孤獨癥譜系障礙的免疫學研究進展①

朱 平 吳廣霞 王永霞 倪彩麗

(山東協和學院護理學院，濟南250109)

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孤獨癥譜系障礙的免疫學研究進展①

朱 平 吳廣霞 王永霞②倪彩麗③

(山東協和學院護理學院，濟南250109)

孤獨癥譜系障礙(Autism spectrum disorders，ASD)是一系列復雜的神經發育障礙性疾病，屬于廣泛意義上的孤獨癥。常表現為社會交往障礙、溝通技巧障礙和行為方式刻板單調。目前對ASD的確切原因尚不清楚，這也限制了對其特殊行為癥狀的治療。為了探索這一嚴重終身疾病新的治療方法，迫切需要加強對ASD基本病因的了解。本文將總結與ASD相關的各種免疫學方面的研究，為進一步研究ASD的病因提供新思路。

1 中樞神經系統免疫相關研究

對孤獨癥患兒發育過程的研究發現，ASD患者頭圍比同齡健康兒明顯增大，以大腦額葉的灰質和白質增大為特點[1]，這表明ASD患者神經發育異常，而大部分的研究結果主要集中在免疫系統的激活上,最近的一項研究報告稱,母體免疫激活(MRI)可誘導未成年后代大腦的表觀遺傳改變，妊娠期急性損害對大腦和行為可能造成持續的不利影響[2]。母體免疫激活很可能影響多個腦區,導致大腦整體網絡失衡。有研究發現，人類和老鼠的前額葉皮層主要支配社會行為，與ASD的發生有關[3]。這表明早期炎癥反應可能是ASD病因的普遍因素。研究發現，早產兒患孤獨癥的風險比足月兒高大約4倍，也更容易受到感染，同時其血腦屏障發育滯后，使暴露于潛在神經毒素的可能性增加。部分ASD患者在圍產期通過感染、壓力、環境或過敏引發肥大細胞激活，導致其釋放促炎因子和神經毒素分子，從而導致神經系統炎癥和孤獨癥發病。

目前，針對孤獨癥患者體內小神經膠質細胞的研究成為ASD免疫標志的一個新方向。小神經膠質細胞被看作中樞神經系統的巨噬細胞，在各種不同病理狀態中起重要作用。研究人員開始研究小神經膠質細胞在ASD患者體內的作用，該細胞可直接與神經元相互作用，維持適當的興奮與抑制平衡，打破這種平衡會導致神經功能和行為終身改變[4]，這可能與日后神經組織障礙有關。Morgan等[5]證明，在孤獨癥患者大腦背外側前額葉皮層有一些與特異性神經元反應有關的小神經膠質細胞被激活。另有研究表明[6]，在孤獨癥患者小腦的顆粒細胞層和白質中，星型膠質細胞聚集和小膠質細胞激活，以及不同年齡段孤獨癥患者大腦不同區域的細胞因子表達增加，ASD患者腦脊液中單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、IL-6、TNF-α、IL-1β、IFN-γ均顯著增加，并且在這些大腦區域和腦脊液中其他免疫反應相關的基因也表達增多，說明ASD患者的腦中促炎途徑被激活。這些炎癥因子是由循環中的免疫細胞和巨噬細胞產生的，并能影響神經功能和行為。因此異常的炎癥過程可能是ASD一個持續的病因，在病人的整個生命周期中影響其行為及癥狀。

除此以外，大腦神經元形態受損也會引起神經疾病。有研究表明，Sarm1可調節神經元形態發生[7]，由Sarm1調節的炎性細胞因子IL-1和TNF-α可以調節突觸可塑性[8]。并且人類Sarm1基因位于17q11號染色體上，處于孤獨癥易感位點6范圍內；另外，孤獨癥患者大腦皮層中Sarm1蛋白質含量減少[9]；對Sarm1敲除老鼠的行為分析也顯示智力障礙、社會行為受損、認知缺乏靈活性等特點[10]。這些行為缺陷與孤獨癥患者的特征相似。因此，Sarm1被認為可能與神經發育障礙有關。

