自闭症等神经发育障碍的早期筛查对于确保儿童获得所需的支持以获得日常生活的基本技能非常重要。美国儿科学会(American Academy of Pediatrics)建议对所有儿童进行发育迟缓筛查，并对早产儿或出生体重过低的儿童进行额外筛查。
然而，美国预防服务工作组呼吁对目前自闭症筛查措施的有效性进行更多的研究。自闭症的诊断主要基于里程碑清单和症状，目前也依赖于对行为的观察，这些行为通常是在关键的发育阶段过去后表现出来的。
研究人员和临床医生正在努力开发简单、可靠的工具，以便在症状明显之前识别出疾病的早期迹象或风险因素。虽然早期筛查可能会导致过度诊断的风险，但了解儿童的发展需求可以帮助家庭找到解决这些需求的资源。
我们是研究微生物组在各种情况下所起作用的研究人员，如精神疾病、自身免疫、肥胖、早产等。在我们最近发表的关于瑞典儿童的研究中，我们发现微生物及其在婴儿肠道中产生的代谢物——既存在于粪便中，也存在于脐带血中——可以帮助筛查儿童患自闭症等神经发育疾病的风险。这些差异可以在出生时或出生后第一年就被发现。平均而言，这些标记在孩子们被诊断出来的十多年前就很明显了。
孩子的需求越早被发现，就能越早得到满足。
生物标志物是一种生物指标，如血液、粪便或其他类型样本中的基因、蛋白质或代谢物，表明在某一特定时间点存在某种状况。目前还没有已知的自闭症生物标志物。寻找生物标志物的努力在很大程度上受到自闭症有许多潜在途径的阻碍，研究人员倾向于忽视这些原因是如何作为一个整体共同作用的。
肠道微生物是自闭症等神经发育疾病的一个潜在生物标志物。肠道和大脑之间的联系，或者说肠脑轴，是科学家们非常感兴趣的一个领域。肠道微生物在健康中发挥着重要作用，包括免疫、神经递质平衡、消化系统健康等等。
根据年龄和器官系统，人们已经做了很多工作来绘制“典型”微生物群的样子。研究人员已经证明，微生物组是足够个性化的，它可以比基因更好地区分两个人或两个家庭，在生命的早期就开始了定植的差异。
微生物组在儿童时期经历了巨大的变化。它塑造并被免疫系统塑造，并受到生活变化和事件的影响。它还受到遗传、环境、生活方式、感染和药物等因素的影响。
腹泻、疼痛和便秘等胃肠道症状在自闭症和多动症儿童中很常见，多达30%至70%的自闭症患者还被诊断为功能性胃肠道疾病。未经治疗的胃肠道问题也会导致这些儿童额外的睡眠和行为障碍。一项小规模的初步研究发现，在将健康的微生物转移到自闭症儿童的肠道后，他们的胃肠道和自闭症相关症状得到了改善，其中一些好处可以持续两年。
你的直觉和大脑是错综复杂地联系在一起的。
然而，大多数关于微生物组和神经发育状况的研究仅限于已经被诊断患有多动症、自闭症或其他疾病的人，这些研究往往显示出好坏参半的结果。这些限制提出了一个重要的问题:微生物组是否在自闭症和其他神经发育疾病的发展中起直接作用，或者微生物组组成的变化是疾病本身的结果?
