王 敏,王 靜,鄒 卓,尹樹月,劉 蕓*
1.云南中醫(yī)藥大學(xué)(中國昆明 650000);2.昆明市兒童醫(yī)院康復(fù)科(中國昆明 650034)
孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorder,ASD)是一種慢性的、持續(xù)終生的神經(jīng)發(fā)育障礙,存在社會交往缺陷、狹隘興趣和重復(fù)刻板行為三大核心癥狀[1]。據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心的報告,ASD的患病率為1/54[2];中國的一項多中心研究[3]顯示,ASD的患病率約為1%。ASD患者大多生活不能自理,給其家庭和社會帶來巨大的經(jīng)濟和社會負(fù)擔(dān)。ASD的發(fā)病原因目前還不明確,研究[4]顯示,多基因聯(lián)合復(fù)雜環(huán)境共同作用導(dǎo)致了ASD的發(fā)生。維生素作為重要的環(huán)境因子之一,參與調(diào)節(jié)胚胎期和出生后早期大腦發(fā)育,維生素攝入不足可能會影響大腦的發(fā)育,導(dǎo)致兒童發(fā)生與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的疾?。?]。為了探究維生素對ASD的作用,為ASD患兒的病因、治療、預(yù)防提供理論依據(jù),本文對近年關(guān)于ASD兒童維生素水平的研究進展進行綜述。
維生素A在調(diào)節(jié)生長和發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用[6]。視黃醇、視黃酸及視黃酸磷酸醛是維生素A的活性衍生物, 維生素A與視黃醇結(jié)合蛋白結(jié)合形成復(fù)合體,轉(zhuǎn)運到核內(nèi),與視黃酸受體和視黃酸X受體結(jié)合,通過調(diào)控細胞核內(nèi)的基因表達發(fā)揮作用[7]。視黃酸參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞的增殖和分化,調(diào)節(jié)突觸可塑性,對大腦發(fā)育、神經(jīng)再生、神經(jīng)系統(tǒng)功能的維持有不可替代的作用。研究發(fā)現(xiàn),ASD兒童血清維生素A濃度明顯低于正常兒童[5],維生素A水平與ASD核心癥狀評分呈負(fù)相關(guān)[8],補充維生素A可改善ASD模型小鼠的ASD樣行為[9],改善ASD兒童的社交及情緒[5]。然而Guo等[10]的研究表明,補充維生素A可能僅適用于部分ASD兒童。目前維生素A缺乏導(dǎo)致ASD的可能機制是通過催產(chǎn)素-CD38-維生素A軸[11]。動物實驗[12]表明,妊娠期維生素A缺乏大鼠的后代ASD樣行為增加,下丘腦中的視黃酸受體β(retinoic acid receptor β, RARβ)和 CD38 的表達水平以及血清催產(chǎn)素(oxytocin, OXT)水平均降低;而補充維生素A后,改善了大鼠的ASD樣行為,并增加了下丘腦RARβ、CD38和OXT表達水平。未來應(yīng)在多中心、大樣本臨床研究中逐步建立維生素A的規(guī)范值,為探討維生素A與ASD發(fā)生的潛在機制以及精準(zhǔn)治療ASD提供科學(xué)依據(jù)。
維生素B6是一種水溶性維生素,該物質(zhì)作為輔酶參與多種代謝反應(yīng)[13],尤其對神經(jīng)遞質(zhì)的合成很重要,如4 -氨基丁酸、5 -羥色胺、多巴胺、去甲腎上腺素、組胺、甘氨酸和 D-絲氨酸[14]。維生素B6缺乏影響嘌呤(DNA骨架的關(guān)鍵組分之一)合成,因此會影響基因的正常表達[15]。ASD兒童體內(nèi)5 -羥色胺神經(jīng)遞質(zhì)異常[16],補充維生素B6可以治療受損的神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng),改善ASD癥狀[14]。動物實驗[17]發(fā)現(xiàn),缺失Ephb6基因會導(dǎo)致小鼠的ASD樣行為,維生素B6可以調(diào)節(jié)Ephb6基因缺陷小鼠的內(nèi)側(cè)前額葉皮層的興奮/抑制平衡。研究發(fā)現(xiàn),ASD兒童體內(nèi)維生素B6水平較低[15],補充維生素B6可改善表達性言語障礙ASD兒童的言語功能[18]。然而,研究維生素B6聯(lián)合鎂補充來改善ASD癥狀的7個隨機對照試驗(randomized controlled trial, RCT)的結(jié)論認(rèn)為,補充維生素B6和鎂沒有改善ASD的癥狀[19]。因此,還需要更多研究來佐證維生素B6對ASD的治療作用。