2 自身免疫相關研究

雖然孤獨癥的病因尚不可知，但許多研究均證明，ASD和自身免疫性疾病家族史有一定聯系[11]。流行病學研究證實，在有自身免疫性疾病家族史的兒童中，大約40%患有孤獨癥，特別與自身免疫性甲狀腺炎或甲狀腺功能減退、風濕熱、風濕性關節炎、乳糜泄、潰瘍性結腸炎、銀屑病、家族性Ⅰ型糖尿病有密切相關。這些研究結果支持ASD中存在自身免疫成分的可能性。免疫遺傳學為在基因水平上研究ASD和免疫系統之間的關系提供了一個方向。Geschwind等[12]的研究發現ASD的病因中約10%～20%源于遺傳因素。但是，大多數的孤獨癥沒有特異基因，即使是最常見的遺傳形式在病例中也不超過1%～2%。更具體地說，免疫遺傳學領域的研究主要集中在HLA相關性上。在這種背景下，研究指出經典MHCⅠ類、Ⅱ類和Ⅲ類等位基因和ASD存在一定關系。早期的研究發現，孤獨癥兒童父母表達的HLA抗原量大大超過對照組。最近,Torres等[13]發現在孤獨癥患者體內某些HLA-A2等位基因表達增加。在上述研究中除了MHCⅠ類基因外，MHC II基因也與ASD有關。更具體地說，HLA-DRB1*04(被認為是類風濕性關節炎的主要易感基因)和ASD之間關系更密切。此外,表達在第三高變區(HVR-3)的其他Ⅱ類等位基因也被發現與孤獨癥有關。還有一些孤獨癥兒童高表達HLA-A2和DR11等位基因。一些研究甚至表明，有些MHC II類基因可能有保護作用[13]。最新meta分析顯示，孤獨癥與類風濕性關節炎表達相同的保護性HLAⅡ類等位基因，即HLA-DRB1*13[14]。就MHCⅢ類基因而言，補體C4的等位基因與ASD有關。

最近的研究表明，轉錄的表觀遺傳調控紊亂在自身免疫性疾病中扮演著至關重要的角色[15]。研究證明Rett綜合征、脆性X染色體和其他遺傳綜合征常伴發ASD，這與表觀遺傳修飾有關，這些研究表明，表觀遺傳機制與孤獨癥的病因可能存在一定關系。更具體地說，甲基CpG結合蛋白2(MECP2)基因突變與孤獨癥的關系最密切。

ASD患者體內的各種炎性細胞因子和免疫標記也反映出其免疫功能紊亂。對ASD患者抗體的大量研究表明，抗體與疾病的臨床嚴重程度相關。各種研究表明在ASD患兒體內各種不同的免疫介質，包括血清抗體、大腦抗體、血清細胞因子、趨化因子、NK細胞和黏附分子都發生了顯著變化。雖然這些研究嚴謹性不高，但是，作為一個整體看，這些結果似乎表明免疫介質變化與ASD的關聯，當然這需要進一步的正確研究來證實。更具體地說,ASD患兒IgG、IgM減少，可能表明免疫功能紊亂。同樣，促炎因子IL-6、IL-12 和IFN-γ增加和抗炎因子IL-10和TGF-β1減少表明在ASD中可能存在超免疫狀態。趨化因子在免疫系統中發揮著重要的作用，ASD患兒MCP-1、T細胞激活性低分泌因子(RANTES)、嗜酸性粒細胞趨化因子增多，這與患兒行為障礙有關，這種關聯表明了一個異常的免疫狀態可能與孤獨癥行為改變有關。此外，研究已表明ASD患兒的免疫異常，在ASD患兒中發現自身免疫相關的現象，比如單核細胞、NK細胞過度活化，T細胞反應增強，調節性T細胞功能抑制等[16]。雖然還沒有研究證明ASD和特定的自身免疫性疾病之間特定的聯系，但這些發現表明，免疫應答的異常調節或免疫功能障礙與ASD有密切的關系。

3 ASD與孕產婦自身抗體的關聯

有越來越多的證據表明[17]，母體免疫反應可能在孤獨癥的病因中發揮作用。1964年風疹大流行后，被病毒感染的母親生出的孩子有8 %～13%的兒童出現孤獨癥癥狀。另有研究[18]發現，在懷孕前三個月孕婦病毒感染和孤獨癥風險增加有密切相關。此外，感染各種微生物，包括流感、巨細胞病毒、水痘、麻疹都會使患ASD的風險增加。因此有人認為，ASD不是特定病原體引起的，而是與一個更廣義的母體免疫系統激活有關[19]。并且孕產婦血清和羊水的炎癥標記物C-反應蛋白水平升高與后代的ASD有關[20]。在動物模型中，母體免疫激活的后代表現出孤獨癥的癥狀，如在老鼠模型中,母體免疫激活的后代表現出超聲波發聲的數量和質量減少或下降，嗅覺交流改變,社會互動障礙，不斷為自己梳理毛發和其他ASD相關行為異常[21]。類似的損害在母體免疫激活的猴子模型中再次出現。給懷孕的老鼠或猴子體內注入微生物抗原，如細胞壁成分脂多糖(LPS)或病毒成分，比如poly(I:C)，結果導致其后代出現孤獨癥樣行為功能失調[22]。總之，這幾個大型的流行病學研究和動物模型均指出母體免疫激活在孤獨癥的病因中起重要作用。

