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脑叶酸受体自身抗体在孤独症谱系障碍中的作用

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发表时间:2019-12-08 16:15作者:武汉新启迪Xinqidi来源:www.qidibio.com

脑叶酸受体自身抗体在孤独症谱系障碍中的作用

摘要

脑叶酸缺乏(Cfd)综合征是一种神经发育障碍,通常由叶酸受体自身抗体(FRAs)引起,干扰叶酸在血脑屏障上的转运。据报道,一些儿童患有自闭症谱系障碍(ASDS)和用叶酸(叶酸)治疗ASD症状。在ASD儿童中,FRA阳性儿童FRAs的发生率和对亮氨酸的反应尚未得到系统的研究。本研究测定93例ASD患儿血清FRA浓度,发现FRA患病率较高(75.3%)。16例患儿阻断FRA浓度与脑脊液5-甲基四氢叶酸浓度显著相关,均低于正常均值。FRAS患儿口服白细胞介素钙(2mg Kg)。−1每天最多50毫克)。测量治疗反应,并与等待名单对照组进行比较。与对照组相比,在平均4个月的时间内,治疗组儿童在言语交际、接受和表达语言、注意力和刻板印象行为方面的改善率明显高于对照组。大约三分之一的接受治疗的儿童表现出中度到很大的改善。不良反应发生率低。本研究提示FRAs在ASD中可能很重要,而FRA阳性的ASD患儿可能受益于leucovorin钙治疗。鉴于这些结果,经验治疗可能是一种合理的无创治疗FRA阳性的儿童ASD。进一步研究叶酸受体自身免疫和白细胞介素钙治疗儿童ASD是有必要的。

导言

脑叶酸缺乏(Cfd)综合征是一种新近发现的神经代谢紊乱,其特征是脑脊液中5-甲基四氢叶酸(5 MTHF)浓度较低,而全身叶酸水平正常。据信,cfd是由叶酸在血脑屏障上的运输受损引起的。第一次报告的CFD表现为严重的神经发育症状,包括痉挛性截瘫、小脑共济失调、运动障碍、癫痫、获得性小头畸形和发育倒退,这些症状最早发生在4个月大。1, 2中央视觉障碍(视神经萎缩和失明)和听力损失分别发生在3岁和6岁以后,在某些情况下。2

从最初的描述开始,CFD的表型得到了扩展。六项研究报告了患有CFD的儿童的自闭症谱系障碍(ASD)。2, 3, 4, 5, 6, 7这些ASD患儿大多功能低下,神经功能明显异常。4, 6虽然CFD与ASD之间的生物学机制尚不清楚,但中枢神经系统(CNS)中叶酸的缺失可以解释ASD中的一些发现。例如,叶酸单碳代谢的缺陷已被证明会促进一些ASD儿童的甲基化缺陷和氧化应激,8, 9, 10以及改变动物模型大脑中的DNA甲基化。11对一些死后ASD大脑的检查证实了额叶皮质DNA甲基化的改变。12增加几个皮层区域的氧化应激,包括那些与言语处理、情绪和社会行为有关的区域。13拉米克斯等人14提示正常沉默基因的表达可能是由于甲基CpG结合蛋白2基因的改变(如Rett综合征)或由CFD引起的DNA甲基化改变所致,从而解释了CFD原始描述的临床症状与Rett综合征的相似之处。此外,由于慢性氧化应激可导致线粒体功能障碍,15死后ASD脑组织中氧化应激的增加13可解释死后ASD脑标本中类似皮质区的线粒体功能异常。16叶酸是产生嘌呤和嘧啶(RNA和dna的核苷酸前体)所必需的,低水平的叶酸会导致细胞增殖、转录和翻译的异常,从而导致dna的不稳定。17染色体断裂。18最后,动物模型显示叶酸受体蛋白α(FRα)在损伤后中枢神经系统的修复和再生中起重要作用。19

甲叶酸通过frα跨血脑屏障运输,与叶酸和5 mthf都有很高的亲和力,位于脉络丛上皮表面的两侧。20Frα是ATP依赖受体介导的系统的一部分,该系统通过内吞机制在血脑屏障上转运叶酸衍生物。当细胞外叶酸浓度较低时,Frα对叶酸跨血脑屏障的转运至关重要。20Frα也位于甲状腺细胞上,6胎盘的微绒毛质膜,21以及输卵管上皮、子宫和附睾、乳房腺泡细胞、下颌下腺和支气管腺以及包括肺细胞在内的肺泡衬里。222005年左右,人们描述了与FRα结合的自身抗体,极大地损害了它的功能。6Frα自身抗体(FRAs)已与cfd有关。4没有6伴有神经管缺损的妊娠期ASD23和有生育能力的女人。24在2007年的一份病例报告中,线粒体复合体I缺乏与fra阴性儿童的cfd有关,252008年,更广泛的线粒体疾病与CFD有关。26