一些研究表明，微生物组与未来的自闭症几乎没有联系。然而，这些研究有明显的局限性:它们没有在诊断或症状发作之前检查微生物失衡。相反，这些研究集中在已经被诊断患有自闭症的儿童身上，将他们与他们的兄弟姐妹和无关的神经正常儿童进行比较。在大多数情况下，饮食数据和样本是在诊断后几年收集的，这意味着这项研究无法测试微生物失衡是否会导致自闭症。
我们想知道，在小孩子被诊断出自闭症或出现其他症状之前，研究他们体内的细菌，是否能给我们提供了解他们神经发育的线索。因此，我们检查了一项正在进行的名为“瑞典东南部所有婴儿”的研究的参与者在大约1岁时收集的脐带血和粪便，该研究追踪了1997年至1999年间出生的大约17,000名儿童及其父母的健康状况。我们从这些孩子出生时就开始跟踪，其中近1200人在23岁时被诊断出患有神经发育障碍。
我们发现细菌组成和代谢物水平存在显著差异，这些差异出现在神经发育状况出现症状之前——比如胃肠道不适、偏执和睡眠问题——以及正式的医学诊断。这些差异跨越了许多情况，包括自闭症、多动症和语言障碍。
接下来，我们将细菌与神经递质(帮助脑细胞交流的化学信号)和儿童粪便中的维生素(如核黄素和维生素B)联系起来。鉴于之前对已经诊断为神经发育障碍的儿童和成人的研究，我们希望发现有和没有神经发育障碍的人在微生物组组成和健康方面的差异。
但我们惊讶地发现，这些差异出现得如此之早。我们看到了影响免疫和大脑健康的微生物和代谢物的变化，其中包括从一岁左右儿童的尿布中收集的粪便和出生时收集的脐带血。
研究人员发现嗜黏液蛋白失调与神经发育障碍的后期发展之间存在联系。
我们观察到的微生物组成的不平衡-微生物学家称之为生态失调-表明反复使用抗生素后的不完全恢复可能会极大地影响这个脆弱时期的儿童。同样，我们发现反复的耳部感染与患自闭症的可能性增加了两倍有关。
反复使用抗生素和微生物失衡的儿童更有可能患上自闭症。更具体地说，缺乏粪球菌(一种与精神健康和生活质量有关的细菌)和柠檬酸杆菌(一种已知的抗菌素耐药性细菌)的儿童，以及反复使用抗生素，患神经发育障碍的可能性增加了两到四倍。
抗生素对于治疗儿童某些细菌感染是必要的，我们强调，我们的研究结果并不建议完全避免使用抗生素。如果儿科医生开了处方并认为有必要，父母应该使用抗生素。相反，我们的研究表明，在儿童早期反复使用抗生素可能表明潜在的免疫功能障碍或大脑发育中断，这可能受到肠道微生物群的影响。无论如何，重要的是要考虑儿童在服用抗生素后是否可以从恢复肠道微生物的治疗中受益，这是我们正在积极研究的领域。
在后来被诊断为神经发育障碍的儿童中，另一种微生物失衡是嗜黏液阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)的减少。嗜黏液阿克曼氏菌是一种强化肠道内壁的细菌，与对神经系统健康很重要的神经递质有关。
即使我们考虑了可能影响肠道微生物组成的因素，如婴儿的分娩方式和母乳喂养，细菌失衡与未来诊断之间的关系仍然存在。这些不平衡在被诊断为自闭症、多动症或智力残疾之前平均早13到14年，驳斥了肠道微生物不平衡是由饮食引起的假设。
我们发现，未来患有自闭症的新生儿脐带血中的脂质和胆汁酸被耗尽。这些化合物为有益细菌提供营养，帮助维持免疫平衡，影响大脑中的神经递质系统和信号通路。
微生物组筛查在健康儿童就诊中并不常见。但我们的研究结果表明，检测有益和有害细菌的不平衡，特别是在儿童早期发育的关键时期，可以为临床医生和家庭提供重要的见解。
在这种筛查成为儿科护理的标准部分之前，还有很长的路要走。研究人员仍然需要有效的方法来分析和解释临床中的微生物组数据。目前还不清楚世界各地儿童的细菌差异是如何随着时间的推移而变化的——不仅是哪些细菌存在或不存在，还包括它们如何影响免疫反应和新陈代谢。但我们的发现重申了越来越多的证据，即早期肠道微生物群在塑造神经发育中起着关键作用。
Angelica P. Ahrens，佛罗里达大学数据科学与微生物学助理研究科学家;Eric W. Triplett，佛罗里达大学微生物学和细胞科学教授兼主席，Johnny Ludvigsson, link?ping大学生物医学和临床科学荣誉教授
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