遗传因素相关免疫改变与孤独症谱系障碍的关系

邓晶鑫 李慧萍 徐 秀

孤独症谱系障碍(ASD)是一组神经发育障碍性疾病，常表现为社会交往障碍、语言和非语言交流缺陷、狭隘兴趣和重复刻板行为。ASD严重影响患者的社会生活功能，且发病率高，美国最新监测的8岁以下儿童的患病率达1/59[1]，全世界范围的ASD患病率约为1%[2]，同时仍呈快速上升趋势。因此明确ASD的病因，探究其干预治疗方法已成为世界范围内的重要科学问题。

ASD临床表现异质性高，病因复杂。遗传物质变异占ASD病因的64%～91%[3]。然而，尚未发现单一的基因能够完全解释ASD的发生。自50年前首次发现感染和ASD有关以来[4]，越来越多研究证实ASD患者存在免疫紊乱，如共患自身免疫性疾病，免疫细胞比例和功能失调，细胞因子改变等[5]。有趣的是，深入研究ASD相关基因的信号通路网络，可以发现已知的ASD高风险基因编码的产物功能丰富，有的参与组成免疫系统成分，有的则直接调控神经发育及突触功能，许多研究证实免疫系统成分相关基因可通过调节神经系统发育导致ASD临床表现，而直接调控神经功能的基因也对免疫系统产生影响，通过破坏正常免疫环境稳态对产生孤独症样行为表现。

既往由于血脑屏障的作用，中枢神经系统被认为是免疫豁免组织。但随着脑膜淋巴管的发现[6]、免疫缺陷小鼠认知功能等的研究，越来越多的证据表明免疫系统和中枢神经系统保持着不间断的互相交流，发挥着互相监督和管理的功能。神经系统可以调节免疫系统功能：神经元产生的神经肽具有免疫细胞趋化作用，树突状细胞可逆神经肽浓度梯度移动至神经肽产生的位置[7]；神经元产生的膜表面可溶性神经元因子Sema-3A、Sema-7A可通过传导T细胞受体信号降低T细胞活性，减少T细胞增殖[8]。近来还发现免疫系统也可影响神经系统发育和功能：适应性免疫缺陷小鼠认知功能较野生型小鼠显著下降，给予移植同型T细胞可以修复认知功能损伤，说明T细胞除抗感染等免疫功能外，对中枢神经系统也有一定的调节功能[9]。当机体在遭受外界病原体入侵时，激活初级传入神经元，发出的信号传入身体局部，局部的单核细胞和巨噬细胞分泌TNF-α、IL-6、IL-1β及IFN等促炎症细胞因子引发炎症反应，随后这些可溶性细胞因子还从脑室周围组织和脉络膜缓慢扩散至大脑特定靶点，如下丘脑体温调定中枢，产生发热等病理生理过程[10]。另外，补体成分C1q及C3等选择性表达于部分中枢神经系统神经元，其表达峰期恰好与突触形成、突触修剪阶段吻合，提示补体成分通过调理作用标记需要被小胶质细胞吞噬的突触，介导突触修剪[11]。

免疫与神经两大看似独立的功能系统，实则相互间有紧密的协调和联系[12, 13]。鉴于这些已有的发现，假设免疫学改变不仅是ASD的一种症状表现，更参与其发病的重要病理过程。图1总结了既往的大量研究发现的ASD个体及家庭发生的免疫功能失调。以下从明确的免疫相关基因与ASD的关系、已知的ASD高风险遗传因素与免疫两方面来阐述免疫与ASD的相关性。

