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为探讨儿童及青少年抑郁症（MDD）机制，研究人员开展多组学研究，整合血浆代谢组、粪便宏基因组和脑静息态功能磁共振（rs-fMRI）。发现肠道菌群改变致氨基酸（AA）缺乏，尤其赖氨酸，影响前额叶功能连接，为治疗提供新方向。
在全球范围内，儿童和青少年抑郁症（Major Depressive Disorder, MDD）的患病率逐年上升，已成为严重的公共卫生问题。不同于成人，青少年处于神经发育关键期，其抑郁症的病理机制尚未明确，且现有抗抑郁药物在该群体中疗效有限，甚至可能增加自杀风险。因此，探寻儿童和青少年抑郁症的特异性发病机制迫在眉睫。近年来，微生物 - 肠 - 脑轴（Microbiota-Gut-Brain Axis, MGB 轴）在精神疾病中的作用备受关注，但该轴在青少年抑郁症中的具体机制仍不清晰。
为填补这一研究空白，重庆医科大学附属第一医院等机构的研究人员开展了一项针对儿童和青少年抑郁症的多组学研究，相关成果发表在《Microbiome》。
研究人员采用了以下关键技术方法：招募 256 名 MDD 患儿及 307 名健康对照（HCs），采集血浆、粪便样本并进行脑静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）。运用液相色谱 - 质谱（LC-MS）分析血浆代谢组，通过粪便宏基因组测序解析肠道微生物组成，结合 rs-fMRI 数据构建脑功能连接网络。此外，通过粪菌移植（FMT）实验将患者菌群移植至抗生素处理的青春期大鼠，并开展赖氨酸饮食限制实验，探讨因果关系。
血浆氨基酸代谢异常与抑郁症密切相关
通过血浆代谢组分析，研究发现 MDD 组与 HCs 组存在 360 种差异代谢物（DEMs），其中氨基酸代谢通路显著富集（p<0.0001）。在 20 种人类必需氨基酸中，13 种呈现异常，包括 8 种必需氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸）和条件性必需氨基酸等，多数表现为下调，仅谷氨酸上调。随机森林模型进一步筛选出 8 种关键氨基酸（如赖氨酸、色氨酸），其诊断效能 AUROC 达 0.978，提示氨基酸缺乏，尤其是必需氨基酸，在青少年抑郁症中具有重要作用。
肠道微生物群结构与功能异常
对 83 名 MDD 患者及 58 名 HCs 的粪便宏基因组分析显示，两组微生物 β 多样性存在显著差异（PERMANOVA, p=0.001）。通过 LEfSe 分析鉴定出 58 种 MDD 富集菌株和 46 种耗竭菌株，如促炎的 Eggerthellaceae 富集，而产短链脂肪酸的 Faecalibacterium 和 Bifidobacterium animalis 减少。功能模块分析表明，MDD 组氨基酸代谢相关模块（如芳香族氨基酸、支链氨基酸代谢）异常，提示肠道菌群通过调控氨基酸代谢参与抑郁症发病。
脑功能连接与氨基酸代谢的关联
rs-fMRI 分析显示，MDD 组前额叶 - 顶叶区域的功能连接显著减弱，尤其是额中回、额上回与顶上小叶的连接。通过连接组预测模型（CPM）发现，22 种氨基酸代谢相关代谢物与脑功能网络显著关联，且主要富集于前额 - 颞叶、前额 - 皮层下网络。这表明氨基酸代谢异常可能通过影响前额叶功能连接，导致抑郁症状的产生。
粪菌移植与赖氨酸限制实验验证因果关系
将 MDD 患者粪便菌群移植至青春期大鼠后，受体大鼠表现出蔗糖偏好降低、强迫游泳不动时间增加等抑郁样行为，且前额叶皮层（PFC）中 14 种氨基酸水平显著下降，与人类血浆中下调的氨基酸高度重叠。进一步的赖氨酸限制实验表明，在慢性不可预测轻度应激（CUMS）模型中，低赖氨酸饮食加剧了大鼠的抑郁样行为，同时导致前额叶兴奋性氨基酸转运体（EAAT2/EAAT3）表达降低，提示赖氨酸缺乏可能通过损伤谷氨酸能突触功能诱发抑郁。
本研究通过多组学整合和动物实验，揭示了儿童和青少年抑郁症中 “肠道菌群 - 氨基酸代谢 - 脑功能” 的病理轴。研究证实，肠道菌群紊乱导致的氨基酸缺乏，尤其是赖氨酸不足，可通过影响前额叶谷氨酸能突触功能诱发抑郁。这些发现不仅为青少年抑郁症的病理机制提供了新视角，也为靶向氨基酸代谢的治疗策略（如益生菌补充、氨基酸干预）奠定了基础，有望突破现有治疗瓶颈，为该群体提供更安全有效的干预手段。未来研究需进一步验证微生物 - 氨基酸轴的跨种族普遍性，并探索临床转化的可行性。
