VOL 3414
“粪菌移植”能治疗自闭症?不仅很多家长信,也有不少医生在尝试证明它有效。
2024年8月底,在央视科教频道播出的《全民健康大会》上,就有专家表示,“肠道菌群能够治疗自闭症。”
因为粪菌移植需要将健康捐助者粪便中的菌群整体移植到患者胃肠道中,且口服是常用的移植方式之一,也有人将其形象地称为“吃屎治病”。
但是很遗憾的是,肠道菌群与自闭症症状之间谁是因、谁是果迄今尚无定论;“肠脑轴”(Gut–Brain Axis,GBA)与自闭症之间是否有关联也缺乏一致结果;粪菌移植(Fecal Microbiota Transplant, FMT)能否改善自闭症症状在循证上也没有一致依据。
在热门的“粪菌移植”方向之外,香港中文大学内科与药物治疗学系教授、肠道微生物研究中心副主任黄秀娟团队,近年来试图开拓一个新方向:利用检测肠道微生物来诊断自闭症。
黄秀娟团队发表的论文
该团队于2024年7月出版的《自然-微生物学》上发表的论文显示,利用机器学习方法,他们开发了一种基于31个不同界别和功能的微生物标记物的自闭症诊断模型,准确率可高达91%。
也就是,“吃屎”(粪菌移植)不一定能治疗自闭症,但“化验屎”(用诊断模型检测粪菌)有可能成为自闭症诊断的一种方法。
这真的靠谱吗?自闭症也终于可以像其他疾病一样通过临床检测给出诊断了?
文| 夏天
编辑|谭万能
封面图|Pexels
《自然-微生物》上发表的论文,并不是黄秀娟团队首次发现粪菌可以作为生物标志物(biomarker)来区分自闭症和非自闭症儿童。
2021年,他们已经在自闭症儿童的粪便中“发现与神经递质活动相关的细菌明显较少,并且有5种独特的细菌,这些细菌通常不会在没有这种疾病的儿童的肠道中发现。”
本次发表的论文,他们则进一步发现,“ASD儿童的肠道微生物组中,有14种古菌、51种细菌、7种真菌、18种病毒、27个微生物基因以及12条代谢途径发生了改变”。经过筛选后,发现其中有31个可以“作为自闭症的非侵入性诊断工具”,准确率达到91%。
论文主要作者,左起:黄永昊(Oscar WONG Wing Ho)、陈家亮(Francis K. L. Chan)、黄秀娟(Siew C. Ng)和苏奇。 图源:香港中文大学医学院
2019年起,黄秀娟团队将目光投向肠道内包括细菌、古菌、真菌和病毒在内的多领域微生物组,结合其各自的功能特性,探讨微生物组在孤独症中的作用。
孤独症儿童的个体差异极大,为了尽可能涵盖更多类型,让研究结果更准确,黄秀娟团队采用了“人海战术”。
2021年至2023年,团队招募了1627名1岁至13岁的儿童,包括患有孤独症和未患有孤独症的儿童,以便更全面地观察肠道微生物组和孤独症之间的关系。
经过构建随机森林模型,多次模型训练和检测后,他们发现将细菌、古菌、真菌和病毒等多领域微生物联合起来进行检测,区分孤独症儿童和非孤独症儿童的准确性最高,其中31种组合检测的平均AUC达到0.91(AUC越接近1,检测方法真实性越高)。
“通过这种方式,我们既探索了肠道菌群与孤独症之间的关联,又开发了基于肠道菌群的孤独症预测工具,进一步增进了人们对孤独症的理解。”论文第一作者、香港中文大学助理教授苏奇在接受《中国科学报》的采访时说。
苏奇还认为:“尽管研究结果显示了高诊断准确性,但仍需要更多临床验证和优化,并补充对个体的纵向追踪,探讨肠道微生物群与孤独症发展的动态关系。这也是我们今后的研究重点。”
黄秀娟团队的论文发表后,包括《纽约时报》、《卫报》等全球知名媒体都曾报道这一新的诊断模型,认为“为自闭症的快速、简单的诊断提供了一个新的方法。”