最近有研究顯示，一些產婦自身抗體IgG與胎兒腦組織反應，可能會影響胎兒的神經發育，如孕產婦患重癥肌無力，就導致暫時的新生兒重癥肌無力[23，24]，有時也會出現致命的先天性多關節攣縮癥。盡管這樣的情況相對少見，但是自身免疫性IgG會影響胎兒重要的發育過程，從而導致永久性的缺陷。例如，在某些情況下，新生兒紅斑狼瘡，典型的母體抗體引起，該抗體可結合核糖體蛋白，阻止發育過程中胎兒正常心臟的形成[25]。

胎兒的血腦屏障發育還不完善，進入胎兒體內的IgG可以在其完全形成之前進入發育中的大腦。在系統性紅斑狼瘡妊娠小鼠模型抗體轉移的研究中，特異性沉積的母體抗N-甲基-D-天門冬氨酸 IgG在發育中的新皮層的濃度高于母體大腦的60到70倍。胎兒血腦屏障的發育時機很復雜，其排斥特性主要是血管周圍的星形膠質細胞對Wnt/β-Catenin信號的反應。眾多相關信號分子參與這種級聯反應，其中涉及孤獨癥易感因素的一些基因變異，其中一個Engrailed2基因，它的功能是調節從母體循環穿過胎盤的外源性因素的靈敏性。這種遺傳易感性可能是母體抗體參與ASD癥發展機制的基礎。

最后，孕產婦自身抗體生產的根本原因是什么目前還不十分清楚。在許多自身免疫相關的神經障礙中,自身抗體是在應對微生物感染的應答中產生的，從這個意義上說，可以認為孕產婦自身抗體生產和某些情況下感染的孕產婦產生抗體存在相似機制。孤獨癥家族的自身免疫性疾病或過敏性疾病的發病率比正常人高，尤其是母親，這也表明母體免疫狀態和后代ASD發病風險增加之間有一定聯系。此外，母體免疫激活長期影響產前及產后免疫力，包括降低胎兒的免疫耐受。免疫耐受缺陷，可能是促進自身反應性抗體生產的基礎。而維持自我耐受與MET受體酪氨酸激酶及其相關的信號級聯反應有關，研究發現孤獨癥相關MET-c等位基因會導致免疫失調和自身抗體生產[26]。同時MET多態性已經在幾個獨立基因研究中發現與ASD相關[27]，并且該多態性與在孤獨癥兒童母親體內發現的孕產婦抗胎兒大腦抗體有顯著相關性。因此，總體來說，母體免疫激活和孕產婦自身抗體生產表示免疫相關易感性因素與ASD的風險增加有關。

4 總結與展望

總之，各種免疫學證據(血清細胞因子、免疫遺傳學和腦抗體)表明，ASD和免疫系統之間存在一定的關系。但是，因為有些研究缺乏嚴謹性，有些研究只孤立地關注某一種免疫學指標，因此并不能充分解釋免疫系統是否是AS的病理學基礎，免疫干擾是否會導致其他病原體引起ASD。故國際組織建議，對ASD未來的研究應該用更加綜合的方式，通過適當的控制，重點研究免疫學方面的指標，包括精確的描述ASD和免疫系統的本質關系。

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[收稿2015-04-02 修回2015-08-]

(編輯 許四平)

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.04.031

朱 平(1984年-)，女，碩士，助教，主要從事抗炎免疫學和護理教育研究，E-mail：yinan_zhuping@126.com。

R392

A

1000-484X(2016)04-0588-04

①本文為2013年山東女子學院“全國家庭教育試驗研究基地”課題成果之一(No.13YB04)。

②山東省軍區醫院，濟南250000。

③濟南警備區醫院，濟南250013。