对于患有自闭症的人来说,便秘、腹泻和腹痛往往伴随着社交斗争和重复行为,这些都是造成这种情况的原因。这促使许多人想知道胃肠道(GI)问题是否是由自闭症的行为或感觉特征引起的,或者是否可能是这些问题的原因。
现在,犹他大学健康分校的科学家们添加了越来越多的证据,表明生活在我们肠道中的微生物会影响行为。具体来说,他们发现,在小鼠中,频繁的胃肠道不适会减少社交行为——即使在胃肠道症状消退后,这种效应仍然持续存在。他们还表明,通过将特定种类的细菌引入动物肠道,可以减轻胃肠道症状及其引起的行为变化。
这项最近发表在《自然通讯》上的新研究表明,通过以受控方式操纵肠道微生物组有可能影响健康和行为。
“我认为这在治疗上是非常重要的一步,因为现在我们可以开始用我们已知安全的生物体来组装一种疗法,”犹大健康大学微生物学家 June Round 博士说,他领导了这项研究。这个调查。
肠道与行为的联系
由于科学家们仍在试图理清胃肠道问题与自闭症相关行为之间的关系,朗德和她的团队通过调查胃肠道不适对小鼠行为的影响开始了他们的研究。研究生加勒特·布朗博士研究了患有结肠炎炎症的小鼠,这种炎症会导致疼痛、腹泻和肠道损伤。
经过几轮结肠炎后,在进行行为测试之前,让动物的症状消退。患有结肠炎的小鼠活动正常,没有表现出焦虑或抑郁的迹象。然而,与没有经历过结肠炎的小鼠相比,它们与不熟悉的小鼠互动的时间更少。
布朗说:“老鼠并不是因为承受了如此大的痛苦而什么都不做。” “所以也许这是社交能力特有的东西,而不仅仅是老鼠感觉不舒服。”
研究人员在小鼠身上观察到的不愿社交的现象让人想起与自闭症相关的社交障碍。由于他们的实验表明肠道问题可能会导致社会行为的改变,因此他们想知道肠道中的微生物(自闭症患者和神经正常人之间往往有所不同)是否可能与这两种情况有关。
为了进行调查,布朗收集了自闭症患者及其神经正常的父母或兄弟姐妹的粪便样本。然后他将充满微生物的样本递送到小鼠的胃肠道中。
当他在这些动物中诱发结肠炎时,携带来自自闭症个体的微生物的小鼠比携带来自神经正常个体的微生物的小鼠遭受更多的肠道损伤,并且体重减轻更多。从神经正常个体收集的微生物混合物似乎具有保护作用。
寻找微生物保护剂
人类肠道内的微生物群落非常复杂,以至于该团队在实验中使用的样本很容易包含数百种细菌、病毒和真菌。朗德和布朗想知道哪些社区成员可以预防肠道问题。
为此,布朗将自闭症患者的肠道微生物与其神经典型家庭成员的肠道微生物以及生活在移植了这些微生物群落的小鼠肠道中的微生物进行了比较。他正在寻找潜在的保护性微生物,与神经正常的个体相比,这些微生物在自闭症患者中可能代表性不足,并且他找到了一些。
“我们能够挑选出我们认为可能在抵抗严重结肠炎方面发挥重要作用的单个微生物,”现任美国国立卫生研究院临床中心研究员的布朗解释道。
有两个特别突出。某些布劳特氏菌物种在神经正常个体中比在其自闭症家族成员中具有更好的代表性。在被自闭症患者的微生物定植的小鼠中,结肠炎不太严重的小鼠中,一种称为均匀拟杆菌的细菌数量更多。众所周知, B.uniformis在肠易激综合征和克罗恩病患者中所占比例较低,这表明它在肠道健康中发挥着重要作用。
一旦研究人员锁定了这些细菌群,布朗就会在诱导结肠炎之前将它们传递给小鼠。布劳氏菌和统一拟杆菌都能减少肠道问题,并且布劳氏菌对社会行为也有相应的影响。接受布劳蒂亚细菌治疗的动物比其他小鼠更有可能在结肠炎后与不熟悉的小鼠接触。
走向个性化治疗
朗德说,这项研究是第一个发现人类微生物群中特定生物体可以改善与胃肠道压力相关的行为缺陷的研究之一。
这是我们缺少微生物的一个例子,而缺少这些有益的微生物正在导致疾病。”
June Round 博士,犹他大学健康中心微生物学家
需要进一步的研究来澄清增加布劳氏菌或统一拟杆菌的数量是否可能使患有胃肠道疾病、自闭症或其他疾病的人受益。但朗德表示,弄清楚它们的个体效应是迈向个性化微生物组靶向治疗的重要一步。
“有一天,”她说,“我们将能够快速分析微生物组,并说,‘嘿,你错过了这种非常重要的微生物。我们会把它还给你。’”