《International Journal of Molecular Sciences》:Prenatal Stress, Enteric Nervous System Development, and the Microbiota–Gut–Brain Axis: A Hypothesis-Generating Framework for Irritable Bowel Syndrome and Fibromyalgia
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肠神经系统(enteric nervous system, ENS)可在中枢神经系统(central nervous system, CNS)之外半自主地调节复杂的胃肠过程,并表现出显著的发育、表观遗传、神经免疫和适应性可塑性。研究人员提出应激诱导的长期表观遗
肠神经系统(enteric nervous system, ENS)可在中枢神经系统(central nervous system, CNS)之外半自主地调节复杂的胃肠过程,并表现出显著的发育、表观遗传、神经免疫和适应性可塑性。研究人员提出应激诱导的长期表观遗传内隐记忆(Stress-Induced Long-term Epigenetic Implicit Memory, SLEIM)这一假说生成性理论框架,提示产前母体应激可能通过相互作用的表观遗传、神经免疫、神经元、胶质细胞和微生物群相关机制,促成ENS相关通路内的持续性生物学改变。该拟议框架所依据的确切生物学基质和机制仍属未知。通过微生物群-肠-脑轴(microbiota–gut–brain axis, MGBA),此类应激相关生物学改变可能影响ENS与CNS之间的生理通讯,并进而影响应激反应系统,包括下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA)轴活性、免疫信号传导、皮质醇调节、肥大细胞活化和细胞因子平衡。纤维肌痛(fibromyalgia, FM)与肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)的频繁共病提示二者存在涉及中枢敏化、神经免疫过程和MGBA功能障碍的共同致病机制。因此,本研究还探讨了部分FM患者中报告的依赖相关特征和自主性脆弱性,并考量发育、心理、神经生物学和疾病相关因素如何促成这些模式。在拟议的SLEIM框架内,产前应激相关生物学影响可能代表一种潜在的发育途径,促成个体日后对IBS、FM及相关功能性疾病的易感性。然而,这些关系仍属假说性质,有待未来的实证研究加以验证。
**1. 引言**
产前应激通过相互作用的神经内分泌、免疫、代谢和表观遗传途径影响胎儿发育的多个方面。母体应激、焦虑和抑郁等不良心理社会状况可通过糖皮质激素、炎症介质、神经免疫信号及母体微生物组成改变影响胎儿生理。ENS、CNS和免疫系统在胎儿期平行发育并通过双向生物通路密切互动。研究人员先前提出SLEIM假说生成性框架,认为产前应激相关生物学影响可能通过表观遗传、神经免疫、神经元、胶质细胞和微生物群相关过程持久嵌入ENS相关通路,但确切生物学基质和机制未知。FM与IBS频繁共病并共享多种生物学和临床特征。
**2. 肠神经系统、微生物群-肠-脑轴与长期生物适应**
ENS是高度复杂的胃肠道内在神经网络,调节胃肠运动、分泌、血管功能、屏障完整性、免疫互动和宿主-微生物通讯。从进化角度看,肠神经调节是最古老的神经系统组织形式之一。ENS与CNS通过MGBA双向通讯,迷走神经是主要通路(约90%为传入纤维),HPA轴是主要神经内分泌应激反应系统。表观遗传调控(DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA)被认为是长期生物适应的重要机制。ENS表现出显著适应性可塑性,先前的炎症、微生物改变或应激暴露可影响后续ENS功能。SLEIM框架并非暗示ENS内存在类CNS认知记忆系统,而是作为假说生成性理论建构。
**3. 孕妇母体应激**
多种生物、环境和社会心理因素(母体营养、肥胖、感染、药物、环境毒素、吸烟、饮酒、心理应激等)影响孕期肠道微生物群组成和MGBA。孕妇心理应激、焦虑和抑郁在全球影响相当比例孕妇,产前应激暴露可能通过神经内分泌、免疫、表观遗传、代谢和神经发育通路的相互作用影响胎儿生理,并与日后应激调节、神经发育、免疫功能改变及多种身心疾病易感性相关。产前应激相关生物学影响不太可能孤立作用于单一发育系统,CNS、ENS、免疫系统和微生物群相关通路在胎儿期平行且相互作用。正念干预、认知行为疗法、放松技术、社会支持等干预策略受到关注。
**4. 肠易激综合征、心理困扰与微生物群-肠-脑轴**
IBS是常见的肠-脑互动障碍,以反复腹痛伴排便习惯改变(便秘、腹泻或混合型)为特征。其病理生理复杂且多因素,涉及遗传和表观遗传影响、免疫失调、应激反应系统改变、HPA轴功能障碍、MGBA紊乱、菌群失调、胃肠运动改变、内脏高敏感、感染后改变及血清素信号改变等。IBS患者常报告更高水平的焦虑、抑郁、感知应激和心理困扰,这些心理因素通过神经、内分泌、免疫和微生物介导通路与胃肠症状双向互动。女性IBS患者尤其易受此互动影响,心理共病在孕期和产后IBS女性中也常见。
