客户文章丨J Nutr一碳代谢与儿童自闭症谱系障碍
自闭症也称孤独症，学名孤独症谱系障碍（ASD），它是一种因神经系统失调影响到大脑功能而引致的终身发展障碍，是神经系统的疾病。儿童起病于发育早期，以社会交往障碍、沟通障碍和局限性、刻板性、重复性的行为为主要特征。据报导，中国儿童中有0.7%的发病率，然而疾病机制尚不清楚。
2024年9月，复旦大学附属儿科医院研究人员在期刊《The Journal of Nutrition》上发表了研究论文，题为“Differential One-Carbon Metabolites among Children with Autism Spectrum Disorder: A Case-Control Study”，发现在ASD患儿血浆中的一碳代谢物发生显著变化，这可能是营养干预可能的潜在靶标。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tjnut.2024.09.004，我公司参与了该研究中一碳代谢物的靶向定量检测工作。
研究对象
2023年6月至2023年10月招募了59名ASD患儿和40名健康儿童参与本研究。均完成了问卷、身体检查并提供血浆样本。
实验设计
ASD患儿的诊断依据《精神障碍诊断与统计手册（第五版）》，由富有经验的精神科医生作出诊断。排除了雷特综合征（Rett Syndrome）、精神疾病、其它神经疾病、代谢性疾病。对照组是为年龄匹配的健康幼儿。统计数据包括年龄、性别、身高、体重、父母的教育程度、父母的职业、药物使用、特殊饮食、胃肠道症状、营养补充剂等。收集了他们的空腹血浆样本。
检测方法
使用基于UPLC-MS/MS技术对血浆中22种一碳代谢物（OCM）进行定量检测。包括氨基方法检测Glycine 、L-Serine、Cystathionine、Taurine、L-Methionine、L-Cysteine、HCY、GSSG和GSH共9种代谢物；胆碱方法检测Choline、Betaine、DMG和Sarcosine共4种代谢物；水维方法检测VB6-PA、VB6-PLP、5-MeTHF和MMA共4种代谢物；叶酸方法检测tHCY、SAM、SAH、FA和THF共5种代谢物。
结果
两组幼儿的年龄大体相似，在ASD疾病组中男孩占大多数（88.1%），健康对照组中男女性别相当。值得注意的是，正常组有13例（32.5%）幼儿有胃肠道症状，而疾病组中有31例（52.5%）。在药物、营养补充剂使用、特殊饮食方面，疾病组与对照组差异较大，ASRS得分均值为98.6。
在幼儿血浆中定量检测到19种一碳代谢物，分析发现ASD组血浆中的几个指标：SAM、SAM/SAH、Cysteine和GSSG均显著高于健康对照组。而另几个指标：SAH、Choline、Serine、Taurine和GSH/GSSG则显著低于健康对照组。其余的指标两组之间没有显著差异。
图1 ASD组和对照组幼儿血浆中一碳代谢物变化
讨论
在排除胃肠道水平影响后，这些代谢物依旧在两组之间有显著差异，SAM/SAH是最核心的区分指标，ASD患儿体内的代谢表现出较高的甲基化水平和转硫途径的中断。而ASD患儿高发的胃肠道问题很可能引发了肠道菌群的改变，导致了相关代谢物水平的变化。这些发现揭示了ASD幼儿体内发生了OCM失调，为后续研究和饮食干预提供了基础。
延伸阅读
叶酸（Folic Acid，FA）也就是VB9，本身没有生理功能，在体内二氢叶酸还原酶的作用下转变成二氢叶酸（DHF）及四氢叶酸（THF）等。
四氢叶酸（Tetrahydrofolate, THF）：这是叶酸在体内的主要还原形式，也是许多生物合成反应中叶酸的活性形式。
5-甲基四氢叶酸（5-Methyltetrahydrofolate, 5-MeTHF）：是叶酸参与甲基转移反应的形式，对于DNA和RNA的合成以及氨基酸（Gly和Ser）的代谢至关重要。5-MeTHF也是人体中叶酸的主要活性形式，占比约是82%~93%。
叶酸在体内的代谢涉及到多个步骤，包括还原、甲基化、甲酰化等过程。这些代谢过程需要多种酶的参与，包括亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）、胱硫醚-β-合成酶（CBS）等。同时还需要多种B族维生素和胆碱的参与。这些酶和维生素的活性受到遗传多态性的影响，可能会影响叶酸的代谢和功能，从而影响身体的正常生理过程。
叶酸还参与了蛋氨酸循环，可以使Hcy通过再甲基化途径变成蛋氨酸，蛋氨酸能够接收一个甲基（-CH3）转化为S-腺苷甲硫氨酸（SAM），这是体内最重要的甲基供体。当SAM提供甲基基团后（比如参与DNA甲基化后），它转变为S-腺苷同型半胱氨酸（SAH），SAH在酶的作用下释放出腺苷，转变为同型半胱氨酸（HCY）。
综上，叶酸代谢涉及一碳代谢、胆碱代谢、甲基化修饰等，相关代谢物中包括氨基酸、叶酸、胆碱、维生素等。在检测时往往需要联用多个方法进行全面准确的定量分析。
