尽管越来越多的研究着眼于越来越多的遗传、细胞和微生物数据，但自闭症的生物学根源仍然困扰着研究人员。最近，科学家们把注意力集中在一个新的、有前途的焦点领域：微生物组。这些栖息在人类肠道中的微生物已被证明在自闭症中发挥着一定作用，但这种联系的机制仍然充满了模糊性。
今天(6 月 26 日)发表在《自然神经科学》杂志上的一项研究采用新的计算方法来解决这个问题，为微生物组与自闭症之间的关系提供了新的线索。这项研究起源于西蒙斯基金会的自闭症研究计划 (SFARI)，并对数十个先前发布的数据集进行了创新性的重新分析，与最近一项针对自闭症患者的长期研究相一致，该研究以微生物组为重点的治疗干预。这些发现还强调了纵向研究在阐明微生物组与自闭症等复杂疾病之间相互作用的重要性。
“我们能够协调来自不同研究的看似不同的数据，并找到一种共同语言来统一它们。通过这一点，我们能够在许多研究中识别出区分自闭症患者和神经正常个体的微生物特征，”杰米·莫顿(Jamie Morton)说，该研究的通讯作者是在西蒙斯基金会担任博士后研究员时开始这项工作的，现在是一名独立顾问。“但更重要的一点是，展望未来，我们需要强有力的长期研究，研究尽可能多的数据集，并了解当有[治疗]干预时它们如何变化。”
这项研究共有 43 名作者，汇集了来自北美、南美、欧洲和亚洲机构的计算生物学、工程学、医学、自闭症和微生物组领域的领导者。加州大学圣地亚哥分校微生物组创新中心主任罗布·奈特 (Rob Knight) 表示：“这种大规模合作涉及的领域和专业领域数量之多是值得注意的，对于获得自闭症的新的、一致的图像也是必要的。”和一名研究合著者。
自闭症本质上是复杂的，试图查明与这种疾病有关的特定肠道微生物的研究因这种复杂性而感到困惑。首先，自闭症以异质的方式呈现——自闭症个体在遗传、生理和行为上都存在差异。其次，微生物组存在独特的困难。微生物组研究通常仅报告特定微生物的相对比例，需要复杂的统计数据来了解哪些微生物种群变化与感兴趣的条件相关。
这使得在噪声中找到信号变得具有挑战性。使事情变得更加复杂的是，迄今为止的大多数研究都是对自闭症患者体内微生物种群的一次性快照。该研究的合著者、印第安纳大学医学院解剖学、细胞生物学和生理学助理教授布列塔尼·尼德姆 (Brittany Needham) 表示：“单个时间点的力量只有这么大;明天或下周的情况可能会非常不同。”
“我们想要解决不断变化的问题，即微生物组与自闭症之间的关系，并认为，‘让我们回到现有的数据集，看看我们能够从中获得多少信息，’”共同通讯作者说纽约大学治疗联盟主任加斯帕·塔龙彻-奥尔登堡 (Gaspar Taroncher-Oldenburg) 在担任 SFARI 常驻顾问期间与莫顿一起发起了这项工作。
在这项新研究中，研究小组开发了一种算法，重新分析 25 个先前发布的数据集，其中包含来自自闭症和神经典型群体的微生物组和其他“组学”信息，例如基因表达、免疫系统反应和饮食。在每个数据集中，该算法找到了年龄和性别方面最匹配的自闭症患者和神经典型个体，这两个因素通常会混淆自闭症研究。
Taroncher-Oldenburg 说：“我们不是比较研究中的平均队列结果，而是将每一对视为单个数据点，因此能够同时分析 600 多个 ASD 对照对，对应于 1,200 多名儿童的事实上的队列。” “从技术角度来看，这需要开发新颖的计算方法，”他补充道。他们的新计算方法使他们能够可靠地识别 ASD 个体和神经典型个体之间丰度不同的微生物。
令研究人员惊讶的是，他们的分析确定了与特定人类肠道微生物相关的自闭症特异性代谢途径。重要的是，这些途径也出现在自闭症患者的其他地方，从他们的大脑相关基因表达谱到他们的饮食。莫顿说：“我们以前从未在自闭症中发现肠道微生物和人类代谢途径之间存在这种明显的重叠。”
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