图1 孤独症谱系障碍个体及家庭常常发生免疫改变

1 免疫基因与ASD

1.1 肝细胞生长因子受体(MET) 与ASD有关的最常见的免疫基因是MET，位于7q31.2，有24个外显子，编码肝细胞生长因子受体，其与肝细胞生长因子(HGF)结合后，磷酸化触发细胞内各种信号级联，将信号从细胞外基质转导到细胞质中。研究表明，HGF/MET信号转导途径可能通过负性调节树突细胞和T淋巴细胞功能发挥负性免疫调节作用[14, 15]。同时，高水平的HGF还可对抗自身免疫性疾病的小鼠模型的炎症和纤维化[16]。在脑中，MET编码蛋白主要表达在新皮质、海马、小脑及脑干等区域[17]，调节树突发生，增加新皮质谷氨酸能神经元和海马神经元的突触形成，以及突触后蛋白的表达和富集[18]。MET是已知的ASD候选基因。2006年Campbell团队的一项基于家庭的ASD病例对照研究纳入702例ASD患者和189名健康对照者，对MET启动子区rs1858830行基因型和等位基因频率测定，发现C等位基因在ASD个体出现的频率更高，与CG基因型相比，CC和CG基因型的个体更易诊断ASD(RR=2.27,95%CI:1.41～3.65，P=0.0006和RR=1.67，95%CI：1.11～2.49，P=0.012)[19]。在2007年Campbell团队又检测了8例ASD患者和8例正常对照者死后脑组织大脑颞叶皮层样本中MET蛋白和MET信号通路上的几种调节蛋白的蛋白及mRNA表达水平，发现ASD患者体内MET蛋白质(0.492 ± 0.399)较正常对照(1.241 ± 0.678)减少(P=0.025)，而MET信号通路中上调信号传导活性的几种蛋白质表达呈上升趋势(HGF1.7倍，PLAU1.6倍，PLAUR2.5倍，CD447.7倍)，定量逆转录酶聚合酶链反应(qRT-PCR)测定其mRNA表达，也可以看到明显上升(HGF2.28倍，P= 0.035；PLAUR2.91，倍P= 0.044；CD445.49倍，P= 0.024)，提示ASD患者的大脑皮质中MET信号激活受损[20]。在2009年，Campbell团队纳入214个ASD家庭，对其进行ASD与共患胃肠道疾病的关联性分析(FBAT)，发现在118个有至少1例共患胃肠道疾病的ASD患儿的家庭中，METrs1858830C等位基因与ASD共患胃肠道疾病存在关系(TOBS=121，TEXP=103，Z=2.626，P=0.009)，而另外96个没有共患胃肠道疾病的ASD患儿家庭则无此发现(TOBS=107，TEXP=100，z=0.891，P=0.373)，提示METrs1858830C等位基因也可能通过影响胃肠道稳态负性脑肠轴功能来间接引起ASD症状[21]。另一项来自美国的研究纳入202名有ASD后代的母亲和163名有正常发育后代的母亲，测定了母亲体内的37+73-kDa抗胎儿脑蛋白自身抗体结果显示与正常后代的母亲相比，ASD后代的母亲体内检测到抗胎儿脑蛋白自身抗体的概率更高[(0/163)VS(19/202),P<0.0001]，再测定METrs1858830等位基因频率，进行抗胎儿脑蛋白与C等位基因相关性的遗传关联测试分析，发现在胎儿脑蛋白抗体阳性的19位ASD母亲中，C等位基因频率为76%，显著高于183名胎儿脑蛋白抗体阴性的ASD母亲的C等位基因频率49%(P=0.002)，进一步比较抗胎儿脑蛋白阳性的ASD母亲样本(n=19)与抗脑蛋白抗体阴性的母亲(n=183)与正常后代的母亲(n=163)合并后的样本(n=346)，MET C等位基因的频率也明显更高(76%vs51%，P=0.003)。[22]。以上文献表明遗传因素诱导的MET蛋白产生减少导致免疫调节受损是后代发生ASD的潜在机制。

