科学家们发现了婴儿最早的生物编程、肠道微生物群与随后大脑发展的惊人联系。这项发表在 Cell Press Blue 的研究结果表明，出生时存在的表观遗传变化会影响婴儿期肠道细菌的发展。研究还发现，特定的表观遗传模式、某些肠道微生物与三岁时的自闭症谱系障碍（ASD）和注意力缺陷多动障碍（ADHD）症状之间存在联系。“某些细菌似乎提供保护，这让人兴奋，因为这表明未来可能通过饮食或益生菌支持儿童的发展，” 香港中文大学的高级作者、胃肠病学家 Francis Ka Leung Chan 说。早期生物如何塑造发展 生命的前几年是大脑发育和免疫系统成熟的关键时期。先前的研究表明，表观遗传学和肠道微生物群各自都能影响长期健康，但科学家对这两个系统在早期生活中的相互作用理解有限。“我们想看看表观基因组和微生物组在早期生活中如何相互作用，以及它们的相互作用是否能影响儿童发展自闭症和 ADHD 等神经发育疾病的风险，”香港中文大学的共同高级作者、公共卫生研究员 Hein Min Tun 说。“我们发现了一种对话：婴儿出生时的表观遗传设置可以影响他们患神经发育障碍的风险，但肠道中某些‘好’细菌的存在可以介入并改变风险。”为此，研究团队分析了571名婴儿脐带血中的DNA甲基化模式，这是一种常见的表观遗传修饰形式。他们将这些数据与来自969名婴儿在2、6和12个月时收集的肠道微生物样本以及婴儿父母在妊娠第三个三个月期间的微生物样本相结合。当孩子们达到36个月时，研究人员使用行为问卷评估他们的神经发育，并寻找发展结果、肠道微生物和表观遗传模式之间的联系。影响婴儿微生物组的因素 研究人员发现，几种因素与出生时的表观遗传模式相关，包括分娩方式、妊娠时间、是否有兄弟姐妹以及母亲过敏。有趣的是，父母的肠道微生物似乎没有影响这些出生相关的表观遗传变化。婴儿微生物群的发育与一组不同的因素相关。分娩方式、抗生素使用、兄弟姐妹和母乳喂养都在塑造生命第一年中发展微生物群落方面发挥了作用。剖宫产出生的婴儿在几个参与免疫功能和大脑发育的基因中显示出不同的DNA甲基化模式。基因调控与肠道细菌之间的联系 研究还揭示，出生时存在的表观遗传模式影响了肠道微生物群在婴儿期的演变。那些在某些免疫相关基因中具有较高 DNA 甲基化水平的婴儿，到了12个月时往往肠道微生物群多样性较低。这些基因帮助身体识别和应对病原体。结果表明，出生时存在的生物信号可能有助于指导儿童第一年肠道微生物群的发育。肠道微生物与神经发育风险 当研究人员检查三岁时的行为结果时，他们发现ASD和ADHD的迹象与特定的表观遗传标记和肠道微生物组合相关。然而，研究结果也指向某些细菌可能具有保护作用。那些携带与ASD相关的表观遗传模式的儿童，如果在婴儿期获得了Lachnospira pectinoschiza，似乎不太可能出现该病症的迹象。类似地，那些具有与ADHD相关的表观遗传模式的儿童，如果在第一年获得了Parabacteroides distasonis，似乎不太可能表现出该障碍的迹象。“大脑健康的基础在非常早期就奠定了，甚至在出生之前，”Tun说。“然而，我们不希望人们认为这意味着儿童的发展路径在出生时已固定。这是复杂的疾病，有许多原因，而我们只是揭开了一个非常大拼图的一个小部分。”益生菌和大脑健康的未来可能性 研究人员正在继续跟踪参与儿童，以更好地理解早期表观遗传模式和微生物发展如何影响儿童晚期的健康。他们强调，需要进行实验室研究以确认肠道细菌与神经发育之间观察到的关系。“最终的目标是开发安全、非侵入性的早期干预措施，例如特定的益生菌或活生物治疗，来促进儿童的健康。”