“自閉癥的病因是什么”是前不久上海交通大學和《科學》共同發布的125個全球最受關注的科學問題之一。自閉癥也稱孤獨癥譜系障礙（ASD）。
近日，《自然-神經科學》在線發表的最新研究中，科學家通過構建具有孤獨癥表型的新型母體免疫激活（MIA）疾病動物模型，揭示了MIA影響子代免疫系統并造成孤獨癥相關表型的機制，并提出采用工程化改造的調節性T細胞藥物有望改善免疫異常型孤獨癥的核心癥狀，為后續臨床轉化研究提供了新思路。
上述研究成果由上海市精神衛生中心-中國科學院上海藥物研究所聯合實驗室研究員周子凱課題組與南京醫科大學生殖醫學國家重點實驗室教授季旻珺課題組合作完成。
模擬“更真實的”致病機制
ASD被認為是一類以社會交流障礙為主、伴有重復刻板行為及興趣狹窄等特征的神經發育障礙性疾病。根據美國疾病控制與預防中心統計，近年來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，最新統計數字已達到1/54。
厘清ASD致病機制是相關科學研究的重要目標，對臨床治療具有重要意義。然而，ASD致病機制復雜，涉及遺傳、環境等多方面因素。
關于ASD的生物學研究主要圍繞經典的實驗動物模型展開。由于ASD致病機制復雜，需要借助不同方式構建不同的ASD動物模型。據周子凱介紹，目前用于ASD致病機制研究的模式動物以小鼠為主，建模方式主要有疾病關聯基因的轉基因動物、MIA、化學物質誘導等。
研究團隊選擇了MIA動物模型。季旻珺向《中國科學報》介紹，該方式能夠模擬已知的疾病相關的部分風險因素，表現出疾病相關的部分癥狀，還可以部分預測治療的有效性。
“目前相關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）和細菌感染模擬物脂多糖LPS。這類單一化學物質能夠有效激活固有免疫系統，但不能有效激活主要由T細胞介導的獲得性細胞免疫反應，不能模擬病原體感染機體后誘導產生的全譜系免疫應答。”季旻珺說。
因此，亟須建立新的疾病模型，并揭示其模擬的“更真實的”致病機制。
為此，研究人員采用感染全球1/3人口的弓形蟲速殖子可溶性復合抗原（STAg）誘導MIA，建立子代具有免疫異常及孤獨癥表型的小鼠模型。
“STAg是大分子混合物，可以有效激活免疫系統，同時又避免了活體病原由母體垂直傳播給子代后對MIA效應評估的影響。”季旻珺解釋，之所以選擇弓形蟲而不是其他寄生蟲的復合抗原來建立ASD模型，緣于全球有約20億人感染弓形蟲，“具有代表性”。
周子凱進一步補充道，該模型可以更好地模擬病理過程和機制，具有較高的結構效度，因此可拓寬研究人員對致病過程的理解，并有據可依地提出相應療法、藥物研發的思路和策略。
可持續至成年期
現有流行病學及實驗動物研究結果表明，孕期母體感染病原體所引發的MIA是誘發子代產生孤獨癥的危險因素之一；同時，MIA對子代的外周和中樞免疫系統可產生持久性影響，這可能是導致部分免疫異常型孤獨癥的原因。
研究團隊通過對上述新型實驗動物模型的研究進一步證實，子代病鼠直至成年都存在外周及中樞免疫譜系異常，并發現其T細胞譜特征與部分孤獨癥患者一致；且病鼠具有社交互動缺陷、重復刻板動作、交流障礙的孤獨癥核心癥狀。
“具體表現為CD4+ T細胞亞群比例失調和腦內星形膠質細胞介導的IL-6因子高表達，且持續至成年期。”周子凱說。
除此之外，成年期小鼠的腦白質微結構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癥患者的行為癥狀及內表型高度相似，也提示該疾病模型可以較好地反映實際病理過程，有較高的研究價值。
激活的小鼠調節性T細胞有效果
目前公認的ASD核心癥狀是社交互動缺陷、重復刻板動作、交流障礙，但尚無有效藥物，僅有部分藥物被用來治療ASD非核心癥狀。
中南大學湘雅二醫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議，其長期有效性和安全性還需更多臨床研究予以論證。
研究團隊在對其采用的疾病模型研究中，對病鼠的外周免疫和中樞神經免疫進行了較為系統全面的分析、篩查。結果顯示，CD4+ T細胞亞群的比例失調，包括調節性T細胞（Treg）比例顯著下降。
Treg細胞對于維持免疫平衡起關鍵作用已獲得學界公認。“我們嘗試過繼性輸注高活性的Treg細胞，結果發現，雖然對病鼠腦白質纖維微結構異常的改善相對有限，但可以有效逆轉絕大部分免疫學和行為學表型。”周子凱說。
進一步研究發現，通過單細胞測序技術對比不同來源的Treg細胞的轉錄組，研究人員鑒定出了一組高療效的Treg細胞亞群及其轉錄組學特征。這類高療效的Treg細胞能夠更好地遷入與疾病癥狀關聯的腦區并起效。
基于該研究結果，研究團隊依照高療效細胞亞群的分子特征進行工程化改造的Treg細胞藥物，有望改善免疫異常型孤獨癥的核心癥狀，這為后續臨床轉化研究提供了新思路。
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