叶酸也可以通过叶酸受体(β)跨细胞膜运输,27还原叶酸载体(RFC)28以及质子偶联叶酸转运体。29虽然叶酸受体-β在叶酸的胎盘转运中起着重要作用,27质子偶联叶酸转运体在胃肠道叶酸转运中起着关键作用,尤其是这种转运体功能的损害是导致遗传性叶酸吸收不良的原因之一。29RFC是一种跨膜蛋白,在广泛的组织中表达,包括胎盘、肾脏、肠以及脉络丛的基底外侧和根尖表面。30与涉及frα的叶酸转运不同,rfc允许叶酸在细胞膜上的双向传输。30当细胞外叶酸浓度较高时,rfc负责跨血脑屏障的叶酸转运。20与叶酸相比,5 MTHF和叶酸具有更高的亲和力。28由于leucovorin可以通过RFC进入CNS,因此它可以通过CFD使人脑脊液5 MTHF水平正常化。6在某些情况下,临床反应是戏剧性的,特别是如果治疗是在生命早期开始。1, 31在伴有ASD和CFD的儿童中,口服leucovorin(0.5至2mg kg)。−1每天都有改善,包括沟通、社交、注意力和陈规定型行为的部分改善。3, 5, 6, 7完成神经和ASD症状的恢复。4, 6

上述报告为深入研究ASD患儿的FRA和CFD提供了一个令人信服的理由。然而,对ASD患儿FRA或CFD患病率的系统研究尚未进行。不幸的是,CFD的诊断需要一个腰椎穿刺(LP),这是一个相当有侵入性的程序,以测量脑脊液5 MTHF水平。然而,FRA的浓度可以用血液测试来测量,从而提供了一种微创的方法来识别那些可能会增加CFD风险的儿童。从2010年开始,两位作者(Ref和DAR)向在诊所接受评估的患者提供了FRA测试。FRA阳性儿童的父母可为其子女提供两种治疗方案:一种是诊断性LP以测量脑脊液5 MTHF水平,另一种是使用口服亮氨酸进行经验性治疗,如果他们不希望自己的孩子接受侵入性治疗。对儿童口服亮氨酸治疗的反应由父母使用标准化量表评定。令人惊讶的是,FRA在ASD儿童中的患病率很高,儿童对Leucovorin的反应在几个认知维度上被父母认为是有利的。

材料和方法

其中两位作者(ref和dar)提供了FRA测试,作为ASD相关医疗检查的一部分。大约1毫升血清被收集并送往纽约州立大学博士爱德华·卡德罗斯博士的实验室(纽约布鲁克林,美国)。对阻断和结合FRA浓度的测定已经被描述过。6,23FRA浓度分为阴性、低、中、高三种(阻断自身抗体:阴性<0.2,低0.2~0.5,中0.5~1.0,高>1.0,以叶酸阻断每ml血清与FRα结合的pmol表达,结合抗体:<0.5,低0.5-2,培养基2-10,高>10,表达为血清中IgG抗体的pmol/ml)。

本研究共对93例ASD患儿进行FRA检测。所有儿童均符合精神疾病诊断和统计手册-第四版-文本修订本32ASD的标准,以前曾被发育性儿科医生、儿科神经科医生或临床心理学家诊断为ASD。通过机构审查委员会批准的程序对每个儿童的病历进行审查。患者特征和病史,包括家族史,从病历中摘录。线粒体疾病患者按标准诊断。33, 34我们还检查了自身免疫的实验室测试,包括其他自身抗体。因为无奶饮食已经被证明可以降低fra的效价。5很多患有自闭症的儿童接受无奶饮食治疗(例如,无麸质和无酪蛋白饮食),我们询问家庭是否尝试过各种常见的治疗自闭症的饮食,如果可能的话,我们也要评估这些干预措施是否会对孩子的发育产生影响。同样,我们还询问父母,他们的孩子是否接受了静脉注射免疫球蛋白或类固醇的治疗,这两种免疫调节疗法并不是用来治疗ASD的,如果可能的话,我们还会对这些干预措施是否对孩子的发育产生影响进行评估。

