从肠道菌群的角度探讨推拿防治自闭症的可能性*
2022-11-15唐佳瑶林丽莉
唐佳瑶,林丽莉,2△
(1.福建中医药大学,福建福州 350000;2.福建省中医药科学院,福建福州 350003)
自闭症(Autism spectrum disorders,ASD)也称孤独症谱系障碍,是儿童常见的神经系统发育异常疾病,临床表现为社交障碍、兴趣狭隘、行为重复刻板、认知功能障碍等。临床观察发现ASD患儿出现便秘、腹泻、胀气等胃肠道症状概率明显高于正常儿童,推测胃肠道症状可能与ASD 发病有一定关系[1]。胃肠道功能异常与肠道菌群失调有密不可分的联系,并且众多研究显示肠道微生物组成和代谢的改变与ASD 相关。ASD 发病有逐年递增趋势,2014 年-2016 年ASD 在美国的患病率约为2.47%[2],我国目前ASD 的患病率约为1%,大约有200 万患儿[3]。给患儿家庭带来较大的精神负担和经济压力,使得该病越来越受医学界的关注。推拿是中医的外治法之一,有操作简单、价格低廉、无副作用的特点,可以调理小儿体质,促进儿童的生长发育,对消化系统疾病有显著疗效,也可以改善自闭症患儿的临床症状。本文将围绕推拿疗法、自闭症和肠道菌群三者的相关性展开讨论,即从肠道菌群的角度,探讨推拿改善自闭症的胃肠道症状等临床典型症状的应用。探讨推拿通过调节肠道菌群进而缓解自闭症的临床症状的可能性,为预防自闭症及改善自闭症的症状提供新的思路。
1 自闭症的患病因素
1.1 遗传因素
目前认为ASD 是一种多基因遗传病,遗传因素对ASD 的发病有重要作用。研究表明,单卵双生共病率约为双卵双生的2~3 倍,一般人群中同胞后代共患病几率是半同胞后代的2 倍多[4]。另有学者通过分析13 个双生子研究,当ASD 患病率为1%时,得出ASD的遗传度约为74%[5]。随着遗传学技术的发展,对ASD 遗传因素的研究也日益深入。一项ASD 患儿全基因组关联研究(ge‐nome-wide association study,GWAS)发现,与健康儿童相比,ASD 患儿的脑部基因表达显著底下,影响突触的生成和功能,提示基因转录异常和拼接错误可能是ASD的发病机制[6]。
1.2 环境因素
单单从遗传学角度难以解释ASD 的许多问题,比如ASD 复杂的症状表型.近些年越来越多的研究聚焦于外界环境与ASD 之间的关系。妊娠期、围生期和婴幼儿期被认为是生长发育的关键时期,如果此时暴露于高危环境下,容易导致中枢神经系统疾病的发生。有学者整理文献发现父母生育年龄、母亲妊娠期患病或服药,早产或剖宫产,婴幼儿期患病或服用药物、喂养方式不当、肠道菌群异常、重金属暴露等多种环境因素暴露与ASD发病有密切联系[7]
目前普遍认为,ASD 的发病及疾病表现是遗传因素和环境因素共同作用的结果。遗传缺陷会减弱机体对环境的抵抗性,进而提高患儿对疾病的易感性[8]。同样的,环境因素需要通过影响基因的表达致病。研究表明,环境因素可以通过改变Wnt/β-catenin 通路的基因表达,增强Wnt 信号,导致ASD的发生[9]。
2 自闭症与肠道微生物的关系
2.1 肠道菌群的研究进展
