是否能用腸道菌相來診斷自閉症？

自閉症類群障礙（ASD，Austisic Spectrum Disorder），也就是俗稱的自閉症，是一種神經發育障礙。患者從小會出現下列症狀：不看人、固著的興趣與行為、溝通障礙等。通常最晚在小孩該開始說話時，就會因為溝通障礙而被發現，但也有些ASD到成人時期才被發現的。

除了以上那些問題，ASD患者還常常出現腸胃問題，如肚子痛、拉肚子或便秘。因此，科學家們也一直在關注ASD的腸道微生物菌相。

圖片作者：ChatGPT

過去關於ASD患者的腸道菌相研究，幾乎都聚焦於細菌，對於如古菌、真菌、病毒的關注較少。因此，最近的一個研究，他們全面分析了ASD兒童的腸道菌相。

研究團隊收集了1627名1-13歲兒童的糞便樣本，其中907名為ASD。他們發現，ASD兒童不論是古菌、細菌與病毒，多樣性都明顯地降低。

發生變化的古菌共有14種，在ASD兒童中都減少。

細菌則有51種出現變化，其中50種減少，僅一種增加，為枝芽胞桿菌屬（Virgibacillus sp）。減少的細菌中，嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）顯著減少。

真菌則有7種出現變化，其中3種減少、4種增加。

病毒有18種出現變化，其中13種減少、5種增加。

另外，研究團隊也發現一些細菌的基因表現量與重要功能途徑出現變化，主要也都是減少而非增加。在重要功能途徑中，比較受到關注的包括了泛醌-7（Ubiquinol-7）的生物合成、硫胺素二磷酸（Thiamine diphosphate）的生物合成以及γ-氨基丁酸（GABA）分流途徑。

整體看來，ASD患者的微生物菌相多樣性低，而這也反映在微生物的功能與代謝途徑上。

既然ASD與NT（Neural Typical，即一般人）之間腸道菌相的差別這麼明顯，能不能建立一個診斷模型呢？

研究團隊選取了301個ASD兒童與301個NT兒童的資料，以隨機森林（Random Forest）算法建立了分類模型。最後，他們選了31個微生物標誌來做為診斷用的特徵。

這31個微生物標誌，包括了10個微生物途徑、9個細菌、2個真菌、3個病毒、2個古菌、5個酶和基因，他們將收集來的資料拿來測試，結果發現，這個診斷模型的準確度極高，準確率達到82%、靈敏度91%、特異性73%。

比較可惜的是，研究團隊沒有測試未知樣本。這意味著，如果想要用這個診斷模型，還必須先測試未知樣本才能知道。

不過，究竟ASD患者腸道菌相與眾不同，是ASD的果還是因？我們已知ASD患者多半都相當偏食，而這個偏食的行為，當然也會對腸道菌相發生影響；另外，許多「ASD基因」都是跟神經發育有關的，這當然也會對腸道神經系統（我們的「第二大腦」）發生影響，包括神經系統能夠分泌的物質、腸道運動的情形，這些當然也會影響到腸道的環境，也就對腸道菌產生影響。

當然，腸道神經系統與大腦神經系統之間有非常多的互動，所以也不能排除大腦神經系統對腸道的影響。

總而言之，以目前的資料看來，到底ASD患者腸道菌相的問題是ASD的因還是果，還無法下定論。如果可以從出生開始就追蹤高風險嬰兒（父母雙方都是ASD、父或母一方是ASD）的腸道微生物變化，結合基因體學、代謝體學一起研究，再配合臨床追蹤，或許可以更清楚了解ASD與腸道菌相之間的因果關係，也能進一步確認診斷系統的可用性。

參考文獻：

Su, Q., Wong, O. W. H., Lu, W., Wan, Y., Zhang, L., Xu, W., Li, M. K. T., Liu, C., Cheung, C. P., Ching, J. Y. L., Cheong, P. K., Leung, T. F., Chan, S., Leung, P., Chan, F. K. L., & Ng, S. C. (2024). Multikingdom and functional gut microbiota markers for autism spectrum disorder. Nature Microbiology. https://doi.org/10.1038/s41564-024-01739-1