劉小燕，張風(fēng)華

(1青島大學(xué)，山東青島 266071；2青島市婦女兒童醫(yī)院)

孤獨癥譜系障礙(ASD)是自幼兒階段即表現(xiàn)出社會交往及溝通障礙、重復(fù)刻板的行為興趣模式的一組神經(jīng)發(fā)育障礙，其中社會交往障礙為核心障礙[1]。全國0～6歲殘疾兒童抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，ASD在致殘原因中占首位，高達78%。ASD已經(jīng)成為兒童慢性疾病之首，超過兒童腫瘤、白血病、艾滋病、糖尿病發(fā)生率的總和。75%的ASD患兒智力低下，成年后依然有50%～70%的患者社會適應(yīng)不良，生活不能自理，終生需要照顧，從而給社會和家庭帶來了巨大的經(jīng)濟和精神負擔(dān)。ASD致病機制仍未明確，其臨床癥狀復(fù)雜多變表明其并非單因素致病，目前認為其致病可能與遺傳、腦發(fā)育、社會心理等多種因素有關(guān)。近年來隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對ASD神經(jīng)生理學(xué)、生物化學(xué)及免疫學(xué)方面的研究出現(xiàn)新的進展，為揭示ASD致病機制及指導(dǎo)ASD早期診斷、早期干預(yù)提供了新思路?，F(xiàn)將孤獨癥譜系障礙神經(jīng)生理學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)研究進展情況綜述如下。

1　神經(jīng)生理學(xué)

1.1腦電圖(EEG) 大多研究認為，ASD患兒腦電圖出現(xiàn)異?；顒?。Kanemura等對比21例ASD患兒的EEG數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)52.4%的患兒出現(xiàn)異常腦電活動，表現(xiàn)為癲癇樣波[2]。Ertürküetin等[3]對19例ASD患兒進行EEG檢測，發(fā)現(xiàn)31.3%的患兒出現(xiàn)癇樣放電。EEG異?；顒优cASD患兒的臨床表現(xiàn)相關(guān)。Simon等[4]研究同胞患ASD患兒的EEG圖像及感官體驗問卷結(jié)果，發(fā)現(xiàn)18月齡的ASD患兒低反應(yīng)性與左側(cè)α和θ波增多及振幅增高有關(guān)。Gabard-Durnam等[5]研究了6～18月齡ASD高風(fēng)險與低風(fēng)險兒童的EEG圖像，發(fā)現(xiàn)低風(fēng)險兒童6月齡、12月齡雙側(cè)額葉α波不對稱，高風(fēng)險兒童呈α波雙側(cè)對稱，兩組在18月齡的EEG檢查未見差異。

1.2 腦磁圖(MEG) MEG反映腦磁場變化，與神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)相比，安全性高。Kikuchi等[6]對38～92月齡ASD患兒與正常兒童分別進行MEG檢測，發(fā)現(xiàn)患兒左前區(qū)和右后區(qū)4～8 Hzθ波段振蕩相干值呈不等程度降低，其中以6 Hz θ波段振蕩相干值降低最明顯，提示左前區(qū)和右后區(qū)連接性降低，此結(jié)果與Datko等[7]的研究結(jié)果一致。Yoshimura等使用MEG測量聽覺誘發(fā)磁場，對比40～93月齡ASD患兒與正常兒童的M50數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)ASD患兒左半球M50強度顯著降低，提示ASD患兒大腦聽覺皮層存在功能異常[8]。

2 　神經(jīng)生物化學(xué)

2.1 腦脊液(CSF) 多數(shù)文獻報道，ASD患兒蛛網(wǎng)膜下腔CSF增加。Shen等[9]發(fā)現(xiàn)，ASD高危兒在6～24月齡持續(xù)出現(xiàn)蛛網(wǎng)膜下腔CSF增加(即額外的軸性腦脊液)，且6～9月齡增加最為顯著。Shen等[10]隨后擴大樣本量至221例ASD高危兒及122例ASD低風(fēng)險兒童，發(fā)現(xiàn)6月齡蛛網(wǎng)膜下腔CSF增多的ASD高?；純褐?9%者在24月內(nèi)確診，診斷的靈敏度為66%，特異性為68%，嬰幼兒蛛網(wǎng)膜下腔的CSF體積可能有助于ASD早期診斷。

