■本報(bào)記者 秦志偉

“自閉癥的病因是什么”是前不久上海交通大學(xué)和《科學(xué)》共同發(fā)布的125個(gè)全球最受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題之一。自閉癥也稱孤獨(dú)癥譜系障礙（ASD）。

近日，《自然—神經(jīng)科學(xué)》在線發(fā)表的最新研究中，科學(xué)家通過(guò)構(gòu)建具有孤獨(dú)癥表型的新型母體免疫激活（MIA）疾病動(dòng)物模型，揭示了MIA影響子代免疫系統(tǒng)并造成孤獨(dú)癥相關(guān)表型的機(jī)制，并提出采用工程化改造的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞藥物有望改善免疫異常型孤獨(dú)癥的核心癥狀，為后續(xù)臨床轉(zhuǎn)化研究提供了新思路。

上述研究成果由上海市精神衛(wèi)生中心—中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究員周子凱課題組與南京醫(yī)科大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授季旻珺課題組合作完成。

模擬“更真實(shí)的”致病機(jī)制

ASD被認(rèn)為是一類(lèi)以社會(huì)交流障礙為主、伴有重復(fù)刻板行為及興趣狹窄等特征的神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病。根據(jù)美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)8歲兒童的ASD患病率逐年上漲，從2000年至2002年的1/150，到2010年至2012年的1/68，再到2014年的1/59，最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字已達(dá)到1/54。

厘清ASD致病機(jī)制是相關(guān)科學(xué)研究的重要目標(biāo)，對(duì)臨床治療具有重要意義。然而，ASD致病機(jī)制復(fù)雜，涉及遺傳、環(huán)境等多方面因素。

關(guān)于ASD的生物學(xué)研究主要圍繞經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型展開(kāi)。由于ASD致病機(jī)制復(fù)雜，需要借助不同方式構(gòu)建不同的ASD動(dòng)物模型。據(jù)周子凱介紹，目前用于ASD致病機(jī)制研究的模式動(dòng)物以小鼠為主，建模方式主要有疾病關(guān)聯(lián)基因的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、MIA、化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)等。

研究團(tuán)隊(duì)選擇了MIA動(dòng)物模型。季旻珺向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹，該方式能夠模擬已知的疾病相關(guān)的部分風(fēng)險(xiǎn)因素，表現(xiàn)出疾病相關(guān)的部分癥狀，還可以部分預(yù)測(cè)治療的有效性。

“目前相關(guān)研究使用的免疫激活劑幾乎全部是病毒感染模擬物聚肌胞苷酸poly（I：C）和細(xì)菌感染模擬物脂多糖LPS。這類(lèi)單一化學(xué)物質(zhì)能夠有效激活固有免疫系統(tǒng)，但不能有效激活主要由T細(xì)胞介導(dǎo)的獲得性細(xì)胞免疫反應(yīng)，不能模擬病原體感染機(jī)體后誘導(dǎo)產(chǎn)生的全譜系免疫應(yīng)答。”季旻珺說(shuō)。

因此，亟須建立新的疾病模型，并揭示其模擬的“更真實(shí)的”致病機(jī)制。

為此，研究人員采用感染全球1/3人口的弓形蟲(chóng)速殖子可溶性復(fù)合抗原（STAg）誘導(dǎo)MIA，建立子代具有免疫異常及孤獨(dú)癥表型的小鼠模型。

“STAg是大分子混合物，可以有效激活免疫系統(tǒng)，同時(shí)又避免了活體病原由母體垂直傳播給子代后對(duì)MIA效應(yīng)評(píng)估的影響?！奔緯F珺解釋，之所以選擇弓形蟲(chóng)而不是其他寄生蟲(chóng)的復(fù)合抗原來(lái)建立ASD模型，緣于全球有約20億人感染弓形蟲(chóng)，“具有代表性”。

周子凱進(jìn)一步補(bǔ)充道，該模型可以更好地模擬病理過(guò)程和機(jī)制，具有較高的結(jié)構(gòu)效度，因此可拓寬研究人員對(duì)致病過(guò)程的理解，并有據(jù)可依地提出相應(yīng)療法、藥物研發(fā)的思路和策略。

可持續(xù)至成年期

現(xiàn)有流行病學(xué)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究結(jié)果表明，孕期母體感染病原體所引發(fā)的MIA是誘發(fā)子代產(chǎn)生孤獨(dú)癥的危險(xiǎn)因素之一；同時(shí)，MIA對(duì)子代的外周和中樞免疫系統(tǒng)可產(chǎn)生持久性影響，這可能是導(dǎo)致部分免疫異常型孤獨(dú)癥的原因。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)上述新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的研究進(jìn)一步證實(shí)，子代病鼠直至成年都存在外周及中樞免疫譜系異常，并發(fā)現(xiàn)其T細(xì)胞譜特征與部分孤獨(dú)癥患者一致；且病鼠具有社交互動(dòng)缺陷、重復(fù)刻板動(dòng)作、交流障礙的孤獨(dú)癥核心癥狀。

“具體表現(xiàn)為CD4+ T細(xì)胞亞群比例失調(diào)和腦內(nèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的IL-6因子高表達(dá)，且持續(xù)至成年期。”周子凱說(shuō)。

除此之外，成年期小鼠的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)有不可逆的異常變化。這些“不一樣”的癥狀與臨床上部分孤獨(dú)癥患者的行為癥狀及內(nèi)表型高度相似，也提示該疾病模型可以較好地反映實(shí)際病理過(guò)程，有較高的研究?jī)r(jià)值。

激活的小鼠調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有效果

目前公認(rèn)的ASD核心癥狀是社交互動(dòng)缺陷、重復(fù)刻板動(dòng)作、交流障礙，但尚無(wú)有效藥物，僅有部分藥物被用來(lái)治療ASD非核心癥狀。

中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院教授李亞敏等人曾撰文介紹，僅利培酮和阿立哌唑被批準(zhǔn)治療ASD患兒的易怒癥，臨床仍缺乏治療ASD核心癥狀的藥物，且各藥物療效存在爭(zhēng)議，其長(zhǎng)期有效性和安全性還需更多臨床研究予以論證。

研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)其采用的疾病模型研究中，對(duì)病鼠的外周免疫和中樞神經(jīng)免疫進(jìn)行了較為系統(tǒng)全面的分析、篩查。結(jié)果顯示，CD4+ T細(xì)胞亞群的比例失調(diào)，包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）比例顯著下降。

Treg細(xì)胞對(duì)于維持免疫平衡起關(guān)鍵作用已獲得學(xué)界公認(rèn)?！拔覀儑L試過(guò)繼性輸注高活性的Treg細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然對(duì)病鼠腦白質(zhì)纖維微結(jié)構(gòu)異常的改善相對(duì)有限，但可以有效逆轉(zhuǎn)絕大部分免疫學(xué)和行為學(xué)表型?！敝茏觿P說(shuō)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)對(duì)比不同來(lái)源的Treg細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組，研究人員鑒定出了一組高療效的Treg細(xì)胞亞群及其轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征。這類(lèi)高療效的Treg細(xì)胞能夠更好地遷入與疾病癥狀關(guān)聯(lián)的腦區(qū)并起效。

基于該研究結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)依照高療效細(xì)胞亞群的分子特征進(jìn)行工程化改造的Treg細(xì)胞藥物，有望改善免疫異常型孤獨(dú)癥的核心癥狀，這為后續(xù)臨床轉(zhuǎn)化研究提供了新思路。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41593-021-00837-1