出生时的表观遗传变化与婴儿微生物组及神经发育相关

2026-04-14 11:47

上海

交叉学科

Interdisciplinary

4月11日，发表在Cell Press细胞出版社旗下全新开放获取期刊Cell Press Blue的一项研究发现，肠道微生物组与表观遗传学（控制基因开关的分子机制）相互交织，共同影响神经发育。研究人员证实，出生时的表观遗传变化可影响婴儿出生后第一年的肠道微生物组发育。他们还发现，特定的表观遗传变化和肠道微生物与儿童三岁时表现出的自闭症谱系障碍（ASD）及注意缺陷多动障碍（ADHD）迹象相关。

“某些细菌似乎具有保护作用，这令人振奋，因为它表明未来或许可以通过饮食或益生菌来支持儿童发育。”香港中文大学胃肠病学家、通讯作者Francis Ka Leung Chan表示。

生命最初几年对大脑发育和免疫系统成熟至关重要。尽管此前研究表明早期表观遗传变化和肠道微生物组发育均可影响后期健康，但这两个系统如何相互作用仍知之甚少。

“我们希望了解表观基因组与微生物组在生命早期如何相互作用，以及这种相互作用是否影响儿童患ASD和ADHD等神经发育疾病的风险。”香港中文大学公共卫生研究员、共同通讯作者Hein Min Tun表示，“我们发现了一种‘对话’机制：婴儿出生时的表观遗传状态可影响其神经发育障碍风险，但肠道中某些有益细菌的存在，可以影响这一风险。”

研究人员对571名婴儿的脐带血DNA甲基化模式（一种表观遗传变化）进行了表征，并将其与969名婴儿在2、6、12月龄时的肠道微生物组数据，以及其父母孕晚期的微生物组数据进行匹配。当儿童满36个月时，研究人员使用行为问卷评估其神经发育状况，并探究微生物组、表观基因组与ASD和ADHD早期迹象之间的关联。

研究发现，婴儿出生时的表观基因组与分娩方式、胎龄、是否有哥哥姐姐以及母亲过敏史相关，但不受父母肠道微生物组影响。另一方面，微生物组发育与分娩方式、抗生素使用、是否有哥哥姐姐以及母乳喂养相关。剖宫产出生的婴儿在多个参与免疫应答和大脑发育的基因上表现出不同的DNA甲基化模式。

研究团队还发现，婴儿出生时的表观基因组会影响其出生后第一年的微生物组发育。具体而言，当婴儿在参与病原体识别的免疫基因上表现出较高的DNA甲基化率时，其12月龄时的肠道微生物组多样性较低。

行为学调查显示，3岁儿童的ASD和ADHD迹象与特定的表观遗传模式及某些肠道微生物的存在相关。然而，特定微生物物种似乎能够抵消这些影响：如果婴儿在出生后第一年内分别获得裂果胶毛螺菌（Lachnospira pectinoschiza）和迪氏副拟杆菌（Parabacteroides distasonis），那么即使他们具有与ASD和ADHD相关的表观遗传模式，也不容易表现出相应的症状。

Tun表示，“大脑健康的基础在生命极早期就已奠定，甚至在出生之前。但我们不希望人们因此认为儿童的发育轨迹在出生时就已注定。这些是病因复杂的疾病，我们仅仅揭开了庞大谜题的一小部分。”

研究人员正持续追踪参与研究的儿童，以观察这些早期生命因素如何与其成长过程中的健康状况相关联。他们指出，尚需实验来验证肠道微生物与神经发育之间的关联。

“我们最终目标是开发安全、无创的早期干预手段，如特定益生菌或活体生物治疗药物，以帮助培育健康的肠道微生物组，并有望降低神经发育挑战的风险。”香港中文大学胃肠病学家、第一作者Siew Chien Ng表示。