2.2 5-羥色胺(5-HT) 5-HT不僅是調(diào)節(jié)神經(jīng)精神反應(yīng)的單胺類抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，還是促進大腦發(fā)育的神經(jīng)生長因子，是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)劑。自Schain等人首次檢出ASD患兒外周血5-HT水平升高(檢出率26.1%)以來，研究普遍支持這一觀點。Gabriele等[11]分析22項關(guān)于ASD患者外周血5-HT水平研究的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)28.3%的ASD患兒外周血5-HT水平升高。5-HT轉(zhuǎn)運體(5-HTT)是將5-HT重攝取再利用的腦內(nèi)轉(zhuǎn)運蛋白，近年大多研究認為ASD患者存在5-HTT異常。Nakamura等[12]發(fā)現(xiàn)，ASD患者腦內(nèi)5-HTT結(jié)合率顯著低于對照組，且ASD患者社會認知障礙與前扣帶、后扣帶回5-HTT結(jié)合率降低有關(guān)，重復(fù)和(或)強迫行為、興趣狹窄與丘腦5-HTT結(jié)合率降低有關(guān)。

2.3 褪黑素 褪黑素是一種產(chǎn)生于松果體的內(nèi)源性神經(jīng)激素，由色氨酸通過代謝中間體合成。目前研究普遍認為，ASD患者夜間褪黑素濃度降低。Melke等[13]對比ASD患者與對照組血漿成分，發(fā)現(xiàn)65%的ASD患者血漿黑素濃度降低，褪黑素濃度降低與乙酰血清素甲基轉(zhuǎn)移酶(ASMT)活性降低有關(guān)，并認為ASMT基因是ASD易感基因。近年來研究認為，褪黑素在ASD患者治療中起積極作用。Zuculo等[14]發(fā)現(xiàn)，ASD患者經(jīng)褪黑素干預(yù)后，褪黑素晝夜分泌的節(jié)律性增加4.7倍。

2.4 血清素-N-乙酰羥色胺(NAS)-褪黑素通路 Pagan C等對ASD患者和對照組進行全血5-HT、血小板NAS及血漿褪黑激素的測定，發(fā)現(xiàn)40%的ASD患者全血5-HT濃度升高、47%血小板NAS濃度升高、51%褪黑素濃度降低；該研究還發(fā)現(xiàn)血清素-N-乙酰羥色胺(NAS)-褪黑素通路中斷可作為檢測ASD的標(biāo)志物，其診斷ASD的靈敏度和特異性分別為80%、85%[15]。

2.5 促甲狀腺激素(TSH)、甲狀腺激素(TH) TH是由甲狀腺合成、分泌的激素，能夠促進大腦生長發(fā)育，包括游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)。TSH是促進甲狀腺生長和機能的激素，調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成、釋放。Biazewicz等發(fā)現(xiàn)，ASD患兒FT3、FT4水平較對照組降低，TSH水平較對照組升高[16]。Korzeniewski等[17]對1 105例低體質(zhì)量新生兒進行出生隊列研究，發(fā)現(xiàn)新生兒暫時性低甲狀腺素血癥病可作為ASD患兒早期篩查指標(biāo)，診斷ASD的靈敏度為85.7%，特異性為95.4%。Yau等[18]對研究ASD患兒新生兒時期及其母親孕中期血清樣本中TSH水平，發(fā)現(xiàn)ASD患兒母親孕中期TSH水平較對照組顯著降低，ASD患兒新生兒時期TSH水平較對照組降低，但無統(tǒng)計學(xué)意義。

3　 免疫學(xué)