1.2 人类白细胞抗原 (HLA) 除了MET之外，HLA等位基因也是包括ASD在内的神经发育障碍性疾病的高危因素。HLA是编码主要组织相容性复合体(MHC)的基因，位于6p21.31，包括6种经典移植HLA基因和至少132种蛋白质编码基因，在免疫系统等多个系统中发挥重要的调节作用。HLA编码的MHC分子主要分为3类，MHCⅠ类分子包括经典的HLA-A、HLA-B、HLA-C和非经典的HLA-G、HLA-E、HLA-F等的编码成分，表达于有核细胞、抗原提呈细胞中，起提呈细胞内抗原信号的作用；MHCⅡ类分子由2条穿过细胞膜的α链和β链组成，包括HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR、HLA-DN和HLA-DO等基因的编码蛋白，表达于巨噬细胞、树突细胞、B细胞等抗原递呈细胞，起到递呈细胞外抗原信号给调节性T细胞的作用；MHCⅢ类分子功能与经典MHCⅠ、MHCⅡ不同，其编码基因位于编码MHCⅠ和MHCⅡ的基因之间，包含补体系统成分C2、C4、细胞因子TNF及热休克蛋白[23]。许多研究相继发现MHC分子参与神经发育和功能[24]。MHCⅠ类分子表达在突触形成前和突触形成过程中的皮层神经元表面，负性调节皮层突触的密度，同时通过负性调节微小兴奋性突触后电流(mEPSC)的幅度控制皮层神经元信号传递的功能[25]。除了参与形成皮质连接，有研究在细胞表面缺乏MHCⅠ类分子的小鼠体内观察到N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)介导的电流增加，表明MHCⅠ类分子负性调节中枢神经系统中NMDAR介导的突触反应，显示其对成熟中枢神经系统的突触功能和可塑性的影响[26]。MHCⅡ类分子可将施万细胞识别的抗原信号呈递给CD4+T细胞，施万细胞是周围神经系统的胶质细胞，现也被认为是一种潜在抗原提呈细胞，动物研究中，雪旺细胞通过表达MHCⅡ促进CD4+T细胞浸润，从而介导创伤后神经炎症，产生神经性疼痛[27]。MHCⅢ类分子同样存在重要的神经发育功能，发育期到成年期的小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元中都有补体成分C2和C4的表达[28, 29]，可以通过突触修剪调节突触发育[11]。此外，HLAⅢ基因编码的细胞因子TNFα对神经发育、突触传递和稳态可塑性起着关键作用[30]。

来自世界范围的多个病例对照研究均显示，HLA-DRB1等位基因频率改变能增加ASD风险：法国巴黎的Bennabi团队分析了483例ASD患者和352名健康对照受试者体内HLA-Ⅱ基因型和等位基因频率，发现HLA-DRB1*11和HLA-DQB1*07等位基因在ASD患者中更常见(14.5%vs8.7%，OR=1.75，95%CI：1.24～2.47，P=0.001 )，进一步分析患者的ASD诊断访谈量表(ADI-R)得分，发现携带这类等位基因的ASD患者相较其他ASD患者的社交能力、非语言能力得分更高，相关性分析具有统计学意义(P=0.005)[31]。埃及一项包含100例ASD患者和100名健康对照的研究中，发现获得HLA-DRB1*011和缺乏HLA-DRB1*3能显著增加患ASD的风险(OR=3.21，95%CI：1.65～6.31)，相反地，获得HLA-DRB1*3能降低患ASD的风险(OR=0.17，95%CI：0.06～0.45)[32]。一项来自沙特阿拉伯含35例ASD患者和100例健康对照的研究中，同样发现HLA-DRB1*11增加了ASD患病风险(OR=8.7,95%CI：2.0～43.1，P<0.001)，另外HLA-A*01(OR= 2.68，95%CI：1.08～6.42，P=0.03)，HLA-A*02(OR=3.02，95%CI：1.56～5.83，P=0.001)和HLA-B*07(OR=3.27，95%CI：1.19～9.03，P= 0.01)也与ASD明显相关[33]。一项来自美国新泽西的研究纳入31个ASD家庭，检测与类风湿性关节炎等自身免疫性疾病相关的HLA-DR4等位基因在ASD患者及其父母和外祖父母体内富集水平，发现HLA-DR4等位基因在ASD患者及其母亲体内存在显著的连锁不平衡(OR=4.67; 95%CI，1.34～16.24;P=0.008)，HLA-DR4可能是作用于母孕期致ASD的危险因素[34]。一项埃及研究分别检测80例ASD患儿和80名健康对照组体内的C4B无效等位基因，发现ASD患者的C4B无效等位基因频率显著高于对照组(OR=6.26，95%CI：2.55～15.36)，并与其自身免疫家族史有关(OR=21，95%CI：6.5～67.8)，表明C4B无效等位基因可能参与了ASD的免疫异常过程[35]。2015年意大利米兰的一项研究纳入来自71个ASD家庭的248名受试者(74例ASD儿童、39名非ASD同胞、71名母亲及64名父亲)，检测HLA-G的14bp基因型及其等位基因频率，发现ASD儿童及其母亲的14bp+/14bp+基因型(ASD儿童：OR=2.2, 95%CI: 1.17-3.97.P=0.01；母亲：OR=2.1, 95%CI: 1.13-3.95，P=0.02)和14bp+等位基因频率(ASD儿童：OR=1.5,95%CI:1.08-2.21，P=0.02；母亲：OR=1.5,95% CI:1.04-2.16，P=0.03)显著高于对照组，需要说明的是，对照组来源于欧洲一项Meta分析数据中的对照，HLA-G最初在孕期的胎盘组织中表达，发挥免疫耐受的作用，14碱基对的插入导致HLA-G蛋白的低表达，可能使孕期母体NK细胞对胎儿产生功能异常和容错性改变，从而破坏了胎儿的免疫豁免状态，导致异常发育[36]。以上文献显示HLA家族等位基因成员和ASD发生相关。