对16例儿童在常规镇静和透视引导下,通过LP获得脑脊液。用标准化试剂盒收集脑脊液,在−80°C冷冻,检测5 MTHF和神经递质代谢物(医用神经遗传学,亚特兰大,GA,美国)。在所有病例中,脑脊液显示正常数量的白细胞、红细胞、蛋白质、葡萄糖和氨基酸。

在70名FRA阳性儿童中,44名(平均年龄6岁10个月;S.D.=2岁8个月;2年11个月至15岁0个月)接受了2mg kg的治疗。−1白细胞介素钙片每日两次(每日最多50毫克)。剂量在2周内上升,前2周给药的剂量占最后剂量的一半。治疗后至少1个月(平均治疗时间为4.0个月;S.D.=2.6m),在电话或随访中评估治疗反应和不良事件(AES)。在随访期间,治疗没有其他重大变化。家长们被要求使用一个改进的临床整体印象量表来评价对治疗的反应。这个比额表给人一种与基线相比变化的印象。35对父母在言语交际、接受语言、表达语言、非言语交际、刻板行为、多动症、情绪、注意力和攻击性等9个维度上的认知和行为变化进行评分。语言沟通被认为是主要的结果变量,因为沟通是前几次报告中提到的对ASD和cfd儿童使用leucovorin治疗的显著改善之一。3,5, 6, 7并且可以比其他认知和行为测量更客观地评估(即说出的单词数和句子的复杂程度)。其他评级被认为是次要结果。3名儿童在开始治疗后2周内停止治疗,1名6周后因AE停止治疗。在两周内停止治疗的三名儿童没有得到足够的时间来判断任何认知行为的变化,因此,没有对他们进行反应评分。

未予治疗的26例FRA阳性儿童均等待FRA或LP结果(等待组),对照组为对照组。36在等待组中,FRA阳性儿童的父母在抽血后没有做任何治疗改变,他们被要求对抽血后孩子的行为变化进行评分。这些数据是在父母被告知测试结果时收集的(9名儿童符合这一标准,平均年龄为6岁,11个月,S.D.=2岁,8个月)。抽血至评分的平均时间为3.1m(S.D.=1.3m),与治疗组的白细胞介素钙启动时间及父母评分无显着性差异(P>0.05)。t=1.57, P>0.10).

对于至少一个FRA呈阳性的儿童,父母为他们自己和病人的兄弟姐妹提供FRA检测。共有27名父母和6名兄弟姐妹接受了FRA测试。

统计分析

对于这两个变量都是连续的(即年龄和自身抗体浓度)的统计检验,使用参数统计(即Pearson‘s)。r关于相关性,t-群体差异检验和回归的广义线性模型)。给你,χ2用于表格数据。为了确定父母评分在治疗组是否比对照组有更大的改善,单尾曼恩惠特尼。U-非参数检验。我们假设治疗后认知行为功能的改善,而不是减少,采用单尾检验。参数化t-此外,亦计算测试以作比较。对评分进行回归分析,显示治疗组之间的差异,以确定这些分级是否与年龄和/或FRA浓度有关。在回归中,将亲本评分建模为多项分布。使用SAS中的GRAMIX程序进行回归(SAS研究所4.2版,CARY,NC,美国)。总体而言,α在大多数统计测试中为0.05。对于表格数据,α以0.01为保守性,并对其多特征性进行比较。为了比较治疗组和对照组,使用G对主要结果变量(即口头交流)进行了权力分析。*Power 3(基尔大学,基尔,德国)。37最优α为单尾曼-惠特尼U-试验为0.05。这就产生了80%的能量。相比之下,α0.01只会产生55%的权力。

结果

学科特征

分析84例男性和9例女性ASD患儿(平均年龄为7岁,3个月,S.D.=3岁,1个月;范围为2年,11个月-17个月)。样本中82%为非西班牙裔白人,12%为西班牙裔,4%为亚裔,2%为非裔美国人.表1列出其他特征。

表1病人特征

FRAS流行率

93例ASD患儿中有56例(60%)为阻断性FRA阳性,41例(44%)为结合FRA阳性。对阻断FRA阳性的儿童,低滴度、中滴度和高滴度分别占33%、17%和10%(图1a)。对于与FRA结合的儿童,在40%、4%和0%的样本中分别有低滴度、中滴度和高滴度(图1b)。总体而言,93名儿童中有27名(29%)均为FRA阳性,93名中43名(46%)仅为一名FRA阳性,70名(75.3%)至少为一名FRA阳性。图1c)。年龄与阻塞呈负相关(r=−0.32,P=0.003,见图1d)但是没有绑定(r=−0.12,P>0.10)FRA浓度。