3.1 免疫系統(tǒng) 研究普遍認為，ASD與免疫系統(tǒng)功能紊亂有關(guān)，大多支持ASD與獲得性免疫反應(yīng)和固有免疫反應(yīng)異常均有關(guān)。Zerbo等[19]發(fā)現(xiàn)，ASD患者中自身免疫性疾病、過敏患病率較對照組高(20.6% vs. 17.7%)，哮喘患病率較對照組低(13.7%與15.9%)，銀屑病患病率較對照組明顯增高(0.34% vs 0.15%)；該研究認為ASD患者特異性免疫相關(guān)疾病患病率升高。

3.2 免疫細胞 多數(shù)學(xué)者認為，ASD患者存在免疫細胞異常。Ashwood等對ASD患兒及對照組進行外周血血細胞數(shù)量及表型檢測，發(fā)現(xiàn)ASD患兒白細胞數(shù)量增多，其中B細胞及NK細胞數(shù)量明顯增多，其他細胞未見顯著差異。B細胞亞群中CD38+B細胞顯著增多，而CD5+B細胞未見明顯差異。CD8+、CD4+T細胞表達的細胞活化標(biāo)志物HLA-DR水平增高；該研究認為ASD患兒體內(nèi)免疫反應(yīng)激活，導(dǎo)致NK細胞數(shù)量增加，活化B細胞和活化T細胞增多，這些細胞相互作用，打破對自身蛋白的免疫耐受，引起自身免疫反應(yīng)，進而產(chǎn)生自身抗體[20]。而López-Cacho等[21]發(fā)現(xiàn)，CD8+T細胞和CD8+B細胞數(shù)量增多，NKT細胞數(shù)量減少，NK細胞和NKT細胞CD25過度表達。

3.3 細胞因子 細胞因子是免疫細胞分泌、能調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)功能的細胞信號分子，是炎癥的主要調(diào)節(jié)因子，參與多種生物過程。細胞因子刺激、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)活性，并誘導(dǎo)自身及其他細胞因子的合成。Abdallah等[22]對359例ASD患兒與741例正常兒童進行細胞因子檢測，主要測定GM-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL8、TNF-α、TNF-β；先利用Tobit模型分析組間IL-1β、sIL-6rα、IL-8、IL-10、IL-12、IL-18、TNF-α、TNF-β的差異，發(fā)現(xiàn)ASD組IL-1β、IL-10水平較對照組低，其余6種細胞因子兩組間未見明顯差異；又利用Logistic回歸分析前述16中細胞因子，發(fā)現(xiàn)ASD組GM-CSF、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-6、IL-12水平較對照組低，而sIL-6rα、IL-8水平較對照組高。Singh等[23]對30例ASD患兒與30例正常兒童的血清成分進行研究，發(fā)現(xiàn)ASD患兒血清IL-8水平較對照組高；11種有表達差異的血清蛋白，尤以TSH和IL-8意義較大；血清IL-8水平診斷ASD的靈敏度為94%、特異性為55%、準(zhǔn)確率為74%，TSH診斷的靈敏度為94%、特異性為60%、準(zhǔn)確率為76%，聯(lián)合兩指標(biāo)診斷的靈敏度為89%、特異性為75%、準(zhǔn)確率為82%。Krakowiak等[24]對ASD患兒和對照組出生48 h內(nèi)儲存的血液樣本進行細胞因子檢測分析，發(fā)現(xiàn)新生兒期血清IL-1β及IL-4水平增高者，患ASD風(fēng)險增大。IL-1β水平升高與輕中度ASD患病相關(guān)(OR=53.02，95%CI1.43～6.38)，輕中度ASD風(fēng)險增加三倍；IL-4水平增高與重度ASD患病相關(guān)(OR=51.40，95%CI1.03～1.91)，重度ASD患病風(fēng)險增加1.4倍。

