自閉癥開始于孕期
2014-03-31 23:36
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來源：生物通
作者：小*子
責任編輯：小李子
[導讀] 孤獨癥 （autism），又稱自閉癥或孤獨性障礙（autistic disorder）等，是廣泛性發(fā)育障礙(pervasive developmental disorder，PDD)的代表性疾病。孤獨癥的患病率報道不一，一般認為約為兒童人口的2～5/萬人，男女比例約為3:1～4:1，女孩癥狀一般較男孩嚴重。
孤獨癥（autism），又稱自閉癥或孤獨性障礙（autistic disorder）等，是廣泛性發(fā)育障礙(pervasive developmental disorder，PDD)的代表性疾病。孤獨癥的患病率報道不一，一般認為約為兒童人口的2～5/萬人，男女比例約為3:1～4:1，女孩癥狀一般較男孩嚴重?，F(xiàn)代醫(yī)學尚不能根本治愈自閉癥，很多人認為自閉癥是性格缺陷或心理疾病，更多的研究顯示，神經系統(tǒng)損傷、腦的特定部位功能低下、多巴胺系統(tǒng)缺陷、遺傳、病毒感染和免疫缺陷等均與自閉癥的發(fā)病有關。
2014年3月27日，加州大學（UC）圣地亞哥分校醫(yī)學院和Allen腦科學研究所的研究人員，在《新英格蘭醫(yī)學雜志》（New England Journal of Medicine）在線發(fā)表一項研究，對于孤獨癥開始于孕期給出了明確而直接的新證據(jù)。
研究人員包括UC圣地亞哥分校自閉癥卓越中心主任、神經科學教授Eric Courchesne博士，西雅圖Allen腦科學研究所的Ed S. Lein博士，本文第一作者、UC圣地亞哥分校自閉癥卓越中心的Rich Stoner博士，他們分別分析了自閉癥患兒和非自閉癥患兒死后腦組織中的25個基因。這些基因包括：作為不同皮質層中腦細胞類型的生物標志物的基因，與自閉癥相關的基因和幾個控制基因。
Courchesne指出：“在孕期，嬰兒大腦的構建，涉及到產生一個六層的皮質層。我們在大多數(shù)自閉癥患兒中發(fā)現(xiàn)了這些皮質層發(fā)育中斷的病灶斑塊。”Stoner制備了第一個三維模型，可將皮質層斑塊不能發(fā)展正常細胞分層模式的大腦位置可視化。
Lein解釋道：“幾乎所有自閉癥患兒大腦都有相似的發(fā)育早期病理學，考慮到自閉癥患者癥狀的多樣性，以及這種疾病極其復雜的遺傳學，這些結果非常令人驚訝。”
在早期大腦發(fā)育過程中，每個皮質層都會形成自己特定的腦細胞類型，各自擁有特殊的腦連接模式，在信息處理過程中執(zhí)行特殊而重要的任務。當一個腦細胞發(fā)展成具有特定連接的皮層中的特殊細胞時，它就獲得了一種可被觀察的不同遺傳標記。
研究發(fā)現(xiàn)，在自閉癥患兒的大腦中，多個皮質層中的腦細胞缺乏關鍵的遺傳標記。Courchesne稱：“這一缺陷表明，產生六種具有特殊類型腦細胞的不同皮質層的關鍵早期發(fā)育階段——有時候發(fā)生在出生前——已經受到破壞。”
科學家們稱，同樣重要的是，這些早期發(fā)育缺陷存在于皮層的局灶斑塊中，表明這種缺陷在整個皮質中是不一致的。缺乏基因標記的局灶斑塊，對額葉和顳葉皮層這兩個大腦區(qū)域的影響最嚴重，可能闡明了為什么這種疾病患者的不同機能系統(tǒng)受到了影響。
額葉皮層與高階腦功能相關，如復雜的溝通和社會線索的理解。顳葉皮質與語言相關。在這項研究中出現(xiàn)的額葉和顳葉皮質層破壞，可能構成了自閉癥的最常見癥狀。視覺皮層——與知覺相關的大腦區(qū)域，在自閉癥中往往幸免——沒有表現(xiàn)出異常。
Lein指出：“考慮到皮質層大致是一個籃球表面的大小，并且我們只檢測了鉛筆橡皮擦大小的組織碎片，因此，我們能發(fā)現(xiàn)這些斑塊真是非同尋常。這表明，這些異常情況在皮質表面是相當普遍的。”
這些研究結果，使科學家們能夠在發(fā)育中的人腦中發(fā)現(xiàn)特定基因，這些基因可以作為不同皮層細胞類型的生物標志物。