图1
figure1

叶酸受体自身抗体阻断与结合在ASD中的发生率(a)叶酸受体阻滞剂自身抗体阴性、低滴度、中滴度和高滴度的儿童ASD患病率。(b)叶酸受体结合自身抗体阴性、低、中、高滴度的儿童ASD患病率。(c结合自身抗体和阻断自身抗体均为阴性,仅结合或结合自身抗体呈阳性,结合自身抗体和阻断自身抗体均为阳性。(d阻断叶酸受体自身抗体滴度随年龄增加而显著降低。自闭症谱系障碍。

PowerPoint幻灯片

在27例接受FRA检测的父母中,10例(37%)为低阳性,2例(7%)为低阳性,均为阴性。在接受FRA检测的6例无ASD的同胞中,1例(17%)为低阳性,1例(17%)为低阳性,1例(17%)为低阳性,均为阴性。

儿童FRAS的特点

1例有代谢紊乱而非线粒体疾病(CNS B6缺乏),3例表现为遗传异常(缺失14q32.33,15q13.1~3和8q);表1)。同时,处方药列于补充表S1.

将FRA阴性儿童的特征与至少一例FRA阳性儿童的特征进行比较(表1)。FRA阴性的儿童略大于至少一例FRA阳性的儿童(t-测试=2.30,P=0.02)。与至少一例FRA的儿童相比,FRA阴性的儿童有自身免疫性疾病家族史的比例更高。孤独症谱诊断的分布、回归类型和发育状况以及具体的医学诊断在各组间均无显着性差异。FRA阳性组甲状腺功能减退的发生率(37%)高于FRA阴性组(11%),但差异无统计学意义。FRA阳性组和FRA阴性组胃肠道疾病发生率相似.正常、癫痫样或慢脑电图的儿童比例在各组间也无差异。两组对不同的饮食和免疫调节治疗有相似的反应。FRA阳性儿童与FRA阴性儿童自身抗体或自身免疫性疾病标志物比较无显着性差异(P>0.05)。表2)。1例红细胞沉降率升高者最小(12例),2例抗核抗体滴度最低(1:160),对这些儿童进行风湿学检查并不表明对自身免疫性疾病有进一步的评估。

表2自身免疫标记物和其他自身抗体

脑脊液研究

任何认知行为亚量表的平均结合或阻断FRA效价或改善评分与未进行Lp治疗的儿童相比,均无显着性差异(P>0.05)。回归分析包括年龄、阻断和结合FRA浓度的变量。我们在回归中包含了FRA浓度的曲线项。5回归分析显示CSF 5 MTHF与FRA浓度无明显的线性关系(F(1,14)=5.78,P<0.05)。P=0.03)。预测脑脊液5 MTHF浓度为72.3nmol l。−1当不存在阻塞FRA时(即Y-轴截距(11.9nmol l)−1每1 pmol ml降低5 MTHF浓度−1阻塞FRA增加(图2)。值得注意的是,所有16个CSF5MTHF值均低于正常平均脑脊液浓度。随机发生这种情况的概率(假设二项分布,一半以上,一半低于平均值)是0.00001。脑脊液、5 MTHF、FRA浓度与脑脊液神经递质浓度无明显相关性。所有病例的神经递质浓度均正常。

图2
figure2

脑脊液5-甲基四氢叶酸浓度与阻断叶酸受体自身抗体滴度的关系。较低的脑脊液5-甲基四氢叶酸浓度与较高的阻断叶酸受体自身抗体滴度有关。

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白细胞介素治疗

对于每项应对措施,图3(a-i)描述了处理(填充圆圈)和控制(未填充圆圈)参与者的个人评级,以及两组参与者的中间值(粗水平线)和手段(钻石)。这个P-曼恩-惠特尼的价值U-测试在每个图的底部,而P-t-测试在每个图表的顶部。与未治疗的儿童相比,治疗组在言语交流(主要结果)、接受和表达语言、注意力和刻板印象行为等方面的评分明显高于未治疗儿童。这些显著差异使用t-测试。曼-惠特尼U-测验在非言语交流、情绪、多动症或攻击性的评分上没有发现明显的差异,尽管t与未治疗的儿童相比,治疗组在非语言交流、情绪和攻击性方面的评分明显高于未接受治疗的儿童。在与治疗相关的显著改善相关的认知行为维度上,大约三分之二的接受治疗的儿童表现出一定程度的改善,约三分之一的儿童表现出中度或很大的改善(补充表S2, 辅助材料).