維生素B9一般指葉酸,是人體必需的B族維生素。葉酸代謝包括甲硫氨酸循環(huán)和高半胱氨酸轉(zhuǎn)硫途徑,代謝途徑的紊亂可能導(dǎo)致DNA和RNA復(fù)制錯誤[20],因此,葉酸對維持基因表達和遺傳穩(wěn)定性有重要的作用[21]。適量的葉酸能促進胎兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育;反之,葉酸缺乏可破壞DNA的正常甲基化,影響基因的正常表達,進而出現(xiàn)胎兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育障礙,增加兒童患ASD的易感性[22]。研究發(fā)現(xiàn),母親孕期適量補充葉酸可降低其子女患ASD的風(fēng)險[23-24],過量補充葉酸反而會導(dǎo)致ASD[25],ASD兒童體內(nèi)存在明顯的葉酸代謝異常[26-27],血清葉酸水平與兒童孤獨癥評定量表(childhood autism rating scale, CARS)評分呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[27]。亞甲基四氫葉酸還原酶(methylene tetrahydrofolate reductase, MTHFR)是葉酸代謝途徑中的關(guān)鍵酶,參與DNA甲基化和DNA合成兩個重要途徑[28],MTHFR基因的第5號外顯子的C677T基因多態(tài)性被證實與ASD兒童遺傳易感性存在明顯關(guān)聯(lián)[29]。張紀(jì)水等[30]的研究納入了1 505例中國漢族ASD兒童,進一步印證了MTHFR基因C677T多態(tài)性增加ASD兒童的患病風(fēng)險。葉酸受體α自身抗體(folic acid receptor α autoantibody, FRAA)陽性的ASD兒童接受葉酸治療后癥狀明顯改善,尤其是語言交流[31];FRAA可作為對ASD兒童進行亞分組的生物標(biāo)志物,尤其是在靶向治療時[32]。葉酸的相關(guān)代謝過程與ASD發(fā)病密切相關(guān),聯(lián)合檢測葉酸相關(guān)代謝生物標(biāo)志物可早期篩查ASD[20]。綜上,葉酸的缺乏與易感基因共同作用可能導(dǎo)致了ASD的發(fā)生,生命早期葉酸代謝水平篩查和葉酸的合理干預(yù)可能為ASD防治提供新思路,但葉酸的最佳劑量以及如何補充仍需臨床大樣本、多中心進一步研究。
維生素B12是一種由含鈷的卟啉類化合物組成的B族維生素,代謝活性形式是甲基鈷胺素。維生素B12是甲硫氨酸合酶和甲基丙二酰輔酶 A 輔酶的輔因子。維生素B12與葉酸參與氨基酸的相互轉(zhuǎn)換、甲基化反應(yīng)等重要化合物的合成與代謝,對調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)的發(fā)育起著重要作用[33]。高半胱氨酸向甲硫氨酸的轉(zhuǎn)化需要維生素B12作為甲硫氨酸合酶的輔助因子提供甲基,維生素B12缺乏會影響甲基化[34],阻礙葉酸代謝、影響葉酸的功能[20]。維生素B12在神經(jīng)元軸突的髓鞘化中起重要作用,神經(jīng)元軸突在嬰兒期呈快速的髓鞘化,若缺乏維生素B12會影響神經(jīng)元髓鞘化,對兒童智力造成損傷[20,35]。研究[26,36-38]發(fā)現(xiàn),ASD兒童體內(nèi)的維生素B12缺乏。有學(xué)者[39]認(rèn)為,ASD是基因突變結(jié)合環(huán)境因素導(dǎo)致的,維生素B12缺乏及葉酸代謝異常會導(dǎo)致DNA的甲基化不足,進而致基因突變、蛋白表達異常,推測維生素B12既可能是遺傳因素,也可能作為環(huán)境因素參與了ASD的發(fā)病。然而,中國的一項關(guān)于ASD兒童營養(yǎng)素的研究[40]發(fā)現(xiàn),維生素B12濃度與CARS評分沒有關(guān)聯(lián);對201例ASD兒童和200例漢族健康對照進行TCN2 rs1801198、MTR rs1805087、MTRR rs1801394、MTHFR rs1801133基因型檢測的結(jié)果顯示,單核苷酸多態(tài)性( single nucleotide polymorphism, SNP)與ASD及其嚴(yán)重程度沒有關(guān)聯(lián)[41]。動物研究[42]發(fā)現(xiàn),給ASD大鼠模型補充維生素B12能減輕其大部分受損的標(biāo)志物。一項臨床試驗[43]表明,補充甲基維生素B12可以顯著改善ASD兒童臨床總體印象,與甲硫氨酸代謝和細胞甲基化能力的改善相關(guān)。
綜上,維生素B12對ASD兒童的作用還需要進一步研究以提供理論依據(jù)。
維生素C是一種水溶性維生素,具有抗氧化,清除自由基,促進類固醇代謝,改善鈣、鐵和葉酸的利用,促進羥化反應(yīng)等重要生理作用,作為輔因子和抗氧化劑參與多種生理功能[44]。在一項對63名ASD兒童和50名正常發(fā)育兒童營養(yǎng)攝入的比較研究[45]中發(fā)現(xiàn),ASD兒童攝取維生素C的比例明顯低于正常兒童。長期缺乏維生素C飲食可能導(dǎo)致壞血?。?6],有研究在ASD兒童中發(fā)現(xiàn)了合并壞血癥的病例[37];然而,錯誤地補充微量營養(yǎng)素又會導(dǎo)致攝入過多的維生素C[47]。因此,對ASD兒童飲食問題進行綜合性評估及科學(xué)精準(zhǔn)干預(yù)很有必要。
