综述:一种用于解释自闭症谱系障碍核心症状的3个关键信号通路的代谢模型

《Mitochondrion》:A 3-hit metabolic signaling model for the core symptoms of autism spectrum disorder

【字体: 时间:2025年11月16日 来源:Mitochondrion 4.5

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  本文提出自闭症谱系障碍(ASD)的3-击代谢信号模型,强调遗传易感性(1st击)、早期环境触发(2nd击)及持续细胞危险反应(CDR)激活(3rd击)共同导致神经发育异常。CDR通过调控线粒体功能、钙信号及代谢网络,连接遗传与环境因素,形成ASD的核心症状。通过抗purinergic药物干预和代谢支持,40%-50%的ASD可被预防或改善。

  Robert K. Naviaux 是一位科学家,他提出了一个关于自闭症谱系障碍(ASD)的三重打击代谢信号模型。这一模型试图解释 ASD 的复杂性,强调其与细胞危险反应(CDR)之间的联系,并指出 ASD 的发生并非单一因素所致,而是多种因素相互作用的结果。通过这一模型,Naviaux 为 ASD 的成因和潜在治疗方法提供了一个统一的框架,将 ASD 的表现与多种遗传和环境因素联系起来。此外,他还通过现象性苯丙酮尿症(PKU)的例子,说明即使某些遗传疾病具有很强的遗传倾向,也可以通过代谢信号机制进行干预和治疗。

Naviaux 的研究揭示了一个重要的生物学概念,即 CDR 是一种由代谢信号调节的细胞反应,它在生物体应对损伤或感染时起着关键作用。然而,当 CDR 被异常激活时,它会干扰正常的神经发育,从而导致 ASD 的核心症状。这一模型强调了三个关键阶段:第一,遗传易感性;第二,早期环境触发因素;第三,持续或重复的触发因素。这三个阶段共同作用,导致 CDR 的异常持久,从而影响细胞和代谢功能,进而影响神经发育。

在 ASD 的研究中,Naviaux 指出,许多遗传和环境因素都可能触发 CDR。例如,某些遗传疾病如脆性 X 综合症、雷特综合征、安格曼综合征等,都可能增加 ASD 的风险。同样,环境因素如空气污染、重金属暴露、农药使用等,也可能是 CDR 的触发因素。这些因素通过改变细胞的代谢和信号通路,影响了细胞对环境变化的反应能力,从而导致 ASD 的出现。

Naviaux 还认为,ASD 是一种多因素导致的疾病,它不是由单一基因或环境因素引起的,而是多种因素共同作用的结果。他强调,虽然遗传因素在 ASD 的发生中起着重要作用,但环境因素同样不可忽视。例如,母亲在怀孕期间的免疫失调、胎儿接触毒素、以及某些药物的使用都可能增加 ASD 的风险。因此,Naviaux 的模型为 ASD 的研究提供了一个更全面的视角,即 ASD 的发生是遗传和环境因素共同作用的结果。

此外,Naviaux 还讨论了 CDR 的持续性如何影响 ASD 的症状。他指出,如果 CDR 的激活是短暂的,那么它可能不会导致 ASD。然而,当 CDR 被异常激活时,它会干扰正常的神经发育,导致 ASD 的核心症状。因此,早期诊断和干预对于预防 ASD 的发展至关重要。他提出,如果能在症状出现前识别出高风险儿童并进行干预,那么多达 40–50% 的 ASD 患者可能不会发展为 ASD。而对于已经出现症状的儿童,通过治疗可以显著减少核心症状的严重程度。

Naviaux 还强调了 ASD 的多病种共存现象。他指出,大多数 ASD 患者都伴有其他医学状况,如癫痫、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、胃肠道问题等。这些共存的疾病不仅增加了 ASD 的复杂性,还表明 ASD 的发生可能与多种代谢和免疫异常有关。因此,治疗 ASD 时,需要同时关注这些共存的医学状况,以达到最佳的治疗效果。

在治疗方面,Naviaux 提出了一系列可能的干预措施,包括减少环境污染物的暴露、改善营养和代谢健康、以及开发新的抗嘌呤药物。他特别提到,抗嘌呤药物如 suramin 可能有助于恢复异常的细胞信号网络,减少 ASD 的核心症状。然而,他同时警告,suramin 在美国尚未获得 FDA 批准,且存在潜在的风险,因此需要进一步的研究和临床试验。

Naviaux 的研究还涉及了 ASD 的预防和早期诊断。他提出,通过筛查母亲的代谢和免疫状况,以及新生儿的生物标志物分析,可以识别出高风险的 ASD 患者。这些筛查方法可能包括母体代谢组学分析、新生儿血液斑点检测、以及婴儿头发中的金属元素分析等。通过这些方法,可以在 ASD 症状出现前进行干预,从而减少 ASD 的发生率和严重程度。

总之,Naviaux 的三重打击代谢信号模型为 ASD 的研究和治疗提供了一个新的视角。他强调了 CDR 在 ASD 发展中的核心作用,并指出 ASD 是由多种遗传和环境因素共同作用的结果。通过早期诊断和干预,可以显著减少 ASD 的发生率和严重程度。这一模型不仅有助于理解 ASD 的复杂性,还为未来的治疗和预防策略提供了理论基础。
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