**5. 纤维肌痛**
FM是以广泛肌肉骨骼疼痛为特征的慢性疼痛综合征,常伴疲劳、睡眠障碍、认知功能障碍、焦虑、抑郁及多种躯体主诉,胃肠症状(尤其IBS)高度流行。FM主要影响女性,具有显著遗传成分,一级亲属风险增加。新兴证据表明肠道微生物群参与FM病理生理:将FM患者粪便微生物群移植至无菌小鼠可诱导类似FM特征的行为、免疫和代谢组学改变。中枢敏化是目前最受支持的解释框架之一。FM与IBS共存及微生物相关通路、神经免疫互动、应激反应系统和痛觉处理改变的证据提示两者可能共享部分重叠的生物学机制。
**6. 肠易激综合征与纤维肌痛的关系**
IBS和FM的频繁共病提示两者可能共享部分重叠的生物学机制,包括痛觉处理改变、中枢敏化、神经免疫互动、应激反应失调、微生物相关机制和MGBA紊乱。有研究者提出IBS和FM可能是肠-脑互动和感觉处理改变相关疾病谱系中的不同临床表现。实验研究支持微生物相关机制的作用:将腹泻型IBS(IBS-D)患者粪便微生物群移植至无菌小鼠可诱导胃肠功能改变、低度炎症反应和焦虑样行为;健康供体粪便微生物群移植与IBS-D患者焦虑和抑郁症状改善相关。菌群失调可能代表促成IBS和FM症状发展的上游生物学因素之一,但各机制的相对贡献仍不确定。
**7. 纤维肌痛中的依赖相关特征与自主性脆弱性**
FM被日益视为复杂生物心理社会疾病。许多患者存在情绪调节、应激适应、自我管理和日常功能困难,这些不应被解释为人格病理或发育缺陷的证据,而可能反映慢性疼痛、长期功能损害、反复医疗经历、诊断不确定性、社会否定和持续生理应激的累积后果。FM患者中常见自我效能降低、被动应对策略、疼痛灾难化、回避行为、躯体警觉性增高和对外部支持依赖增加。
**7.1 慢性疼痛、应对与自我调节**
生物心理社会模型将慢性疼痛视为神经生物学过程、情绪调节、认知评价、行为适应、社会背景和环境影响的动态互动结果。FM患者相对健康对照常表现出更低自我效能、更多被动应对策略、更高疼痛灾难化、躯体警觉性增强、应激敏感性、睡眠障碍、自主神经失调和情绪困扰升高。
**7.2 病前脆弱性与应激相关风险因素**
部分FM患者可能存在与日后症状发展相关的病前脆弱性,但现有证据主要显示关联而非因果关系。与FM风险增加相关的因素包括不良童年经历、早期应激暴露、焦虑相关特质、睡眠障碍、自主神经失调和既往功能性胃肠病(如IBS)。
**7.3 发育与产前视角**
FM的发育和产前维度尚未得到充分直接研究。产前应激暴露、母胎信号改变、ENS-CNS发育互动紊乱和早期微生物组相关影响目前缺乏FM特异性因果证据,相关概念主要源于健康与疾病发育起源(DOHaD)框架、产前应激研究、神经发育生物学、ENS发育和微生物组科学等领域。在SLEIM框架内,产前应激相关生物学影响可能作为日后应激易感性的可能促成因素,但此解释仍属推测性。
**8. 讨论**
本综述探索产前应激相关生物学影响是否可能通过影响ENS相关发育通路促成日后对IBS、FM及相关疾病的易感性。SLEIM框架作为理论模型提出,旨在整合产前应激、肠道神经科学、表观遗传学、神经免疫调节和MGBA研究,并非已确立的生物学机制。
**8.1 产前应激与平行发育编程**
产前应激可通过神经内分泌、免疫、代谢、微生物和表观遗传等多种途径影响胎儿发育,且很少孤立作用于单一器官系统。母体应激相关生物学信号可通过糖皮质激素、炎症介质、生长因子、microRNA、细胞外囊泡和微生物代谢物同时影响多个发育系统。长期生物适应可能通过协调的发育编程过程而非单一因果通路出现。
**8.2 生物心理社会框架中的IBS与FM**
IBS和FM均以慢性症状负担、痛觉处理改变、高心理困扰率、睡眠障碍、疲劳、自主神经功能障碍和神经免疫改变为特征,均不能通过纯粹的结构病理充分解释,而源于生物、心理和社会因素的复杂互动。该框架将两者视为更广泛生物心理社会背景中的多维状态。
**8.3 ENS相关通路的潜在作用与SLEIM框架**
ENS表现出显著神经元可塑性、神经免疫反应性和对环境影响的终身敏感性。SLEIM框架假设产前应激相关生物学影响可能通过相互作用的表观遗传、神经免疫、神经元、胶质细胞和微生物群相关过程持久嵌入ENS相关通路。但确切生物学基质未知,目前无验证的生物标志物,编码、维持或表达机制仍属推测。
**8.4 纤维肌痛中的依赖相关特征与自主性脆弱性**
本文使用慢性疼痛心理学、应对研究、自我调节理论和慢性疾病适应中的既定构念重新审视FM患者中常见的行为和心理特征。大量证据表明许多FM患者经历自我效能降低、无助感增加、被动或回避应对风格、韧性受损和疼痛灾难化升高,这些特征可能反映对慢性疾病负担的可理解适应而非人格缺陷。发育影响可能促成个体在应激反应性、情绪调节、应对方式和韧性方面的差异。
**8.5 未来方向**
未来研究应调查产前应激暴露是否与持续的ENS相关生物学改变、特征性表观遗传特征、神经免疫变化、微生物相关生物标志物或可识别的临床表型相关。前瞻性纵向出生队列研究(整合母体应激评估、微生物组分析、表观遗传分析、神经发育测量和长期临床结局)将特别有价值。实验动物模型可评估产前应激是否诱导持久ENS相关改变,且需区分ENS相关