基于感觉行为-脑-表观遗传多维度解析自闭症谱系障碍异质性的研究

本研究针对自闭症谱系障碍(ASD)的异质性难题，通过整合感觉行为问卷(AASP)、神经影像学(丘脑-皮层功能连接/结构体积)和表观遗传学(DNA甲基化)多组学数据，采用XGBoost机器学习算法构建预测模型。研究发现AVPR1A基因低甲基化和丘脑-颞叶/感觉运动皮层超连接是ASD核心生物标志物，多模态联合模型的预测准确率(ROC-AUC=0.84)显著优于单模态模型。该成果发表于《Translational Psychiatry》，为ASD精准诊断提供了新范式。

　　

自闭症谱系障碍(ASD)作为神经发育疾病的"谜题"，其诊断长期依赖行为观察，而患者群体表现出的高度异质性让临床判断如同雾里看花。DSM-5虽将感觉异常纳入核心症状，但为何有些患者对轻声细语充耳不闻，却对时钟滴答声暴跳如雷？这种"感官失衡"背后，究竟是大脑接线错误，还是基因调控失常？来自日本福井大学的研究团队在《Translational Psychiatry》发表的研究，如同为这个复杂拼图提供了多块关键碎片。

研究采用34名ASD与72名典型发育(TD)成人的多维度数据，通过极端梯度提升(XGBoost)算法构建预测模型。关键技术包括：1) 青少年-成人感觉特征问卷(AASP)评估行为维度；2) 静息态功能磁共振(rs-fMRI)分析丘脑(THA)与皮层功能连接；3) 唾液全基因组甲基化芯片检测OXTR/AVPR基因甲基化水平；4) 采用十折交叉验证的机器学习框架比较神经影像-表观遗传多模态模型的预测效能。

脑功能特征差异

研究发现ASD组存在显著的丘脑-皮层超连接：左侧丘脑与左中颞叶(MTG)功能连接增强139.75倍，右侧丘脑与右中央前回(PreCG)连接增强79.05倍。这些异常连接网络涉及听觉处理(MTG)和感觉运动整合(PreCG/PoCG)，

与患者自述的听觉敏感和活动水平异常行为特征高度吻合。结构MRI显示ASD组左侧尾状核(CAU)体积显著增大，可能解释其重复刻板行为。

表观遗传特征差异

DNA甲基化分析揭示AVPR1A基因多个CpG位点异常：cg23085912位点低甲基化贡献度达110.72，而OXTR基因呈现双向调控(cg04523291高甲基化，cg03987506低甲基化)。

值得注意的是，AVPR1B基因cg27169129位点甲基化变化与感觉寻求行为显著相关，暗示加压素系统在感觉调节中的独特作用。

模型比较结果

三模型对比显示：神经影像-表观遗传多模态模型的ROC-AUC(0.84)显著优于单一模态模型(神经影像模型0.78，表观遗传模型0.77)。

特征重要性分析揭示脑功能特征(L.MTG-L.THA连接)权重最高(139.75)，其次是感觉行为特征(活动水平115.46)，而AVPR1A表观遗传特征(cg23085912)位列第三(110.72)。

这项研究开创性地证实：ASD的感官异常存在明确的神经生物学基础，丘脑作为"感觉闸门"的功能失调与AVPR系统表观遗传变异构成协同作用机制。多模态整合策略不仅提高诊断准确率，更揭示AVPR基因在感觉调控中的关键地位——这一发现或将改变既往过度关注OXTR的研究范式。未来研究可进一步验证这些生物标志物对ASD亚型分层的价值，并为开发针对丘脑-皮层回路和加压素系统的精准干预提供理论依据。