維生素D是一種脂溶性類固醇激素,除了促進骨骼代謝和維持肌肉功能外,還能促進腦及神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,如在神經(jīng)細胞增殖分化、神經(jīng)遞質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激等過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[48-49];尤其生命早期缺乏維生素D會影響神經(jīng)元的分化、軸突的連接,進而影響大腦的發(fā)育[35]。生命早期缺乏維生素D可能是引起ASD的環(huán)境因素之一[35,50]。研究[51-52]發(fā)現(xiàn),母親孕期維生素D缺乏可能通過影響胎兒腦發(fā)育及神經(jīng)行為發(fā)育而成為ASD的危險因素。新生兒維生素D狀況與ASD的患病風(fēng)險顯著相關(guān)[53]。動物實驗[54]發(fā)現(xiàn),維生素D缺乏幼鼠出現(xiàn)刻板的重復(fù)動作、運動發(fā)育遲緩,成年后社交活動方面也出現(xiàn)了障礙。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),ASD患兒普遍存在維生素D缺乏或不足[27,48,52,55-56],維生素D水平與ASD核心癥狀存在負(fù)相關(guān)關(guān)系[27,48,56-57],補充足量的維生素D可以明顯改善ASD核心癥狀[52,58-59]。然而,也有研究提出,維生素D水平與ASD兒童的CARS評分沒有關(guān)聯(lián)[40],并且ASD兒童存在過量補充維生素D的情況[47]。維生素D缺乏導(dǎo)致ASD的機制目前尚未明確,可能與維生素D缺乏導(dǎo)致了神經(jīng)元過度增殖、神經(jīng)遞質(zhì)失衡、氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙等有關(guān)。研究[60]發(fā)現(xiàn),維生素D可抗氧化減輕氧化應(yīng)激、保護神經(jīng)線粒體、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)、產(chǎn)生免疫保護,從而改善ASD癥狀。
維生素E是常見的脂溶性維生素,具有抗氧化、清除氧自由基、減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)的作用[61]。因維生素E脂溶性較強,神經(jīng)系統(tǒng)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)中有大量的維生素E,對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮抗氧化作用,保護神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)和功能[62]。大腦的脂肪含量較多,氧代謝旺盛,易產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物,過量的脂質(zhì)過氧化物會破壞神經(jīng)元細胞膜,從而影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能[63]。研究[64]發(fā)現(xiàn),ASD兒童的維生素E水平低于健康兒童,推測給缺乏維生素E的ASD兒童補充親脂性抗氧化劑可能改善ASD的癥狀,但目前關(guān)于維生素E與ASD關(guān)系的研究較少。
ASD目前尚無確切的藥物治療方法,主要是行為干預(yù)和綜合性康復(fù)治療。早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早干預(yù)是ASD治療的關(guān)鍵,故對ASD病因、早期干預(yù)及預(yù)防的研究顯得尤為重要。多種維生素參與調(diào)節(jié)胚胎期和生后早期的大腦發(fā)育,參與神經(jīng)遞質(zhì)代謝,維持神經(jīng)系統(tǒng)功能,在ASD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。因ASD兒童有很強的臨床異質(zhì)性,需在臨床中擴大樣本量對ASD進行亞群分組,尋找相關(guān)的特定生物學(xué)標(biāo)志物。多種維生素的生理作用又是協(xié)調(diào)交叉作用,故需要進一步擴大樣本量,進行多中心的深入研究以明確各類維生素的規(guī)范值、有效劑量及作用機制,為ASD的精準(zhǔn)診斷和治療提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。