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孤独症谱系障碍（ASD）目前多通过儿童期行为评估诊断，存在诊断偏倚且错过最佳干预时机。研究人员对新生儿血液进行全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS），发现 ASD 的性别特异性 DNA 甲基化特征，支持 “女性保护效应”，为 ASD 早期筛查提供依据。
在儿童成长的奇妙旅程中，有一种神秘的障碍正悄然影响着部分孩子的未来，它就是孤独症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder，ASD）。这是一组神经发育性疾病，虽然其神经病理变化在胎儿时期就已开始，可往往要到孩子 3 - 4 岁时，通过行为观察和临床评估才能确诊。而且，男孩被诊断出患有 ASD 的概率大约是女孩的四倍，这种差异一方面可能源于生物学上的性别差异，另一方面也与现有的诊断标准和工具更多考虑男性常见症状，从而导致女性患者易被漏诊有关。
对于那些被诊断为 ASD 的孩子来说，早期进行强化行为干预至关重要。研究表明，越早开始干预，孩子的智商提升空间越大，在沟通、日常生活技能、社交和运动技能等适应性行为方面的改善也越明显。然而，由于目前诊断时间较晚，许多孩子无法充分享受早期干预带来的益处。因此，寻找一种能够在新生儿阶段就识别出 ASD 风险的客观筛查工具，成为了医学领域亟待解决的难题。
为了攻克这一难题，来自美国加利福尼亚大学戴维斯分校（University of California, Davis）等机构的研究人员展开了深入研究。他们通过对新生儿血液进行全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS），试图找到 ASD 的分子生物标志物，进而为早期诊断提供依据。相关研究成果发表在《Biology of Sex Differences》杂志上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们从两个队列获取新生儿血液样本，包括来自 Child Health and Development Studies（CHDS）出生队列的 196 个样本作为发现队列，以及来自 CHARGE 病例对照研究的 90 个样本作为复制队列。同时，还获取了脐带血、胎盘和大脑皮层等样本用于对比研究。对所有样本进行 WGBS，该技术能对全基因组的 DNA 甲基化进行检测。之后通过一系列生物信息学分析方法，如序列比对、质量控制、确定性别、进行全局甲基化分析、识别差异甲基化区域（Differentially Methylated Regions，DMRs）等，深入探究 ASD 与正常发育（Typically Developing，TD）个体之间的 DNA 甲基化差异。
下面来看看具体的研究结果：
- 发现队列新生儿血液 DMRs：研究人员在发现队列的新生儿血液中，分别在性别合并、女性和男性样本中识别出 59 个、185 个和 99 个 DMRs。与 TD 样本相比，ASD 样本中的 DMRs 多表现为低甲基化，且在启动子、CpG 岛和 CpG 岛岸区域富集。在基因重叠方面，仅有一个 DMR 基因（SPATA19）在三种比较中都存在。进一步对男性样本进行亚组分析发现，分亚组分析比整体分析能更好地根据 ASD 诊断区分样本。
- 新生儿血液 ASD DMR 基因在性别分层比较中的复制情况：在独立的复制队列中，研究人员再次识别出不同比较下的 DMRs。通过基因列表重叠分析发现，女性和男性样本中的 DMR 基因在两个队列中都有显著复制，且通过基因组位置比较也证实了这种复制的显著性。
- 发现队列新生儿血液 DMRs 支持女性保护效应：研究人员通过分析不同性别和诊断组之间的 DMRs，发现 ASD 男性与 TD 男性在主成分分析（PCA）中未明显分离，而 ASD 女性与 TD 女性有一定分离，且方向取决于所检测的区域。此外，多数 TD 女性与 TD 男性的 DMR 基因也存在于 ASD 女性与 ASD 男性的比较中，这些结果都支持了 “女性保护效应” 模型。
- 发现和复制队列中女性新生儿血液 ASD DMRs 在 X 染色体上的富集情况：研究发现，女性样本中识别出的 ASD 与 TD 的 DMRs 在 X 染色体上显著富集，而男性或性别合并分析的 DMRs 则无此现象。这表明女性 ASD 的甲基化特征受常染色体和 X 连锁位点共同驱动。
- 新生儿血液 ASD DMR 基因与其他组织 DMR 基因的重叠情况：新生儿血液中的 ASD DMR 基因与脐带血和胎盘的 DMR 基因有显著重叠。在女性样本中，BCOR、GALNT9 和 OPCML 这三个基因在四种组织中都有映射到 DMRs；在男性样本中，ZNF733P 基因在所有组织中都有相关 DMRs，但在新生儿血液复制数据集中未被复制。
- 不同组织中 ASD DMRs 的特异性及距离分析：尽管不同组织的 ASD DMRs 在某些情况下距离比随机预期更近，但新生儿血液 DMRs 仍具有组织特异性，无法区分其他组织的 ASD 与 TD 样本。
- 女性样本中 ASD DMRs 在神经发育相关生物过程中的富集情况：基因本体（Gene Ontology，GO）分析显示，女性样本中来自不同组织的 ASD DMRs 在神经发育相关的生物过程中显著富集，如 “中枢神经系统神经元分化”；而男性样本中只有少数与 GTPase 活性和肌肉细胞迁移相关的术语在所有组织中出现。
- ASD DMR 基因与 SFARI 基因的重叠情况：研究发现，不同组织和性别的 ASD DMR 基因都与 Simons Foundation Autism Research Initiative（SFARI）数据库中的基因有显著重叠，尤其是女性样本。在女性复制队列中，有 10 个复制的 DMR 基因是 SFARI 基因，其中两个是 X 连锁基因。
在讨论部分，研究人员指出，他们首次从新生儿血斑中获得了 ASD 的性别分层表观基因组特征，这一发现具有多方面的重要意义。从疾病机制角度，进一步揭示了 ASD 的病因和病理，发现多数表观遗传失调位点具有性别特异性，且支持 “女性保护效应”。从生物标志物开发角度，新生儿血液中可重复检测到的 DNA 甲基化差异，有望纳入分子筛查面板，用于识别需要进行 ASD 行为筛查的婴儿，有助于克服目前 ASD 诊断中的性别偏见等问题。不过，该研究也存在样本量有限等局限性，但通过复制队列等方法在一定程度上减少了假阳性结果。
总的来说，这项研究是 ASD 研究领域的重要突破，首次呈现了新生儿血液中 ASD 的性别特异性 WGBS DNA 甲基化特征，为未来开发新生儿 ASD 筛查工具、深入理解 ASD 的发病机制以及推动性别特异性表观遗传学研究提供了关键依据，为改善 ASD 患者的诊断和治疗带来了新的希望。