图3
figure3

脑啡肽钙治疗组儿童9个认知行为维度的改善评分与不治疗组比较(a-i)。改进被评为7点,从差得多(−3)到更好(+3)。对于每个认知行为维度,我们给出了每个图(填充圆圈)右边的每一个用亮氨酸治疗的儿童的分数,以及每个没有接受治疗的对照儿童(未填充的圆圈)的分数。每一组的中位数由一条粗线给出,而每一组的平均数则由钻石提供。这个P-曼恩-惠特尼的价值U-在每个图的中间底部提供测试,并且P-t-在每个图的中间顶部提供测试。

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线性回归表明,年龄与言语交际和表达语言的改善程度之间存在显著的关系(F(1,31)=4.71,P=0.04和F(1,31)=5.25,P=0.03,这种关系受结合FRA浓度的调节(结合:F(1,31)=4.92,P=0.03和F(1,31)=6.06,P分别=0.02;年龄×结合:F(1,30)=7.21,P=0.01;F(1,31)=6.96,P分别=0.01)。为了直截了当地考察年龄效应,本文提供了年龄与语言交流和表达语言改善程度之间关系的图表(见图4a和c)结合FRA阴性的病例。这两张图表显示,与年龄稍小的儿童相比,年龄较大的儿童在语言交流和表达语言方面有更大的改善。对于与FRA有阳性结合的儿童,用亮氨酸钙治疗会使年龄更小的儿童在口头交流和表达语言方面得到更大的改善(见图4b和d).

图4
figure4

言语交际中提高评分的关系(a, b)和表达语言(c, d)和年龄(b, d)和没有(a, c)结合叶酸受体自身抗体。(a, c)对于没有结合抗体的儿童,年龄较大的儿童在语言交流和表达语言方面的改善程度高于年龄较小的儿童。(b, d)与自身抗体结合的儿童,语言交流和表达语言的改善,年龄较小的儿童更高。为每个图的改进与年龄之间的关系提供了相关系数;因此,P-不提供这些相关性的价值。

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使用亮氨酸钙治疗至少一个月的儿童不良反应最小(见补充表S3辅助材料)。然而,有4名儿童必须停止使用亮氨酸。6周后,失眠症和胃食管反流导致一名儿童的白细胞介素钙中断。另外,三名男孩,他们都同时服用利培酮,即使是短期内也不能耐受亮氨酸钙。这些男孩在开始使用leucovorin钙后2周内就出现了不断恶化的攻击行为(包括自残行为),导致其立即停止,使恶化的攻击性成为白细胞介素钙治疗中最常见的AE。有趣的是,进攻性行为是利培酮的标志,利培酮是这三个孩子共有的药物。在40名耐受leucovorin钙良好的儿童中,只有一名同时服用利培酮(见补充表S3辅助材料)。尽管一些家长认为情绪(5%)、刻板印象行为(5%)和多动症(17%)在一些儿童的临床全球印象量表上略差(图3),当被问及有关AES的具体情况时,他们并没有将其报告为AES。

讨论

本研究是第一次在ASD儿童中检测FRA的患病率,并以对照的方式测量FRA阳性儿童对亮氨酸钙的反应。我们还对FRA阳性儿童的临床特点及FRA与CSF、5 MTHF浓度的相关性进行了综述。总之,这项研究显示FRA阳性的ASD儿童FRA患病率高得出乎意料,并且对亮氨酸钙有良好的反应。

ASD患者FRAS的患病率

有几项研究报告,在患有ASD的儿童中存在FRAs。2, 3, 4, 5, 6, 7在这些研究中,患有ASD的儿童既有CFD,也有明显的神经异常。在这个病例系列中,在一组没有CFD或明显神经异常的ASD儿童中发现了较高的FRA患病率。阻塞性FRA的患病率(60%)远高于对照组妇女的患病率(估计西班牙为4%-7.2%)。38, 39爱尔兰9%-13%。23据我们所知,阻断FRA在一般美国人口中的流行率还没有公布,但据Quadros博士的实验室估计为10-15%(未公布的数据)。在本病例系列中,结合FRA的患病率为44%,也高于一般美国人口12%的报告。23总的来说,我们的估计表明,ASD儿童的FRA患病率较高;应在ASD中进行更多的研究。