3.4 母體免疫激活 母體免疫激活是指母親的免疫系統(tǒng)對入侵病原體的防御性反應(yīng)。研究普遍認為，母體妊娠期免疫激活增加后代患ASD風(fēng)險。Atladóttir等研究了96 736例8～14歲的丹麥兒童(ASD患兒占1%)，對兒童母親懷孕及產(chǎn)后感染、發(fā)熱和抗生素使用情況進行分析，發(fā)現(xiàn)孕期感染流感者后代患ASD風(fēng)險增加一倍，長期發(fā)熱者后代患ASD風(fēng)險增加3倍，孕期各種抗生素的使用是ASD的潛在危險因素[25]。

Jiang等[26]對15個研究中涉及的4萬余例ASD患兒數(shù)據(jù)進行Meta分析，發(fā)現(xiàn)母親孕期感染與后代患ASD風(fēng)險增加呈正相關(guān)(OR=1.13，95%CI1.03～1.23)，母親感染需住院治療與后代患ASD風(fēng)險增加相關(guān)性更高(OR=1.30，95%CI1.14～1.50)；該研究還認為感染類型、感染暴露時間和感染部位可能影響后代患ASD的風(fēng)險。并提出其機制為病原體及炎癥反應(yīng)對大腦發(fā)育造成影響。Mahic等對孕期感染流感病毒A及流感病毒B的母親進行血清分析，發(fā)現(xiàn)母親血清學(xué)陽性與后代患ASD風(fēng)險增加無相關(guān)性；ASD患病風(fēng)險增高與母體感染后免疫激活有關(guān)，而不是病原體對胎兒大腦發(fā)育造成的直接損傷。

3.5 胎兒反應(yīng)性抗體 以往研究[27]證實，11.5%的ASD患兒母親血漿中檢出胎兒腦蛋白反應(yīng)性IgG抗體，可能會成為產(chǎn)前診斷的參考指標(biāo)。Heuer等發(fā)現(xiàn)，9%ASD患兒母親檢出抗胎兒大腦蛋白抗體，母體抗胎兒大腦蛋白抗體與rs1858830 C等位基因相關(guān)。

綜上所述，ASD是一種非常復(fù)雜的神經(jīng)發(fā)育性疾病。ASD致病機制與遺傳、生物、社會等多種因素有關(guān)，其臨床表現(xiàn)的異質(zhì)性為ASD早期診斷、早期干預(yù)帶來挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1] American Psychiatric Association. Diagnosis and statistical manual of mental disorders [M]. 5th ed. Arlingtion, VA: American Psychiatric Publishing, 2013:50-59.

[2] Kanemura H, Sano F, Tando T, et al. Can EEG characteristics predict development of epilepsy in autistic children[J]. Eur J Paediatr Neurol, 2013,17(3):232-237.

[3] Ertürküetinü, Korkmaz B, Alev G, et al. EEG abnormalities and long term seizure outcome in high functioning autism[J]. Acta Neurol Belg, 2017,117(3):729-732.

[4] Simon DM, Damiano CR, Woynaroski TG, et al. Neural correlates of sensory hyporesponsiveness in toddlers at high risk for autism spectrum disorder[J]. J Autism Dev Disord, 2017,47(9):2710-2722.

[5] Gabard-Durnam L, Tierney AL, Vogel-Farley V, et al. Alpha asymmetry in infants at risk for autism spectrum disorders[J]. J Autism Dev Disord, 2015,45(2):473-480.

[6] Kikuchi M, Yoshimura Y, Hiraishi H, et al. Reduced long-range functional connectivity in young children with autism spectrum disorder[J]. Soc Cogn Affect Neurosci, 2015,10(2):248-254.

[7] Datko M, Gougelet R, Huang MX, et al. Resting state functional connectivity MRI among spectral MEG current sources in children on the autism spectrum[J]. Front Neurosci, 2016,10(258):258.

[8] Yoshimura Y, Kikuchi M, Shitamichi K, et al. Atypical brain lateralisation in the auditory cortex and language performance in 3-to 7-year-oldchildren with high-functioning autism spectrum disorder: a child-customised magnetoencephalography (MEG) study[J]. Mol Autism, 2013,4(1):38.

[9] Shen MD, Nordahl CW, Young GS, et al. Early brain enlargement and elevated extra-axial fluid in infants who develop autism spectrumdisorder[J]. Brain, 2013,136(Pt 9):2825-2835.

