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早期对诸如自闭症等神经发育障碍进行筛查对于确保儿童获得日常生活所需的基本技能至关重要。美国儿科学会（American Academy of Pediatrics）建议对所有儿童进行发育迟缓筛查，对于早产儿或低出生体重儿应进行额外筛查。然而，美国预防服务工作组呼吁针对当前自闭症筛查实践的有效性开展更多研究。目前，自闭症诊断主要基于里程碑清单和症状，同时也依赖于对行为的观察，而这些行为往往在关键发育阶段过后才会显现。研究人员和临床医生正在致力于开发简便、可靠的工具，以便在症状明显之前就能识别出某种疾病的早期迹象或风险因素。尽管早期筛查可能带来过度诊断的风险，但了解儿童的发展需求有助于引导家庭更早地获取满足这些需求的资源。我们是研究微生物组在多种病症（如精神疾病、自身免疫性疾病、肥胖症、早产等）中所起作用的研究人员。在我们近期发表的有关瑞典儿童的研究中，我们发现婴儿肠道中的微生物及其产生的代谢物（存在于粪便和脐带血中）能够助力筛查儿童罹患神经发育障碍病症（如自闭症）的风险。这些差异最早可在出生时或生命的第一年被检测到。这些标志物平均在儿童被诊断出患病前十年就已显现出来。生物标志物是指在血液、粪便或其他类型样本中存在的基因、蛋白质或代谢物等生物学指标，它们在特定时间点提示某种状况的存在。目前，尚未发现针对自闭症的已知生物标志物。寻找生物标志物的努力在很大程度上受到阻碍，原因在于自闭症具有众多潜在的致病途径，而研究人员往往忽视了这些因素作为一个整体是如何协同作用的。对于诸如自闭症等神经发育障碍病症，肠道微生物是一种潜在的生物标志物。肠道与大脑之间的联系，即肠道 - 大脑轴，是科学家们高度关注的领域。肠道微生物在健康方面发挥着重要作用，包括免疫、神经递质平衡、消化健康等诸多方面。大量工作已经围绕基于年龄和器官系统绘制“典型”微生物群落图谱展开。研究人员表明，微生物群落的个性化程度极高，甚至比基因更能有效区分两个人或两个家庭，因为微生物群落的差异在生命早期就开始出现。儿童时期的微生物群落会经历巨大变化。它受免疫系统的塑造和影响，并受生活变化和事件的左右。此外，它还受到基因、环境、生活方式、感染和药物等因素的作用。胃肠道症状，如腹泻、疼痛和便秘，在自闭症和多动症儿童中较为常见，多达 30%至 70%的自闭症患者还被诊断出患有功能性胃肠道疾病。未经治疗的胃肠道问题还可能导致这些儿童出现更多的睡眠和行为障碍。一项小型试点研究发现，自闭症儿童在将健康微生物转移到肠道后，其胃肠道和自闭症相关症状有所改善，部分益处可持续长达两年。然而，大多数关于微生物组与神经发育障碍的研究仅限于已确诊患有多动症、自闭症或其他病症的人群，且这些研究常常得出不一致的结果。这些局限性引出了一个重要问题：微生物组在自闭症和其他神经发育障碍病症的发展中是否起直接作用，还是微生物组成的变化是这些病症本身的后果？一些研究提出，微生物组与未来患自闭症的风险几乎没有或完全没有关联。然而，这些研究存在显著局限性：它们未在诊断或症状出现之前研究微生物失衡情况。相反，这些研究聚焦于已确诊患有自闭症的儿童，将其与他们的兄弟姐妹和非自闭症的神经正常儿童进行比较。在大多数情况下，饮食数据和样本是在诊断数年后收集的，这意味着该研究无法检验微生物失衡是否导致了自闭症。我们想知道在儿童被诊断出患有自闭症或其他疾病之前或出现相关症状时，研究他们体内的细菌是否能为我们提供有关其神经发育的线索。