但该研究并未解决肠道菌群和自闭症之间究竟有啥关联的问题,只是基于前述的“肠脑轴”等相关研究成果认为,自闭症人士和非自闭症人士之间的肠道菌群及功能之间,存在明显的差异,利用这一差异,可以诊断和识别出自闭症人士。
也有研究者认为这项研究实际上加深了自闭症和肠道菌群之间存在联系的观点,但论文中提到的证据“并不支持肠道微生物组可用于诊断自闭症的说法。”
史蒂文·萨尔茨伯格(Steven Salzberg) 图源:jhu.edu
约翰·霍普金斯大学Bloomberg杰出教授、《福布斯》科普专栏作家史蒂文·萨尔茨伯格(Steven Salzberg)就是其中一员,他直接撰文表示“不,自闭症不是由肠道微生物组引起的。”
萨尔茨伯格表示,肠脑轴假说与安德鲁·韦克菲尔德 (Andrew Wakefield)1998年那篇《柳叶刀》撤稿论文有关,韦克菲尔德在论文中声称自闭症与麻疹、腮腺炎和风疹 (MMR) 三联疫苗的使用有关。
威克菲尔德得出这个结论是基于一个关于 “肠漏”(leaky gut)的假设,该假设认为一些疫苗中的病毒颗粒以某种方式从肠道“泄漏”并进入大脑。虽然已经被撤稿,但这个假说至今仍有不少研究人员在试图证实,也有不少家长相信。
而“肠脑轴”的说法在解释肠道微生物特征和大脑之间的关系时,跟“肠漏”假设在某些方面是共通的。
比如相关研究认为,寄居在肠道里的细菌不仅可以调节肠蠕动和肠黏膜对营养成分的吸收效率,还可以影响人的思维,记忆和情绪。
2010年《柳叶刀》撤销了威克菲尔德12年前的自闭症和疫苗相关论文 图源:cmaj.ca
萨尔茨伯格认为,黄秀娟团队的论文虽然不像韦克菲尔德这么离谱,但他们试图通过机器学习模型来诊断自闭症这件事本身就存在问题,一是数据集的规模不够大,二是“甚至没有试图告诉我们机器学习模型实际上学到了什么——它只是将这些程序视为我们应该信任的‘黑匣子。”
他列举了三年前澳大利亚研究人员在《细胞》杂志上发表的一项研究,来进一步说明试验的结论不一定站得住脚。该在那项研究中,科学家们收集了247名患有和不患有自闭症的儿童的大便并进行了测序,他们的结论是“ASD与肠道微生物组之间的直接关联可以忽略不计。”
为什么自闭症的肠道微生物会不同?
萨尔茨伯格认为,自闭症和儿童肠道菌群研究的最大缺陷在于:很多自闭症儿童都同时有挑食的问题,他们的父母尝试各种饮食,希望至少能通过食物缓解自闭症的症状。
饮食结构的改变,往往也会带来肠道微生物种群的变化,有时候甚至很显著。
2021年澳洲的一项研究认为是自闭症的行为表现导致了肠道菌群的不同 图源:doi: 10.1016/j.cell.2021.10.015
黄秀娟团队在模型训练中也纳入了广泛的表型数据,其中包括年龄、性别、体重指数 (BMI)、饮食、药物、合并症、伴随精神疾病、胃肠道 (GI) 症状(包括通过布里斯托尔粪便形状评分 (BSFS) 评估的粪便稠度)、家系特征以及与样本采集、储存和处理相关的技术因素。
他们也在文中讨论了自闭症的肠道菌群失调是不是单纯由饮食习惯造成的,试验结果也表明饮食确实对自闭症儿童的肠道菌群有影响。但“在我们的分析中校正饮食因素后,与自闭症相关的微生物组变化(包括微生物多样性和组成)仍然存在。”
在文章中,黄秀娟团队也表示,“我们对肠道微生物群如何与饮食偏好、宿主免疫以及胃肠和自闭症行为症状相联系的理解尚显不足,因此当前数据限制了我们进行因果推断的能力。”
也就是说,试验表明,包括细菌、古细菌、真菌和病毒在内的微生物组机器诊断模型,在通过检测粪便中的菌群来区分自闭症和非自闭症方面,得到了很好的结果,但它并不解释为什么会这样。
同时,当面对的是不同族群、不同气候条件、不同饮食结构的时候,当前模型灵敏度和特异性是否能够保持,也是未知数。
众说纷纭,家长该听谁的?
