孕期感染可能有助于自闭症的发生——科学家们终于弄清楚了原因

我们的免疫系统并非完美无缺。
ARS EMU Erbe Pooley

免疫系统是一个复杂的系统。它通常能出色地对抗危险的病原体,阻止微生物感染并损害你。但它并非万无一失。例如,癌细胞可以悄无声息地逃脱检测。有时,免疫系统也会过度反应:为了对抗你身上的任何感染,它会过度产生某些可能损害健康细胞的蛋白质和化学物质。

在怀孕期间,情况更加复杂。这种过度的反应会影响发育中的胎儿,一些研究表明,在妊娠期间特别强烈的免疫反应——被称为母体免疫活化(MIA)——可能会增加自闭症等神经发育障碍的风险

但很长一段时间以来,科学家们都无法弄清其机制。在细胞层面究竟发生了什么,能够让免疫细胞增加这些疾病的风险?在本周发表在《自然》杂志上的两项小鼠研究中,一个科学团队提出了一个潜在的过程:小鼠肠道中的一种特定细菌有助于触发免疫系统产生某些炎症细胞,这些细胞导致母亲后代感觉运动皮层的一个区域出现模仿人类自闭症及类似障碍的迹象。

这是研究人员首次确定了该现象的潜在机制。然而,研究人员需要进行更多的研究才能真正理解他们所揭示的通路。考虑到这项研究是在小鼠身上进行的——小鼠的生理结构与人类相对相似,但当然并不完全相同——还需要更多的研究来证明我们也会经历同样的过程。

该研究团队先前已证明,小鼠体内存在一种名为白细胞介素17a的免疫蛋白会触发其后代出现自闭症样障碍。但该蛋白发挥作用的机制尚不清楚。在这项研究中,科学家们发现,肠道中一种称为分节丝状细菌的微生物群落的存在会导致免疫系统产生更多的白细胞介素17a蛋白。缺乏白细胞介素17a的小鼠没有经历MIA,而接受抗生素治疗的小鼠也没有表现出MIA的迹象。

利用光遗传学(通过基因改造蛋白质使其对光信号做出反应),研究人员能够通过激活大脑的特定区域,在未经历MIA的小鼠身上诱导出这类行为。在经历MIA的小鼠中,抑制该区域的神经活动可以阻止这些行为的发生。

那么这对孕妇意味着什么呢?首先,MIA并非普通感冒引起的普通免疫反应。该实验模仿的是严重的病毒感染,马萨诸塞大学医学院的微生物学家、该研究的首席作者Jun Huh说。他说,流行病学研究表明,孕早期晚期或孕中期母亲住院与这些疾病的诊断有关。但现在就判断MIA对胎儿发育的影响程度,与其他已知因素(如遗传易感性)相比,还为时过早。

“在进行大规模人体研究之前,很难回答这个问题,”Huh说。“我们只能说,怀孕期间的环境因素——包括炎症——可能对婴儿发育中的神经发育障碍产生显著影响。”

但Huh凭直觉认为,环境因素可能起着重要作用。他认为,它们可能与遗传易感性产生协同效应,从而使得神经发育障碍只有在多种因素同时存在时才会发生。

尽管还有很多未知之处,但这项新研究脱颖而出。正如达拉斯德克萨斯大学西南医学中心神经科学家、未参与此项研究的Craig M. Powell在伴随社论中所指出的那样:这些论文清楚地表明了肠道细菌、免疫系统和大脑发育之间的联系。该团队接下来的计划是找出如何对抗这种细菌,并阻止它过度产生白细胞介素17a。Huh说,这可以通过寻找能够与分节丝状细菌竞争的微生物来实现。“也许这些细菌可以作为益生菌,在怀孕前或怀孕期间对女性进行治疗。”

 

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曾任《Popular Science》杂志的科学编辑。她对脑科学、微生物组和人体生理学特别感兴趣。除了《Popular Science》之外,她的作品还发表在《纽约时报》、《科学美国人》以及《Scholastic’s Science World》和《Super Science》杂志等刊物上。她拥有加州大学戴维斯分校神经生物学学士学位,以及纽约大学科学、健康和环境报道项目的科学新闻学硕士学位。


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