASD 风险，相关研究的一项随机试验表明，生命早期益生菌治疗可降低 ASD 等神经精神发育障碍风险，75 例入组儿童在生后前六个月被随机分配到益生菌组（鼠李糖乳杆菌 GG）或安慰剂组，使用荧光原位杂交（FISH）和 qPCR 在 3 周和 3、6、12、18、24 个月及 13 岁年龄时分别评估肠道微生物群，并通过确定 13 岁时的血型分泌物类型间接评估肠道微生物群，结果显示安慰剂组中 17.1％（6/35）儿童被诊断为 ADHD 或 ASD，而益生菌组中则没有。在 2018 年一项最新研究中 Lammert 等指出，母亲微生物菌群决定孩子自闭症和其他神经发育障碍的风险，通过食用益生菌或“粪便移植”等操作，可能会阻断自闭症病情发展，这项研究也提供了预防自闭症的可能途径，即通过简单地改变饮食习惯或服用定制益生菌来维持肠道菌群平衡。

目前，在美国有1/5 的医生支持 ASD 儿童服用益生菌，超过 2/3 的医生对家长给患儿使用益生菌时持肯定的态度。我们的临床治疗也在使用益生菌，但在应用的过程中也发现与发表的临床研究结果存在一定的差异，而且进口益生菌和国内益生菌在成份、产品来源上存在很大不同，整体效果与服用剂量、产品成份、菌种的选择和给药途径有很大的相关性。有关我们益生菌治疗的相关探索我们专家医生会在我们的家长群里和大家进一步分享探讨。

国内，很多的家长也在给孩子使用益生菌，但在使用时，可能存在一定的盲目性，只是听说这种益生菌对自闭症儿童有效，就买来给孩子服用，对于是否适合自己的孩子，对菌种的选择以及用量等缺乏一定的科学性，致使效果可能并不理想。这是因为益生菌的治疗在物种上，菌株的选择上以及剂量的使用和使用持续时间方面都存在很大差异。此外服用的益生菌，也没有想象中的那样可以轻易在肠道定植，今年10月份nature上发表的《Human gut bacteria contain acquired interbacterial defence systems》研究发现， 每个人的肠道都有自己的一套混合毒素微生物，它会给其他细菌“下毒”，以此对付争夺资源的物种。而且在不同的人类粪便样本中，毒素和免疫基因的组合各不相同。

因此，研究学者建议：“要改善肠道菌群，并没有通用的益生菌或益生元（促进健康细菌生长的补充剂），而是需要个体分析，给不同的人量身定制不同的方法。”而且由于各种市售益生菌制剂在成分、剂量和生物活性等方面存在较大差异，对一种制剂的研究结果不能推广于所有益生菌制剂，因此，益生菌治疗有效性的关键还在于所选的菌株是否适合自闭症儿童，菌株的选择，用量的确定以及 补充进去的医生菌多少能够发挥生活活性。因此，这还需要大量的临床研究进一步解决对于 ASD 有效的菌株类型、菌落数量、干预持续时间和最佳干预期等问题。

但总的来说，益生菌应用于自闭症的治疗前景是可期的。各种研究也均证明益生菌干预后自闭症患者的胃肠功能紊乱和 ASD 症状严重程度降低，而且由于其作为一种非药物，相对无风险 ，是一种辅助治疗的选择。此外，目前通过调节肠道菌群来治疗自闭症方法还包括粪菌移植和饮食调节，我们在以后的公众号中，会陆续推出相关的科普文章。