全球剖腹产率持续攀升,部分国家和地区已超过30%,与此同时,自闭症谱系障碍和注意缺陷多动障碍的患病率也在逐年上升,美国疾控中心最新数据显示,每36名8岁儿童中就有1人被诊断为自闭症,这两组数据之间是否存在某种隐秘的关联?日前,发表在国际杂志Cell Press Blue上题为“Epigenome-microbiome interplay in early life associates with infants’ neurodevelopmental outcomes”的研究报告中,来自香港中文大学的科学家们通过研究给出了一个耐人寻味的答案:剖腹产会在婴儿的DNA上留下可测量的化学标记,这些标记不仅影响肠道菌群的建立,还与3岁时自闭症和多动症的早期行为评分存在统计关联。
文章中,研究人员对571名婴儿的脐带血进行了DNA甲基化分析,甲基化是一种经典的表观遗传修饰,相当于在基因上贴“便条”来决定是否读取这段基因。与此同时,研究人员在969个家庭的婴儿出生后第2、6、12个月以及母亲孕晚期收集了共计5328份肠道宏基因组样本,绘制出一幅精细的早期微生物定植动态图谱,当这些孩子长到36个月大时,研究人员用量表评估了他们的神经发育情况。
结果发现,剖腹产与婴儿脐带血中多个免疫和神经发育相关基因的异常甲基化模式显著相关。通俗地说,分娩方式在婴儿的DNA上留下了一道“出厂设置”的印记。同时,剖腹产还减少了母婴之间的垂直微生物传递—孩子没能顺利从产道获得母亲的第一份微生物“见面礼”;有趣的是,父亲的微生物在一定程度上弥补了这一缺失,提示新生儿微生物定植的来源比预想的更复杂。
剖腹产会影响免疫相关基因的甲基化特征
更关键的发现出现在神经发育评估环节,那些在脐带血中表现出神经发生和神经传递相关基因高度甲基化的孩子,在3岁时自闭症和多动症的行为评分显著更高,表观遗传的异常似乎提前“剧透”了神经发育的走向,但故事并没有到此结束。
研究人员进一步分析肠道菌群后发现,两种特定的微生物能够改写这个剧本。在出生时就携带自闭症相关表观遗传高风险模式的孩子中,如果在1岁内成功定植了Lachnospira pectinoschiza(毛螺菌属),其3岁时自闭症行为评分反而没有那么高。类似地,对于多动症表观遗传高风险的孩子,Parabacteroides distasonis(狄氏副拟杆菌)的早期定植也起到了缓冲作用。换句话说,特定的“好细菌”能够在一定程度上抵消先天表观遗传风险,扮演了免疫-神经调节的中间人角色。
研究人员还揭示了其它影响表观遗传的因素,婴儿出生时的孕周、是否有亲兄弟姐妹、母亲是否有过敏史,都与脐带血甲基化模式存在关联,而影响肠道菌群发育的因素则包括分娩方式、抗生素暴露、亲兄弟姐妹和母乳喂养,但与父母的肠道菌群并无直接关联。出生时的表观基因组和出生后的微生物组,这两套系统各自受到不同环境因素的影响,又在神经免疫通路中发生交互作用。
这些发现并不意味着一出生就注定了神经发育结局,自闭症和多动症是病因高度复杂的疾病,这项研究揭示的只是整个拼图中的一小块;研究者强调,大脑健康的基础在出生前甚至更早就已奠定,但这不等于命运不可改变。肠道菌群中那些“友好”的成员提供了可干预的窗口。
目前研究人员正在继续随访这批孩子,观察早期表观遗传和微生物特征与后续生长发育的关系,目前实验室的功能验证工作仍在进行中,研究人员想要确认这些微生物与神经发育之间的因果关系。长远来看,开发特定益生菌或活体生物药来调节高风险婴儿的肠道菌群有望成为一种安全、无创的早期干预策略,这或许意味着,那些写在DNA上的“出厂设置”并非没有修改的机会。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Siew Chien Ng,Ye Peng,Lin Zhang, et al. Epigenome-microbiome interplay in early life associates with infants’ neurodevelopmental outcomes. Cell Press Blue (2026). DOI:10.1016/j.cpblue.2026.100009.