人的肠道中有数万亿重微生物,这些微生物与宿主共生,占肠道重量约1 千克[10]。健康的成年人肠道菌群由四个主要门组成,它们约占细菌总数的90%以上,即拟杆菌,硬毛菌,变形杆菌和放线菌[11]。肠道菌群可能在出生前就通过胎盘定植在子宫内[12],然后通过分娩进一步发生定植[13],并且有研究显示,妊娠期肥胖的孕妇的后代神经发育异常的风险较高[14]。而出生后的众多因素,比如母乳喂养、抗生素、饮食、压力等共同决定了肠道菌群的组成和结构,这也与ASD 的患病因素相吻合。肠道菌群可以为宿主提供营养,代谢毒素,调节肠道内分泌细胞,其代谢产物也可以对机体产生影响[15],并且通过免疫、内分泌和神经系统等途径与大脑相互影响。其异常改变与多种脑功能异常疾病相关,比如帕金森、阿尔兹海默症、自闭症。
2.2 肠道菌群异常与自闭症密切相关
自闭症患者多数伴有消化道功能紊乱的症状,比如便秘、腹泻、胀气等,这些症状严重影响患儿的日常学习、人际交往和生长发育,其原因多与肠-脑轴功能紊乱有关[1]。肠-脑轴将肠菌和大脑联系起来,解释了胃肠功能和脑功能之间的相互作用,因此肠道菌群也作被称为“第二大脑”。目前已有学者发现,基于肠道微生物的干预措施,包括使用维生素A 补充剂、益生元、益生菌,抗生素或者微生物转移疗法(microbiota transfer thera‐py,MTT)和粪便微生物群移植(fecal microbiota transplantation,FMT),可以改变肠道微生物群和代谢指标,并且改善ASD 患者的行为症状和胃肠道症状[16]。近几年也有越来越多的学者从多个角度探究了肠道菌群与自闭症之间的关系。
2.3 肠道菌群异常与自闭症密切相关
2.3.1 肠道菌群异常可能是ASD 发病的重要影响因素
孕妇妊娠期的生活习惯和婴儿的饮食结构、是否使用抗生素等因素都可以影响菌群的定植,并且这些因素与ASD 的发病因素较为一致。三箱社交实验结果表明,无菌(germ-free,GF)小鼠与正常发育小鼠相比,有类似ASD 样行为,并且通过喂食脆弱拟杆菌可以逆转这种行为表现[17-18]。另一方面,如果使用抗生素清除小鼠的肠道微生物,其糖皮质激素受体的mRNA 水平及中枢神经系统(central nervous system,CNS)神经递质水平也发生改变[19]。当母鼠产前暴露于丙戊酸钠环境,也会影响子代的菌群结构,使子代产生类似ASD的表现[20]。
2.3.2 ASD患者与一些特定菌群密切相关
正常人的肠道菌群结构较为稳定且有相似性,相对的,ASD 患者或者ASD 患者早期的肠道菌群结构也有一定的特征。有国外学者对6周、1年、2 年和3 年的儿童进行前瞻性研究,发现儿童早期肠道微生物组与社会行为之间存在着潜在关联[21]。通过采用焦磷酸测序法观察自闭症患儿的肠道菌群,发现拟杆菌门、放线菌门在重度自闭症患儿的体内较多,而脱磷孤菌属和普通拟杆菌在其粪便中含量较高。目前尚且不能解释这种情况,但是可以确定肠道菌群的异常代谢与自闭症有至关重要的联系[22]。同样的,有学者发现91.4%的ASD 高风险儿童体内梭状芽胞杆菌明显增多,产生大量神经毒素和肠毒素,对其干预可以降低ASD的发病率[23]。
2.3.3 使用微生物疗法可以改善肠道菌群以改善ASD症状
目前ASD 的治疗缺乏特效药物,而许多临床试验证明,多种微生物疗法可以通过改善肠道菌群,达到改善ASD 症状的目的。伴有胃肠道症状的ASD 患儿在经过18 周的微生物转移疗法治疗后,VABS-II 和CARS 量表得分良好,并在结束治疗8 周后依旧下降了24%[24]。而采用菌群移植治疗肠道菌群异常引起的自闭症,在一定程度上治疗效果明显优于抗生素[25],表明肠道菌群有一定的自愈力,这可能与机体的免疫力有关。