因此，我们对一项名为“瑞典东南部所有婴儿”（All Babies in Southeast Sweden）的研究项目中参与者的脐带血和一岁时采集的粪便进行了分析。该项目追踪了大约17000名1999年之间出生的儿童及其父母的健康状况。从出生起，我们就一直在跟踪这些儿童，其中近1200人在23岁之前被诊断出患有神经发育障碍。我们发现，在出现神经发育障碍症状（如胃肠不适、易怒和睡眠问题）以及正式的医学诊断之前，细菌组成和代谢物水平存在显著差异。这些差异涉及多种障碍，包括自闭症、多动症和语言障碍等。接下来，我们将细菌与神经递质联系起来——这是一种帮助脑细胞相互交流的化学信号——以及儿童粪便中的维生素，如核黄素和维生素B。鉴于以往对已确诊患有神经发育障碍的儿童和成人的研究，我们预期会发现患有神经发育障碍和未患有神经发育障碍的人群在微生物组成和健康方面存在差异。但我们惊讶地发现，这些差异出现的时间是如此之早。我们在1岁左右儿童的尿布粪便和出生时脐带血中发现了影响免疫和脑健康的微生物和代谢物的变异性。我们观察到的微生物组成失衡（微生物学家称之为菌群失调）现象表明，反复使用抗生素后未能完全恢复可能会对儿童在这一脆弱时期产生重大影响。同样，我们还发现，反复发生耳部感染与患自闭症的风险增加两倍有关。反复使用抗生素且存在微生物失衡的儿童患自闭症的风险显著增加。具体来说，缺乏与心理健康和生活质量有关的乳酸杆菌科克菌（Coprococcus），以及抗生素耐药细菌枸橼酸杆菌（Citrobacter）的流行率增加，以及反复使用抗生素的儿童患神经发育障碍的风险是正常儿童的两到四倍。抗生素对于治疗儿童某些细菌感染是必要的，我们强调我们的研究并不建议完全避免使用抗生素。如果儿科医生开具并认为有必要使用抗生素，家长应该遵医嘱使用。相反，我们的研究表明，儿童早期频繁使用抗生素可能表明存在潜在的免疫功能紊乱或脑发育障碍，这可能受到肠道微生物群的影响。无论如何，考虑在儿童服用抗生素后是否需要进行恢复肠道微生物群的治疗是非常重要的，这是我们正在积极研究的领域。另一项在后来被诊断出患有神经发育障碍的儿童中发现的微生物失衡是，一种名为Akkermansia muciniphila的细菌数量减少，这种细菌能加强肠道内壁，与对神经健康至关重要的神经递质有关。即使我们考虑了可能影响肠道微生物组成的因素，如婴儿的分娩方式和母乳喂养，失衡的细菌与未来诊断之间的联系仍然存在。这些失衡通常比自闭症、多动症或智力障碍的诊断早13到14年，这推翻了肠道微生物失衡源于饮食的假设。我们发现，患有未来自闭症的新生儿脐带血中的脂质和胆汁酸含量较低。这些化合物为有益细菌提供营养，有助于维持免疫平衡，并影响大脑中的神经传递系统和信号通路。在儿童定期体检中进行微生物组筛查并非常见做法。但我们的研究发现，在儿童早期发育的关键时期，尤其是在婴儿期，检测有益和有害细菌的失衡情况，可以为临床医生和家庭提供宝贵的洞见。在将此类筛查纳入儿科常规护理之前，还有很长的路要走。研究人员仍然需要验证的方法来分析和解读临床微生物组数据。此外，也不清楚世界各地儿童体内的细菌差异是如何随时间变化的——不仅要了解哪些细菌存在或不存在，还要了解它们如何塑造免疫反应和新陈代谢。但我们的发现进一步证实了越来越多的证据，即早期肠道微生物组在塑造神经发育方面发挥着关键作用。
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