1.3 细胞因子受体家族基因 一些细胞因子受体家族基因也被发现和ASD有关。比较经典的是IL-1受体辅助蛋白质1(IL-1RAPL1)，其位于Xp21.3-p21.2(X连锁的非综合征性智力障碍区)，有13个外显子，编码的IL-1RAPL1蛋白在出生后的大脑海马区高表达，表明其在记忆和学习的生理过程中有特殊作用，同时可能参与调节神经递质的释放，在皮层神经元的兴奋性突触形成和稳定中发挥作用[37]。与IL-1RAPL1基因相关的疾病包括智力迟钝、精神发育迟滞，同时其也被发现和ASD有密切关系[38, 39]。2008年Piton团队报告1名女孩的IL1RAPL1基因发生移码突变(p.I367fsX6)，引起IL1RAPL1的功能丧失，导致阿斯伯格综合征[40]。2011年，Piton团队对142例ASD患者和143例精神分裂症患者的111个X连锁基因进行重新测序，鉴定了包括IL1RAPL1基因在内的11个疾病相关性基因突变[41]。同时，另1项研究对30例ASD女性患者进行全外显子测序，随后利用预测致病性的公共数据库(GERP2、Polyphen和SIFT)对检测到的变异进行致病性评估，将ASD风险基因入选标准从>0.5分上调至>0.7分以筛选更为严格的ASD致病性基因，最后IL1RAPL1被列为ASD候选基因[42]。2017年报道的1个携带IL1RAPL1基因拷贝数变异的三代家系中，出现2例IL1RAPL1重复的男性患者，均表现出自闭症行为、缺乏注意力、运动障碍及特殊的颅面部特征[43]。最近的动物研究发现，IL-1RAPL1基因敲除小鼠的大脑皮层和海马中树突棘的密度显著降低，同时观察到小鼠的认知功能障碍，表现为空间工作记忆、长期记忆受损、社交活动异常、刻板行为增加[37]。

不同的研究团队对IL-1RAPL1作用的分子机制进行了深入探索。ASD患者常常发生小脑结构和功能异常[44]，既往研究已知小脑回路整合浦肯野细胞控制深层小脑核神经元活动，而IL1RAPL1基因敲除的小鼠在生后10 d和14 d时检测到小脑皮层上游的中间层神经元活动水平异常，使得巨型GABA能突触后电流过早出现，干扰了浦肯野细胞的尖峰活动，从而对深部小脑神经元产生短暂去抑制作用，说明IL1RAPL1在小脑发育过程中发挥重要作用，其变异可能通过损害小脑正常功能而产生ASD的症状[45]。Pavlowsky等揭示了一种认知损伤的可能病理生理机制，IL-1RAPL1蛋白通过c-Jun终端激酶(JNK)通路磷酸化兴奋性突触后膜的主要成分PSD-95，从而调节PSD-95的突触定位，当IL1RAPL1发生突变时，海马区PSD-95定位异常，导致树突棘和突触排列异常、密度降低，从而损伤认知功能[46]。Yoshida等发现小鼠的突触后神经元上表达的IL-1RAPL1通过与皮层神经元突触前PTPδ相作用调节兴奋性突触形成，同时提出IL1RAPL1基因发生变异导致突触损伤可能是ASD和精神发育迟缓的发病基础[47]。Hayashi等在深入探讨IL1RAPL1如何调节突触形成时，进一步发现其可以通过Mcf2l-RhoA-ROCK信号通路途径调节皮层神经元间的谷氨酸能突触的形成和稳定[48]。以上研究均表明IL-1RAPL1可以通过不同的作用途径来影响突触形成，从而导致认知功能损伤。另外，全外显子序列检测研究发现，ASD患者中编码IL-IR2等的基因发生自发突变[49,50]，但目前尚缺乏更多的临床数据、动物实验和功能研究证实这些基因的功能。