3 肠道菌群参与自闭症的神经生物学机制
3.1 肠道菌群与5-TH
5-羟色胺(5-hydroxytrypta‐mine,5-HT)是一种重要的神经递质,对调节动物的行为和情绪有重要作用。大约30%的ASD 患者有5-HT 的神经吸收异常的情况[26],5-HT 转运体基因变异小鼠也出现类似ASD 的表现和肠道菌群失调等肠道功能异常的情况[27]。另有学者观察因肠道通透性增大而导致有ASD 行为的大鼠,其海马、下丘脑和纹状体内的5-HT 含量与正常对照组相比明显降低[28],表明肠道菌群可以影响5-HT,进而导致ASD 表现。已有的研究表明5-HT 的不同受体在大鼠内侧前额叶、海马和杏仁核等脑区中表达情况并不相同[29],但是肠道菌群能否特异性地影响特定脑区中的5-HT受体表达,并且这种影响是否能改善自闭症患者的临床症状,或者这种影响是否与某个菌种有关,需要更多的实验研究。
3.2 肠道菌群与CNS
肠道微生物可以通过肠-脑轴调节CNS 的功能,其代谢产生的神经活性化合物,能通过副交感神经抑制中枢神经元[30],可以也通过产生或调控去甲肾上腺素、多巴胺等递质的含量,进而影响中枢系统[31]。丁酸是肠道菌群的重要代谢产物之一,研究发现丁酸可以影响大脑额叶皮质中抑制/兴奋基因的转录,并改善ASD 动物的异常行为[32],在临床中也发现ASD 患儿肠道中分泌丁酸的细菌比例较对照组低[33]。除此之外,肠道菌群可以调控下丘脑-垂体-肾上腺轴(Hypothalam‐ic-Pituitary-Adrenal Axis,HPA axis)和色氨酸代谢,这也可能与自闭症的发病有关[34]。
4 推拿治理自闭症的可能性
4.1 推拿对肠道菌群的影响
小儿推拿疗法是传统中医治疗的一种,通过操作手法刺激患儿体表穴位,起到保健和治病的双重功效。其中捏脊疗法具有培元气、调阴阳、和脏腑的作用[35]。捏脊疗法可以升高上呼吸道感染发热患儿肠道中的双歧杆菌数量,降低杆菌数量,并且与西药的治疗结果相似[36]。并且可以促进过敏体质儿童肠道益生菌的定植,升高其B/W及B+/W 值[37]。其他推拿疗法也可以有效促进正常菌群的生长,调节微生态平衡,恢复肠道微生态环境,改善患儿体征[38]。虚实辨证推拿疗法与蒙脱石散口服治疗组相比,可显著提高小儿急性非细菌感染性腹泻治疗的总有效率,并且对乳酸杆菌、大肠杆菌、双歧杆菌等菌群有一定影响[39]。另有学者通过摩腹捏脊手法调节肠道菌群失调,恢复脾主升清的功能,调节消化系统[40]。而振腹推拿可正向调节非胰岛素依赖性糖尿病大鼠肠道菌群结构,增强肠道屏障功能、调节肠道稳态,减轻机体炎症反应[41]。
脑肠肽作为肠脑轴重要的组成部分,与肠道菌群的状态也有密切联系。有学者通过观察便秘大鼠,发现推拿疗法可以有效缓解便秘,调节血浆中SP、VIP、NOS和结肠中5-HT受体的水平。并且临床研究结果表示,腹部推拿可以降低患者血清中P 物质、脑啡肽的含量,影响中枢神经系统,改善患者失眠的症状[42]。并且广泛性焦虑症的患者经推拿治疗后,血清5-HT 含量显著降低,胃肠道症状和焦虑情况明显改善[43]。提示推拿可以多方面改善肠道内环境,恢复肠道正常功能,维持肠道菌群的平衡。
4.2 推拿改善自闭症患儿脑功能和临床症状的研究