近肠道菌群与自闭症的相关研究,近年来一直是科研领域的一个热点。
有的研究者试图对肠道菌群进行筛查,期望找到肠道细菌与自闭症之间的关联,进一步用于筛查诊断和治疗,香港中文大学的新论文整体上也属于这个范畴。
而另一种更直接的方法,就是进行肠道菌群移植,希望将健康捐赠者粪便中的菌群移植到自闭症人士的肠道,代替不利于健康的菌群,达到治疗的目的。
肠道菌群辅助治疗自闭症的新闻,不时就会在在网络上炒得火热。
大米和小米也曾多次报道:
不管是“吃屎”还是“化验屎”,究竟能不能用于临床,其实都还有很远的距离。
以港中大的论文为例,作为普通家长,很多人关心的是,这有卵用?
其实答案很简单,不像绝大多数临床疾病可以通过生化、影像等检测加上临床问诊,可以得出比较准确的判断,自闭症的诊断是依靠行为观察和量表打分,有时候甚至要依靠医生的经验。
而港中大的机器模型,则给出了一种类似拍片子、查血等常规医学检测一样的诊断自闭症的方法,但目前只是给出了一个方向,并不一定普适,用到临床也大概率达不到试验条件下的准确度。
萨尔茨伯格的观点则更果决:既然不是肠道微生物导致了自闭症,那么现有的证据就不支持检测肠道微生物可以诊断自闭症。
比如恰好有个严重挑食但没有社交障碍和重复刻板行为的小朋友,他的饮食结构刚好跟自闭症孩子类似,测出来的肠道菌群也相近,那机器模型会将他诊断为什么类型呢?
是直接诊断?还是要回过头来结合行为观察和量表打分进行判断?如果是后者,那意味着这个方法即使有效,它仍旧是一个辅助手段。
✎专家点评
郭延庆
北京大学第六医院儿童精神科医师
“肠脑轴”假说是近年来比较常见的关于自闭症发生原因的解释之一。但我倾向于认为是因为自闭症孩子的挑食习惯,导致了他们肠道菌群与非自闭症人群的不同;没有明确的证据表明是因为肠道菌群的不同,导致了自闭症。
这里边比较吊诡的是,如果挑食果然是孤独症群体普遍的现象,因而导致普遍的菌群谱系与分布的特殊差异,倒是可以利用这种相关,作为诊断的辅助依据。
但是,说孤独症群体普遍存在挑食的行为,只是医生临床的一个印象。比如他门诊的孤独症患者有30%存在这个现象,对他而言,就算普遍了,但这种30%的相关,用于诊断就太不靠谱。
如果有90%存在挑食,而非孤独症人群普遍不挑食,那么,诊断的辅助意义才大。但要是这么的普遍,直接将挑食的行为作为一个辅助依据就好了,何必费劲去化验粪便来作为依据呢?!更何况,挑食行为在孤独症群体和非孤独症群体的真实数据,我们并不掌握。
我不反对任何符合伦理规范的科研探索,也不反对提出任何假说,但在最终被同行验证、认可之前,最好它只是一个科研和一个有趣的假说。不要讲太多展望故事,更不可以这样展望性的故事替代真实,去忽悠同行和老百姓。
参考文献:
1. Su Q, Wong OWH, Lu W, et al. Multikingdom and functional gut microbiota markers for autism spectrum disorder. Nat Microbiol. 2024;9(9):2344-2355. doi:10.1038/s41564-024-01739-1
2. Yap CX, Henders AK, Alvares GA, et al. Autism-related dietary preferences mediate autism-gut microbiome associations. Cell. 2021;184(24):5916-5931.e17. doi:10.1016/j.cell.2021.10.015
3. Eggertson L. Lancet retracts 12-year-old article linking autism to MMR vaccines. CMAJ. 2010;182(4):E199-E200. doi:10.1503/cmaj.109-3179
4. Salzberg S. No, Autism is not caused by the gut microbiome. Forbes. 2024-07-17.https://www.forbes.com/sites/stevensalzberg/2024/07/17/no-autism-is-not-caused-by-the-gut-microbiome/
“大米和小米”公众号征文长期进行中
只要你有故事和感悟,
请积极投稿或提供线索。
一经采用,必有酬谢;
分享故事可扫下方二维码
文章接受邮箱投稿:leiying@dmhxm.com
有任何疑问请联系编辑微信:dxm45011
点击拨打大小米服务热线
热门跟贴