2 其他ASD高风险遗传因素与免疫紊乱

2.1MeCP2通过免疫途径产生孤独症样表现 近年来针对ASD致病基因甲基-CpG结合蛋白2(MeCP2)的研究发现，MeCP2基因突变或拷贝数增加都会影响免疫系统正常功能。MeCP2基因位于Xq28，是甲基结合域家族成员，在多种组织中表达，编码的蛋白质是一种转录抑制因子，具有调节RNA剪接的功能，是大脑关键的表观遗传调节剂。既往已知MeCP2基因突变是导致Rett综合征的主要遗传因素，产生典型孤独症样行为表现。其特征性症状为在正常发育阶段后突然出现的丧失语言能力、精细和大运动功能以及社交技能等一系列发育退化症状以及搓手等刻板行为[51]。神经细胞在发育过程中高表达MeCP2，因此长期以来认为Rett综合征是由于神经细胞缺乏MeCP2而导致的。然而，近年的研究发现，MeCP2同样表达在小胶质细胞等中枢免疫细胞中。小胶质细胞是神经系统中常驻的免疫细胞，MeCP2表达水平的异常改变影响这些细胞行使正常免疫监视、神经突触修剪等功能，也是导致Rett综合征各种临床表现的重要原因[52]。在动物试验中，将野生型小鼠骨髓移植到MeCP2敲除的Rett综合征小鼠模型上，使其大脑产生表达MeCP2的小胶质细胞样免疫细胞，或用Lysmcre系统使MeCP2敲除的Rett综合征小鼠模型的靶向髓样细胞特异性表达MeCP2，使其发挥正常小胶质细胞功能，均可减缓小鼠疾病的进展，其寿命、体格水平和呼吸情况等都有明显改善[53]。Cronk等的研究进一步显示，MeCP2表达缺失导致小胶质细胞过度活化，并在疾病的发展过程中进行性丧失，部分外周的巨噬细胞和单核细胞也有相似改变，其机制可能与MeCP2调节促炎症细胞因子TNF等和糖皮质激素诱导的基因组转录，影响小胶质细胞及巨噬细胞对环境刺激的反应能力，降低维持中枢神经系统内环境稳定的功能有关[54]。随着基因测序等技术的发展，研究者发现MeCP2与维持线粒体正常功能有关，MeCP2作为编码谷氨酰胺转运蛋白的靶基因SLC38A1的转录抑制因子，其缺失时导致谷氨酸转运蛋白过表达，干扰谷氨酰胺稳态，从而使小胶质细胞线粒体功能异常，导致其氧化应激等功能的异常改变，可能在Rett综合征的疾病进程中发挥重要作用，因此提出了以线粒体为靶向的治疗Rett综合征可能性[55]。

MeCP2拷贝数增加同样可以导致重度发育迟缓、智力低下及语言障碍，并常常伴随孤独症样行为表现。MeCP2拷贝数增加综合征患者常常合并严重的免疫缺陷，发生反复细菌感染，严重感染性疾病的发病率高，并且常常因为感染不能控制而导致死亡。比利时一项研究回顾总结了既往15篇文献中129例男性MeCP2拷贝数增加综合征患者的临床数据，显示70%发生反复感染，包括反复的上呼吸道感染、肺炎、中耳炎和鼻窦炎[56]。一项来自欧洲、美国和中国等10个国家和地区的研究总结了27例MeCP2拷贝数增加综合征患者的感染和免疫表型，9例从未发生过严重感染，18例至少发生过1次需要静脉抗生素治疗的严重感染，其中，17例发生过肺炎，6例发生尿路感染，5例发生过至少1次败血症，3例曾有不明原因的反复发热，研究过程中有2例死于肺炎，在患者体内检测到的25种不同病原体中， 21种(84%)是细菌，对21例患者深度免疫学检测发现，所有患者体内血清缺乏IgG2， 4例缺乏IgA，IgG4低于正常水平，而11/21例IgG1和8/11例IgG3水平过高，5/14例CD4+CD45+幼稚T细胞数量增加，记忆T细胞数量减少[57]。由于基因型-表型相关性研究已经清楚地证明，足以引起MeCP2拷贝数增加综合征核心症状的最小拷贝数增加区域涉及MeCP2和IL-1受体相关激酶1(IRAK1)基因，有研究者推测，MeCP2拷贝数增加综合征的免疫缺陷是由IRAK1引起的。但这一假设很快被Yang等的动物实验推翻，在小鼠模型中观察到的Th1细胞免疫应答缺陷可以通过MeCP2的过表达来解释，而与IRAK1重复无关[58]。另外，MeCP2拷贝数增加的患者体内检测到抗核抗体以及自身免疫性疾病患病率增加，考虑到MeCP2是红斑狼疮的致病基因之一，推测MeCP2拷贝数增加综合征和红斑狼疮有相同的病理过程[59]。除了细菌感染外，MeCP2拷贝数增加患者也是病毒感染的高危人群。动物试验中观察到，感染了A/PR/8/34甲型流感病毒的MeCP2过表达的小鼠在出生3 d时表现出正常的免疫应答，随后至第5 d即出现适应性免疫缺陷，发生肺灌注损伤和肺出血等病理过程，进而导致死亡率快速增加[60]。