儿童ASD和FRAS的特点

与FRA阴性儿童相比,FRA阳性儿童的临床差异很小。因此,在这一点上,似乎很难区分FRA阳性的ASD儿童和FRA阴性的儿童。FRA阴性儿童自身免疫性疾病家族史高于FRA阳性儿童。这并不支持与FRA相关的疾病,如CFD,是自身免疫性疾病的观点。事实上,FRA阳性的儿童与其他自身免疫标记物或自身抗体之间缺乏任何联系,这说明FRA与传统的自身免疫性疾病有关。考虑到一例幼年类风湿性关节炎与CFD有关,40很明显,经典的自身免疫性疾病可以导致FRA升高,但我们的数据表明这可能并不常见。

阻断FRA浓度随年龄的增加而降低。这一发现的原因尚不清楚。据报道,无奶饮食可以降低阻隔FRA的浓度,5随着年龄的增长,一些孩子可能会自我限制他们的牛奶摄入量。然而,由于本系列中的大多数儿童,不分年龄,都保持无奶饮食,这是不可能的。这一发现也可能与产生FRAs的潜在病理生理学有关。由于ASD的发病时间较早(幼儿年龄左右),部分患儿早期病情有所改善,导致ASD(并有可能引起FRA升高)的病理生理高峰可能在生命早期最活跃,随年龄的增加而降低。

血清FRAs和CSF 5 MTHF浓度

在本研究中,我们发现阻断FRA与CSF 5 MTHF浓度成反比关系,证实了先前的发现。5给出标准平均CFD 5 MTHF浓度为82±31 nmol l。−1(范围:44-181 nmol l−1)5,甚至是本研究中最高的csf 5 mthf浓度(81 Nmol L)。−1在没有阻塞的儿童中,FRA)低于正常儿童的平均水平。

无阻断FRA(72.3nmol l)的CSF5MTHF估计值−1)远低于正常对照组报告的平均浓度。考虑到CSF5MTHF低于正常水平,即使在没有阻断FRAS的儿童中,ASD患儿一般也可能低于正常的CSF5MTHF浓度。这将符合许多研究报告叶酸相关异常的儿童ASD。9, 10, 41, 42, 43更重要的是,无论是否存在fras,患有asd的儿童都可能容易发生跨血脑屏障的叶酸转运异常,因为一项研究报告了rfc基因变异与asd相关。9线粒体紊乱是ASD最常见的代谢紊乱,33还可能导致FRα功能受损。26鉴于ASD儿童已经存在叶酸代谢异常,FRAs可能与其他异常协同作用,以降低CSF 5 MTHF浓度。

白细胞介素治疗

应用亮氨酸钙治疗FRA阳性儿童ASD具有良好的耐受性和良好的认知行为功能,包括言语交流、接受和表达语言、注意和刻板印象行为。大约三分之二的接受治疗的儿童被认为获得了一些好处,大约三分之一的儿童在这些认知行为方面有了适度的或很大的改善(补充表S2)。平均治疗时间4个月。由于一些研究报告说,cfd儿童必须使用亮氨酸钙治疗1-3年,才能获得最大的改善,4, 25更长的治疗期可能会带来额外的好处。

FRA的结合水平和年龄对言语交际和表达语言的改善程度有一定的影响。有人认为,年龄较小的儿童对亮氨酸钙的反应相对较大,2但我们的数据表明,这可能取决于结合的FRA浓度。对于无结合FRA的儿童,年龄较小的儿童改善较少。然而,这些发现应该谨慎地解释,因为很可能后续的时间不够长,不足以为最佳的改善提供必要的时间。

由于FRA浓度在进行和没有进行LP治疗的儿童之间没有显着性差异,而且所有患有LP的儿童的CSF5MTHF浓度都低于正常均值,因此本研究中许多FRA阳性儿童的CSF5MTHF浓度也可能低于平均水平。一些研究人员报告说,在CSF 5 MTHF浓度较低的儿童中,Leucovorin钙治疗有显著的临床改善。44由于即使是低阻断的FRA浓度可能与低CSF 5 MTHF浓度有关,低阻断FRA滴度在一些ASD儿童中可能具有临床意义,这与先前的建议一致。5本研究结果提示,在不进行LP治疗的情况下,应用亮氨酸钙治疗FRA阳性儿童ASD,可能是一种合理、无创的治疗方法。