推拿可以将机体感受的刺激通过传入神经进入中枢,借由早期神经网络的适应性“剪修”特性,在适度的刺激下,可发挥预防、纠正异常神经发育的作用[44]。0-2岁是大脑发育最快的阶段,具有极强的可塑性和代偿能力,此时的脑容易受外界因素的影响,例如正常婴儿在早期接受捏脊疗法可以有效地促进婴儿发育商(Developmental quotient,DQ)的发展[45]。相对应的,婴儿时期的脑发育障碍也尚且处于初级阶段,相应的功能障碍表现并不明显,尽早地对婴儿脑进行干预,可以促进神经细胞的更新换代,促进脑的代偿功能,减轻中枢神经系统受损程度。临床研究表明推拿联合辅助疗法可以有效地改善脑功能障碍疾病前期状态的患儿的运动功能,并且对2~6 个月的患儿效果更为显著[46]。
推拿疗法作为一种简便、有效的治疗方式,其对治疗自闭症的临床研究也日益增多。以补脾经和补肾经为主推拿手法可以显著提高自闭症患儿的治疗有效率[47]。一些临床试验也显示推拿联合其他疗法优于单独使用其他疗法[48-50]。国外的研究表明推拿可能通过增强副交感神经活动,减少患儿的刻板行为,强化其社交能力,并改善睡眠情况[51]。并且临床试验表明推拿疗法可以显著提高自闭症患儿的社交、认知及沟通能力[52]。另有研究表示经推拿治疗的自闭症患儿的CARS和ABC 计分较治疗前降低[53],说明推拿在一定程度上可以改善孤独症谱系障碍患儿的临床症状。
5 展望
目前对ASD 的研究大多聚焦于认知能力、语言交流和运动能力等方面的改善,但是胃肠道功能异常也是ASD 患者的主要临床症状之一,对患者及其家属都造成了极大困扰。目前的研究表明改善胃肠道功能的疗法对ASD 的行为异常也有治疗作用,提示胃肠道异常可能不仅仅是ASD的症状,其与ASD 的发病可能有密切关系。这也为神经发育异常疾病的治疗和发病机制研究提供了新思路。其中肠道菌群是胃肠道功能的重要影响因素之一,诸多研究表明肠道菌群异常与ASD 症状存在一致性。肠道菌群又被称为“第二大脑”,其可以通过调控5-HT 和CNS 等神经生物学途径影响神经发育。因此可以从肠道菌群异常导致脑功能异常的角度,探讨推拿疗法对ASD的早期预防和早期治疗的可能性。基于皮-脑轴的理论,推拿疗法可以通过刺激皮肤,进而影响中枢神经系统,起到治疗脑功能异常疾病的效果。临床发现,推拿疗法能改善自闭症的临床症状,并且对消化系统疾病的治疗效果明显,可以调节肠道菌群。故推测推拿疗法可能是通过调节肠道菌群,进而影响神经发育,改善自闭症临床症状。并且由于ASD 缺乏明确的诊断指标,使该病发现的比较晚,大多患儿错过最佳治疗时期。而推拿疗法对多种脑功能异常疾病有预防和治疗作用,并且在停止治疗后仍旧有疗效[54],适合作为自闭症的早期预防和早期干预手段。
但是目前有关推拿调节肠道菌群的临床试验和动物实验研究较少,大多停留在推拿能否改善消化道功能及肠道菌群,对于其具体的作用机制知之甚少。对于肠道菌群和脑功能之间存在相互作用的研究也比较宽泛,较少进行深入探究,比如肠道微生物的不同菌属、不同脑区、不同神经递质之间是否有特异性联系。
因此,日后对于ASD 的发病或治疗的研究,基于肠-脑轴的理论,应用推拿疗法安全、无副作用、可以促进儿童生长发育的特点,发挥对自闭症患儿的治疗优势,从肠道菌群的角度探究推拿治疗ASD 症状的神经生物学机制,为今后预防及治疗ASD提供新的思路。