2.2 遗传变异激活ASD的免疫信号通路 随着高通量测序技术在ASD的遗传病因研究中的使用，多个团队对ASD风险基因的转录水平及其信号通路网络进行了深入研究。 美国加利福尼亚大学一项研究对来自48例ASD患者和49例对照受试者的251个尸体额叶、颞叶皮质和小脑样本进行了转录组测序(RNA-seq)分析，与对照组相比，ASD患者的皮质转录组测序结果显示584个基因表达增加，558个基因表达减少，进一步评估这些基因的功能和类型，发现表达下调的基因多表达在神经元中并参与神经元功能，而表达上调的基因多富含在小胶质细胞和星形胶质细胞等神经免疫细胞中。其中9个15q拷贝数增加综合征的ASD患者(最常见的ASD染色体变异之一，占1%～3%)体内15q11.1-13.2区域检测到拷贝数增加，进一步对其转录本进行差异性表达和可变剪接的分析，15q拷贝数增加综合征的ASD患者和特发性ASD(不能检测到遗传物质结构性变异的ASD)患者存在相似的差异性表达和可变剪接模式，炎症信号通路和与胶质细胞功能相关的信号通路都发生异常改变[61]。来自英国艾克斯特大学的一项研究对45例ASD患者和48例正常对照的死后前额叶皮质、颞叶皮层和小脑组织样本进行了H3K27ac 染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)以及组蛋白乙酰化的全关联研究(HAWAS)，发现尽管ASD在基因水平存在异质性，15q拷贝数增加的ASD患者(7/45)和特发性ASD患者(38/45)在前额叶和颞叶皮质中，超过5 000个调节元件发生相似的乙酰化改变，其中乙酰化增加的调节元件多与突触传递、金属阳离子转运和谷氨酸受体信号通路等神经功能相关，乙酰化减低的调节元件则呈现出高度的免疫相关性，如异常免疫血清蛋白生理、淋巴系统疾病等过程，可能反映了独特的小胶质细胞和淋巴细胞状态[62]。一项来自美国的病例对照研究对6例ASD患者和6名对照的死后大脑颞叶皮层组织进行转录组分析，筛选出221个在ASD患者和对照体内差异性表达的转录本，在既往文献中广泛检索显示，72个是免疫系统相关或细胞因子反应性转录本，随后作者又利用代谢信号通路数据库biocarta进行基因富集分析(GSEA)，同样发现通过数据库筛选出的ASD患者与对照的31个差异性表达的基因中有19个参与免疫系统功能，包括抗原特异性相关免疫应答(TOLL、TNFR2、HIVNEF、DC、IL2R途径)，炎症(NFKB、IL1R、INFLAM、GSK3、P38MAPK、IL6、NTHI和TH1TH2途径)，细胞死亡(NFKB、TNFR2、P38MAPK、TID、41BB、CASPASE和FAS途径)，自身免疫疾病(NFκB、TOB1、FAS途径)，迁移(MCALPAIN途径)和靶向特异性细胞的免疫应答(NKT途径)[63]。一项加拿大研究对纳入的19例ASD患者和17例对照者的死后大脑前额叶皮层、颞叶皮层组织和小脑组织样本进行RNA-seq，筛选出444个在大脑皮层差异性表达的基因，利用基因本体论(GO)富集分析显示，下调的209个基因富集在突触功能相关的GO类别，上调的235个基因富集在与免疫和炎症反应有关的GO类别，进一步进行加权基因共表达网络分析(WGCNA)，揭示两个与ASD有关的基因网络模块，一个与神经功能相关，另一个则是星型胶质细胞、小胶质细胞活化相关的基因模块[64]。另一项美国研究中，Ziats和Rennert等使用AutDB数据库(孤独症研究基因数据参考网站)和NIMH人脑发育转录图谱分析高表达的ASD基因，发现NFκB、JNK、MapK、TNF、TGF-B和Myc等基因构成了ASD高表达的基因网络的中心枢纽，提示免疫系统尤其是细胞因子信号在ASD中发挥核心作用[65]。以上文献显示了ASD在遗传水平的异质性在转录水平汇聚于相同的神经功能及免疫和炎症相关信号通路，提示免疫是ASD发病的潜在机制之一。