Leucovorin钙的耐受性一般较好。最常见的AE是恶化的攻击行为,这可能与同时使用利培酮治疗有关。虽然尚不清楚为什么会出现这种副作用,但这些儿童行为变化的迅速发展表明,这可能是由于中枢神经系统中5 MTHF或四氢生物蝶呤增加而引起的CNS多巴胺的增加,从而可能降低了利培酮的多巴胺受体阻断作用。45造成这些行为改变的另一个原因可能是利培酮对线粒体功能的抑制。46, 47线粒体功能障碍的动物模型报告了类似的攻击行为。48,49然而,对于至少一个月内耐受亮氨酸钙的儿童来说,没有迹象表明他们有更多的攻击性。因此,对于未同时接受抗精神病药物且无攻击行为的儿童,经验治疗亮氨酸钙可能是FRA阳性儿童ASD的合理治疗过程。

鉴于RFC提供了一条途径,使由于FRA而导致叶酸转运减少的儿童进入中枢神经系统,我们认为亮氨酸钙的作用是通过增加5 MTHF在CNS中发挥作用的。这得到了一些研究的支持,这些研究表明,在使用亮氨酸后,5 MTHF的CNS浓度会增加。2, 4然而,RFC是肾、肠等其他组织中重要的叶酸载体。由于胃肠道症状与儿童ASD的异常行为有关,50胃肠功能的改善可以改善行为。肾脏功能的改善可以更好地过滤与ASD相关的代谢条件相关的有毒代谢物,从而改善一般生理状况。此外,亮氨酸也被证明可以改善ASD患儿的氧化应激指标。51因此,一些儿童的亮氨酸钙所引起的改善可能是由于亮氨酸钙对非中枢神经系统器官的影响所致。

FRAS和ASD

本研究中FRAs的高患病率与文献中记载的ASD儿童和患有ASD儿童母亲的各种自身抗体的升高是一致的。52, 53尽管有多种自身抗体在儿童ASD中有报道,但其中许多自身抗体的临床意义还没有得到充分的证实,因此存在一些自身抗体可能是免疫功能障碍的偶然现象的可能性。53在本研究中,我们已经证明阻断FRA的血清浓度可以调节CSF 5 MTHF的浓度,而Leucovorin钙治疗可以改善认知行为。因此,fras应该被添加到对asd的认知行为特征有临床意义的自身抗体清单中,例如对gabAergic的自身抗体。54小脑55ASD患儿的神经元和胎儿脑蛋白抗体。56

很可能FRAs不是导致脑脊液5 MTHF水平下降的ASD儿童的唯一罪魁祸首,而是FRAs可能与其他易感因素协同工作,包括降低全身和中央5 MTHF水平的因素。9, 41, 42, 43, 57以及减少叶酸通过血脑屏障的因素。9, 26, 33例如,一些患有自闭症的儿童报告了亚甲基四氢叶酸还原酶基因变异。41可能与5 MTHF的产量下降有关。有趣的是,据报道,某些亚甲基四氢叶酸还原酶基因型与某些自闭症行为有关,包括不寻常的身体活动、多动和自残行为。58此外,二氢叶酸还原酶的一个遗传变异参与了5 MTHF的生产过程。43和RFC中的基因变异9据报道,在一些患有自闭症的儿童中,叶酸转运受损可能是导致中枢神经系统受损的原因之一。最后,线粒体功能障碍,与ASD有关,33可以减少叶酸在血脑屏障上的运输。在一些患有ASD的儿童中报告的胃肠问题可能会使这一问题更加严重。例如,在一些患有ASD的儿童中,报告了某些肠道细菌的异常水平,包括梭菌物种,59, 60能产生肠内短链脂肪酸61这已经被证明是导致动物模型中类似自闭症的行为的原因之一。62这些脂肪酸会消耗肉碱储存,并导致继发性线粒体功能障碍。63因此,如果在儿童时期发生FRAs,那么拥有这些易感因子中一个或多个因素的儿童很可能会有更高的CSF5MTHF浓度降低的风险。当细胞外叶酸浓度较低时,FRα是叶酸转运到中枢神经系统所必需的,20在细胞外叶酸利用率低的情况下,FRA阻断FRα可能特别有害。