[10] Shen MD, Kim SH, McKinstry RC, et al. Increased extra-axial cerebrospinal fluid in high-risk infants who later develop autism[J]. Biol Psychiatry, 2017,82(3):186-193.

[11] Gabriele S, Sacco R, Persico AM. Blood serotonin levels in autism spectrum disorder: a systematic review and meta-analysis[J]. Eur Neuropsychopharmacol, 2014,24(6):919-929.

[12] Nakamura K, Sekine Y, Ouchi Y, et al. Brain serotonin and dopamine transporter bindings in adults with high-functioning autism[J]. Arch Gen Psychiatry, 2010,67(1):59-68.

[13] Melke J, Goubran Botros H, Chaste P, et al. Abnormal melatonin synthesis in autism spectrum disorders[J]. Mol Psychiatry, 2008,13(1):90-98.

[14] Zuculo GM, Gonalves BSB, Brittes C, et al. Melatonin and circadian rhythms in autism: case report[J]. Chronobiol Int, 2017,34(4):527-530.

[15] Pagan C, Delorme R, Callebert J, et al. The serotonin-N-acetylserotonin-melatonin pathway as a biomarker for autism spectrum disorders[J]. Transl Psychiatry, 2014,11(4):e479.

[16] Biazewicz A, Makarewicz A, Korona-Glowniak I, et al. Iodine in autism spectrum disorders[J]. J Trace Elem Med Biol, 2016,34(3):32-37.

[17] Korzeniewski SJ, Pinto-Martin JA, Whitaker AH, et al. Association between transient hypothyroxinaemia of prematurity and adult autism spectrum disorder in a low-birthweight cohort: an exploratory study[J]. Paediatr Perinat Epidemiol, 2013,27(2):182-187.

[18] Yau VM, Lutsky M, Yoshida CK, et al. Prenatal and neonatal thyroid stimulating hormone levels and autism spectrum disorders[J]. Autism Dev Disord, 2015,45(3):719-730.

[19] Zerbo O, Leong A, Barcellos L, et al. Immune mediated conditions in autism spectrum disorders[J]. Brain Behav Immun, 2015,46:232-236.

[20] Ashwood P, Corbett BA, Kantor A , et al. In search of cellular immunophenotypes in the blood of children with autism[J]. PLoS One, 2011,6(5):e19299.

[21] López-Cacho JM, Gallardo S, Posada M, et al. Characterization of immune cell phenotypes in adults with autism spectrum disorders[J]. J Investig Med, 2016,64(7):1179-1185.

[22] Abdallah MW, Larsen N, Mortensen EL, et al. Neonatal levels of cytokines and risk of autism spectrum disorders: an exploratory register-based historic birth cohort study utilizing the Danish Newborn Screening Biobank[J]. Neuroimmunol, 2012,252(1-2):75-82.

[23] Singh S, Yazdani U, Gadad B, et al. Serum thyroid-stimulating hormone and interleukin-8 levels in boys with autism spectrumdisorder[J]. Neuroinflammation, 2017,14(1):113.

[24] Krakowiak P, Goines PE, Tancredi DJ, et al. Neonatal cytokine profiles associated withautism spectrum disorder[J]. Biol Psychiatry, 2017,81(5):442-451.

[25] Atladóttir HO, Henriksen TB, Schendel DE, et al. Autism After infection, febrile episodes, and antibiotic use during pregnancy: an exploratory study[J]. Pediatrics, 2012,130(6):e1447-e1454.

[26] Jiang HY, Xu LL, Shao L, et al. Maternal infection during pregnancy and risk of autism spectrum disorders: a systematic review and meta-analysis[J]. Brain Behav Immun, 2016,58:165-172.

[27] Heuer L, Braunschweig D, Ashwood P, et al. Association of a MET genetic variant with autism-associated maternal autoantibodies to fetalbrain proteins and cytokine expression[J]. Transl Psychiatry, 2011,1(10):e48.