对于一些综合征性ASD，如15q拷贝数增加及具有典型孤独症样行为改变的神经发育综合征如脆性X综合征、Rett综合征等，也可以检测到免疫相关基因，特别是与NK细胞、CD8+细胞有关的基因上调，小胶质细胞相关信号传导通路、免疫防御反应相关信号通路发生异常改变[66]。杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRs)介导NK细胞固有免疫应答，意大利一项病例对照研究纳入165例例ASD儿童和371名健康对照及其母亲，检测其体内KIR和HLA配体，发现ASD儿童的激活性KIR/HLA复合物KIR2DS2的表达增加(OR=1.49;95%CI：1.01～2.19，P=0.04)，而抑制性KIR 3DL1/HLA Bw4-80I复合物表达减少(OR=0.56; 95%CI：0.37～0.85；P=0.005)，同样地，在ASD母亲体内的激活性KIR/HLA复合物较对照组母亲增加(OR=2.47,95%CI：1.47～4.16，P=0.0004)，抑制性KIR/HLA复合物表达降低(OR=0.007,95%CI：0～0.6,P=0.005)，说明ASD儿童及其母亲中普遍存在NK细胞激活状态，孕期胎盘细胞和滋养层表达KIR和HLA分子，它们相互作用导致胎儿期持续的慢性免疫激活和炎症状态，影响胎儿正常脑神经发育和可塑性[67]。哺乳动物类雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在神经发育、突触可塑性等多方面发挥作用[68]。同时还参与免疫应答过程，mTOR可以整合来自生长因子和激素、神经递质、细胞因子和应激介质的信号，参与免疫及神经功能必须的RAS-ERK及PI3K-AKT细胞内信号通路，指导免疫细胞的代谢、分化和发挥正常功能，这对建立适应性免疫应答具有重要意义[69]。mTOR信号通路被认为可能是基因变异导致ASD的常见共同通路[70]。一些具有孤独症样表现的神经发育障碍性综合征如脆性X综合征、结节性硬化、 Rett综合征、PTEN综合征、1型神经纤维瘤病中均发现mTOR信号通路的异常改变，而Rett综合征及22q13缺失综合征中异常增加的促生长因子IGF-1也与小胶质细胞激活mTOR信号通路有关[71]。

3 总结

ASD不仅是一种神经系统疾病，也是一种免疫相关疾病。遗传变异导致大脑中的免疫系统改变可导致大脑发育和功能发生变化，从而产生ASD。尽管其具体的机制尚未十分明确，文献检索发现，免疫相关基因和ASD存在相关性，ASD致病性基因也可产生免疫失调表现。大规模的高通量测序和转录组研究数据证明，ASD异质性的遗传因素临床表现，可以汇聚到相似功能的信号通路，尤其是一些细胞因子信号通路和与胶质功能相关的信号通路，进一步证实了免疫紊乱增加了ASD患病风险，遗传变异相关免疫改变是ASD发病的一个重要机制。遗传基础和免疫失调相互影响、相互作用，而免疫系统比中枢神经系统更易干预，因此明确免疫在ASD发病机制中的作用可能是寻找ASD潜在治疗方案的方法之一。