NEJM：自闭症开始于孕期的最新证据

2014年3月27日，加州大学圣地亚哥分校医学院和Allen脑科学研究所的研究人员，在《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）在线发表一项研究，对于孤独症开始于孕期给出了明确而直接的新证据。

　　

生物通报道：孤独症（autism），又称自闭症或孤独性障碍（autistic disorder）等，是广泛性发育障碍(pervasive developmental disorder，PDD)的代表性疾病。孤独症的患病率报道不一，一般认为约为儿童人口的2～5/万人，男女比例约为3:1～4:1，女孩症状一般较男孩严重。现代医学尚不能根本治愈自闭症，很多人认为自闭症是性格缺陷或心理疾病，更多的研究显示，神经系统损伤、脑的特定部位功能低下、多巴胺系统缺陷、遗传、病毒感染和免疫缺陷等均与自闭症的发病有关。延伸阅读：中科院神经所《Developmental Cell》发表孤独症新成果。

2014年3月27日，加州大学（UC）圣地亚哥分校医学院和Allen脑科学研究所的研究人员，在《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）在线发表一项研究，对于孤独症开始于孕期给出了明确而直接的新证据。

研究人员包括UC圣地亚哥分校自闭症卓越中心主任、神经科学教授Eric Courchesne博士，西雅图Allen脑科学研究所的Ed S. Lein博士，本文第一作者、UC圣地亚哥分校自闭症卓越中心的Rich Stoner博士，他们分别分析了自闭症患儿和非自闭症患儿死后脑组织中的25个基因。这些基因包括：作为不同皮质层中脑细胞类型的生物标志物的基因，与自闭症相关的基因和几个控制基因。

Courchesne指出：“在孕期，婴儿大脑的构建，涉及到产生一个六层的皮质层。我们在大多数自闭症患儿中发现了这些皮质层发育中断的病灶斑块。”Stoner制备了第一个三维模型，可将皮质层斑块不能发展正常细胞分层模式的大脑位置可视化。

Lein解释道：“几乎所有自闭症患儿大脑都有相似的发育早期病理学，考虑到自闭症患者症状的多样性，以及这种疾病极其复杂的遗传学，这些结果非常令人惊讶。”

在早期大脑发育过程中，每个皮质层都会形成自己特定的脑细胞类型，各自拥有特殊的脑连接模式，在信息处理过程中执行特殊而重要的任务。当一个脑细胞发展成具有特定连接的皮层中的特殊细胞时，它就获得了一种可被观察的不同遗传标记。

研究发现，在自闭症患儿的大脑中，多个皮质层中的脑细胞缺乏关键的遗传标记。Courchesne称：“这一缺陷表明，产生六种具有特殊类型脑细胞的不同皮质层的关键早期发育阶段——有时候发生在出生前——已经受到破坏。”

科学家们称，同样重要的是，这些早期发育缺陷存在于皮层的局灶斑块中，表明这种缺陷在整个皮质中是不一致的。缺乏基因标记的局灶斑块，对额叶和颞叶皮层这两个大脑区域的影响最严重，可能阐明了为什么这种疾病患者的不同机能系统受到了影响。

额叶皮层与高阶脑功能相关，如复杂的沟通和社会线索的理解。颞叶皮质与语言相关。在这项研究中出现的额叶和颞叶皮质层破坏，可能构成了自闭症的最常见症状。视觉皮层——与知觉相关的大脑区域，在自闭症中往往幸免——没有表现出异常。

Lein指出：“考虑到皮质层大致是一个篮球表面的大小，并且我们只检测了铅笔橡皮擦大小的组织碎片，因此，我们能发现这些斑块真是非同寻常。这表明，这些异常情况在皮质表面是相当普遍的。”

这些研究结果，使科学家们能够在发育中的人脑中发现特定基因，这些基因可以作为不同皮层细胞类型的生物标志物。

对于自闭症成因的研究具有挑战性，因为它通常依赖于对成人大脑的研究，并试图往后推断。Lein指出：“在这个案例中，我们在较小年龄个体中研究自闭症和控制病情，使我们对自闭症如何存在于发育中的大脑，有了一个独特的见解。”

Courchesne补充说：“这些缺陷发生在斑块中，而不是整个大脑皮层，这一发现给了我们希望，也能让我们了解到自闭症的性质。”

根据科学家介绍，这种斑块缺陷与统一的皮质病理学，可有助于解释为什么许多自闭症儿童接受早期治疗后随时间推移会出现临床改善。研究结果也支持这样一种想法，即在自闭症中，大脑有时候会重新连接，以规避早期的病灶缺陷，了解这些斑块有望最终为探索这些改善如何发生，开辟新的途径。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Patches of Disorganization in the Neocortex of Children with Autism
Background
Autism involves early brain overgrowth and dysfunction, which is most strongly evident in the prefrontal cortex. As assessed on pathological analysis, an excess of neurons in the prefrontal cortex among children with autism signals a disturbance in prenatal development and may be concomitant with abnormal cell type and laminar development.

Methods
To systematically examine neocortical architecture during the early years after the onset of autism, we used RNA in situ hybridization with a panel of layer- and cell-type–specific molecular markers to phenotype cortical microstructure. We assayed markers for neurons and glia, along with genes that have been implicated in the risk of autism, in prefrontal, temporal, and occipital neocortical tissue from postmortem samples obtained from children with autism and unaffected children between the ages of 2 and 15 years.

Results
We observed focal patches of abnormal laminar cytoarchitecture and cortical disorganization of neurons, but not glia, in prefrontal and temporal cortical tissue from 10 of 11 children with autism and from 1 of 11 unaffected children. We observed heterogeneity between cases with respect to cell types that were most abnormal in the patches and the layers that were most affected by the pathological features. No cortical layer was uniformly spared, with the clearest signs of abnormal expression in layers 4 and 5. Three-dimensional reconstruction of layer markers confirmed the focal geometry and size of patches.

Conclusions
In this small, explorative study, we found focal disruption of cortical laminar architecture in the cortexes of a majority of young children with autism. Our data support a probable dysregulation of layer formation and layer-specific neuronal differentiation at prenatal developmental stages.