此外,FRA的发生时间可能是降低CNS叶酸表型表达的关键因素。因为fra在非asd成人人群中的流行率是非零的。23, 38, 39而且在一些FRA阳性儿童的兄弟姐妹和父母中也发现了ASD,仅仅是FRAs的存在并不一定会导致ASD。事实上,FRAs很可能是在快速发育的时期出现的,而叶酸是大脑生长所必需的。当人FRAs与人、牛和山羊奶中的叶酸受体发生交叉反应时,5很有可能暴露在任何这些乳制品,如发生在第一年的生命,可以触发FRA的生产。随着时间的推移,FRA的慢性升高可能导致中枢神经系统叶酸水平的进行性下降。因此,CNS叶酸减少的症状可能只会在FRA升高和CNS叶酸减少的一段时间内发生。5这将是遗传易感性与环境因素相互作用的真实例子。不幸的是,在这些儿童ASD症状的发展过程中,我们没有机会测量FRA浓度,但是在这段时间内FRA浓度可能更高。显然,一项纵向研究将有助于确定是否存在FRAs对大脑发育最有害的关键窗口。

有趣的是,这些新的发现和高流行的FR自身抗体可能有助于整合一些明显不同的发现描述在一些儿童ASD。例如,叶酸缺乏在中枢神经系统可能导致ASD在一些儿童。4叶酸单碳代谢缺陷已被证明能促进一些ASD儿童的甲基化缺陷和氧化应激。8, 9, 10这反过来可能与ASD大脑中的氧化应激有关。13, 64此外,慢性氧化应激可能导致线粒体功能障碍,15这在一些患有ASD的儿童的大脑中也有报道。16肠道菌群的异常可导致肠内短链脂肪酸的增加,这可能会增加中枢神经叶酸缺乏的不良反应和消耗肉碱水平,这在一些患有ASD的儿童中已经被描述过。65此外,牛奶的饮食暴露可能增加这些自身抗体的产生,并有助于解释为什么一些患有自闭症的儿童改善无奶饮食。66这些发现指出了ASD的代谢、环境和胃肠相关因素,这可能有助于解释ASD的行为和大脑变化,并作为在这些领域进行额外实验和研究的理论基础。

CFD:连续体上的紊乱?

据我们所知,这是第一次报告FRAs在ASD儿童样本中的患病率,这些儿童没有明显的神经异常。本研究结果提示CFD可能存在于一个连续体上,受影响较轻的儿童发展为ASD,而受影响较严重的儿童(即CSF5MTHF水平最低的儿童)具有更严重的神经异常,包括经典的CFD综合征。需要对患有ASD的儿童和使用CFD的儿童进行更多的研究,以探讨这种可能性。

研究局限

此病例系列有几个显著的局限性,包括男女比例高(9:1),而ASD儿童的典型比率为4.5:1。67或CFD的2.5-3:1。2, 4, 5此外,本报告中包括的两个诊所都主要为患有ASD的儿童提供服务,这些儿童有持续的认知行为缺陷。这表明样本可能会受到推荐偏差的影响。今后的研究需要解决一般ASD人群是否也有较高的FRA患病率。即使FRA的存在仅限于ASD人群的一个较小的子集,但一些儿童对亮氨酸钙的显著反应表明,这是在ASD人群中发现的一个重要异常,需要进一步研究。

这项研究不是一项临床试验,医生和父母都没有对治疗视而不见。另外,我们的对照者没有服用安慰剂;因此,安慰剂效应的严重程度没有被考虑在内,我们使用的是主观的父母报告,而不是客观的评估手段。需要双盲、安慰剂对照研究来证实和扩展本病例系列的研究结果.

结论

有几项研究报告,有严重神经异常的ASD儿童存在FRAs。2, 3, 4, 5, 6, 7在这项研究中,93例ASD患儿中发现FRAS的高患病率(75.3%),没有明显的神经异常。16例患儿阻断FRA浓度与脑脊液5 MTHF浓度相关,均低于正常均值。与对照组相比,接受亮氨酸钙治疗的FRA阳性儿童在言语交流、接受和表达语言、注意力和刻板印象行为方面表现出明显的改善。本研究结果提示,在不进行LP治疗的情况下,应用亮氨酸钙治疗FRA阳性儿童ASD,可能是一种合理、无创的治疗方法。本研究也为进一步研究叶酸受体自身免疫和白细胞介素钙治疗ASD提供了支持。虽然有遗传性叶酸吸收不良的动物模型,68目前还没有CFD的动物模型或FRAS的临床效果。这样的模型将非常有助于验证FRA发现和白细胞介素治疗的临床意义。然而,在这个时候,从目前的证据来看,FRA测试可能导致治疗可能改善ASD儿童的生活。由于FRAs在ASD儿童中非常普遍,我们建议在所有ASD患者中考虑FRA检测。




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