對于自閉癥成因的研究具有挑戰(zhàn)性，因為它通常依賴于對成人大腦的研究，并試圖往后推斷。Lein指出：“在這個案例中，我們在較小年齡個體中研究自閉癥和控制病情，使我們對自閉癥如何存在于發(fā)育中的大腦，有了一個獨特的見解。”
Courchesne補充說：“這些缺陷發(fā)生在斑塊中，而不是整個大腦皮層，這一發(fā)現(xiàn)給了我們希望，也能讓我們了解到自閉癥的性質。”
根據(jù)科學家介紹，這種斑塊缺陷與統(tǒng)一的皮質病理學，可有助于解釋為什么許多自閉癥兒童接受早期治療后隨時間推移會出現(xiàn)臨床改善。研究結果也支持這樣一種想法，即在自閉癥中，大腦有時候會重新連接，以規(guī)避早期的病灶缺陷，了解這些斑塊有望最終為探索這些改善如何發(fā)生，開辟新的途徑。
研究人員包括UC圣地亞哥分校自閉癥卓越中心主任、神經科學教授Eric Courchesne博士，西雅圖Allen腦科學研究所的Ed S. Lein博士，本文第一作者、UC圣地亞哥分校自閉癥卓越中心的Rich Stoner博士，他們分別分析了自閉癥患兒和非自閉癥患兒死后腦組織中的25個基因。這些基因包括：作為不同皮質層中腦細胞類型的生物標志物的基因，與自閉癥相關的基因和幾個控制基因。
Courchesne指出：“在孕期，嬰兒大腦的構建，涉及到產生一個六層的皮質層。我們在大多數(shù)自閉癥患兒中發(fā)現(xiàn)了這些皮質層發(fā)育中斷的病灶斑塊。”Stoner制備了第一個三維模型，可將皮質層斑塊不能發(fā)展正常細胞分層模式的大腦位置可視化。
Lein解釋道：“幾乎所有自閉癥患兒大腦都有相似的發(fā)育早期病理學，考慮到自閉癥患者癥狀的多樣性，以及這種疾病極其復雜的遺傳學，這些結果非常令人驚訝。”
在早期大腦發(fā)育過程中，每個皮質層都會形成自己特定的腦細胞類型，各自擁有特殊的腦連接模式，在信息處理過程中執(zhí)行特殊而重要的任務。當一個腦細胞發(fā)展成具有特定連接的皮層中的特殊細胞時，它就獲得了一種可被觀察的不同遺傳標記。
研究發(fā)現(xiàn)，在自閉癥患兒的大腦中，多個皮質層中的腦細胞缺乏關鍵的遺傳標記。Courchesne稱：“這一缺陷表明，產生六種具有特殊類型腦細胞的不同皮質層的關鍵早期發(fā)育階段——有時候發(fā)生在出生前——已經受到破壞。”
科學家們稱，同樣重要的是，這些早期發(fā)育缺陷存在于皮層的局灶斑塊中，表明這種缺陷在整個皮質中是不一致的。缺乏基因標記的局灶斑塊，對額葉和顳葉皮層這兩個大腦區(qū)域的影響最嚴重，可能闡明了為什么這種疾病患者的不同機能系統(tǒng)受到了影響。
額葉皮層與高階腦功能相關，如復雜的溝通和社會線索的理解。顳葉皮質與語言相關。在這項研究中出現(xiàn)的額葉和顳葉皮質層破壞，可能構成了自閉癥的最常見癥狀。視覺皮層——與知覺相關的大腦區(qū)域，在自閉癥中往往幸免——沒有表現(xiàn)出異常。
Lein指出：“考慮到皮質層大致是一個籃球表面的大小，并且我們只檢測了鉛筆橡皮擦大小的組織碎片，因此，我們能發(fā)現(xiàn)這些斑塊真是非同尋常。這表明，這些異常情況在皮質表面是相當普遍的。”
這些研究結果，使科學家們能夠在發(fā)育中的人腦中發(fā)現(xiàn)特定基因，這些基因可以作為不同皮層細胞類型的生物標志物。
對于自閉癥成因的研究具有挑戰(zhàn)性，因為它通常依賴于對成人大腦的研究，并試圖往后推斷。Lein指出：“在這個案例中，我們在較小年齡個體中研究自閉癥和控制病情，使我們對自閉癥如何存在于發(fā)育中的大腦，有了一個獨特的見解。”
Courchesne補充說：“這些缺陷發(fā)生在斑塊中，而不是整個大腦皮層，這一發(fā)現(xiàn)給了我們希望，也能讓我們了解到自閉癥的性質。”
根據(jù)科學家介紹，這種斑塊缺陷與統(tǒng)一的皮質病理學，可有助于解釋為什么許多自閉癥兒童接受早期治療后隨時間推移會出現(xiàn)臨床改善。研究結果也支持這樣一種想法，即在自閉癥中，大腦有時候會重新連接，以規(guī)避早期的病灶缺陷，了解這些斑塊有望最終為探索這些改善如何發(fā)生，開辟新的途徑。
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