科學家研究發燒對自閉症的影響
科學家們正在追蹤父母和其他照顧者多年前所報告的現象:當一些自閉症譜系障礙患者感染並發燒時,他們的自閉症相關症狀似乎會改善。
麻克斯基金會 (The Marcus Foundation) 提供的兩筆新資助,讓麻省理工學院 (MIT) 和哈佛醫學院 (Harvard Medical School) 的科學家希望能解釋這個現象,並最終開發出模仿「發燒效應」的療法,以改善症狀。
麻省理工學院腦與認知科學系的神經科學家喬莉亞·蔡 (Gloria Choi) 教授表示:「雖然這並不是因為發燒本身引起的,但『發燒效應』是真實存在的,這為我們提供了開發療法的機會,以減輕自閉症譜系障礙的症狀。」
蔡教授將與哈佛醫學院免疫學副教授洪俊 (Jun Huh) 合作,這兩所機構的資助總額為210萬美元,為期三年。
洪教授說:「據我所知,『發燒效應』可能是唯一一種自然現象,能使發展性自閉症症狀顯著改善,雖然只是暫時的。我們的目標是了解這一現象在細胞和分子層面上是如何發生的,找出免疫驅動因素,並產生持久的效果,造福廣泛的自閉症患者。」
麻克斯基金會已經參與自閉症相關工作超過30年,幫助推動這個領域的發展,並關注從提高認識到治療和新診斷設備的各個方面。
麻克斯基金會的創始人兼主席伯尼·馬克斯 (Bernie Marcus) 表示:「我一直對治療和減輕自閉症症狀的新方法感興趣,蔡博士和洪博士專注於一個大膽的理論。我希望這個麻克斯基金會醫學研究獎能幫助他們的理論實現,最終改善自閉症兒童及其家庭的生活。」
大腦與免疫系統的互動
在過去十年中,洪教授和蔡教授一直在研究感染與自閉症之間的聯繫。他們的研究表明,與發燒相關的有益效果可能來自感染期間免疫系統中的分子變化,而不是單純的體溫升高。
他們在小鼠的研究顯示,母親在懷孕期間的感染,受到母體微生物組成的影響,可能導致後代出現神經發育異常,進而產生類似自閉症的症狀,例如社交能力受損。洪教授和蔡教授的實驗室追蹤到這一影響與母親體內一種叫做IL-17a的免疫信號分子水平升高有關,這種分子作用於發展中胎兒的大腦細胞受體,導致大腦皮層中一個叫做S1DZ的區域過度活躍。在另一項研究中,他們發現母親的感染似乎會使後代在以後的生活中感染時產生更多的IL-17a。
基於這些研究,2020年的一篇論文澄清了自閉症背景下的發燒效應。這項研究顯示,因母親感染而在子宮中發展出自閉症症狀的小鼠,在感染時會顯示出社交能力的改善,這一發現與人類的觀察相符。科學家們發現,這一效應依賴於IL-17a的過度表達,這在此情境下似乎能平靜受影響的大腦電路。當科學家們將IL-17a直接施加到那些母親在懷孕期間未感染的小鼠大腦中時,治療仍然能改善症狀。
新的研究和樣本
這項工作表明,通過給予額外的IL-17a來模仿「發燒效應」,可能對多種自閉症譜系障礙產生類似的治療效果,儘管它們的根本原因不同。但這項研究也留下了許多未解的問題,必須在開發任何臨床可行的療法之前回答。IL-17a究竟是如何導致小鼠症狀緩解和行為改變的?發燒效應在人類中是否以相同的方式運作?
在這個新項目中,蔡教授和洪教授希望詳細回答這些問題。
蔡教授說:「通過了解發燒效應背後的科學,以及症狀改善的機制,我們可以獲得足夠的知識來模仿它,即使在那些不自然經歷發燒效應的個體中。」
蔡教授和洪教授將繼續在小鼠中進行研究,尋找IL-17a及類似分子引發的分子、細胞和神經電路效應的序列,這些效應導致社交能力的改善和重複行為的減少。他們還將深入研究為什麼暴露於母親感染的小鼠的免疫細胞會被激活以產生IL-17a。
為了研究人類中的發燒效應,蔡教授和洪教授計劃建立一個「生物樣本庫」,收集自閉症志願者的樣本,無論他們是否經歷與發燒相關的症狀,以及沒有自閉症的可比志願者。科學家們將測量、編目並比較這些樣本中的免疫系統分子和細胞反應,以確定發燒效應的生物學和臨床標記。
如果研究揭示出經歷發燒改善的人的免疫反應具有不同的細胞和分子特徵,研究人員可能能夠利用這些見解開發一種療法,模仿發燒的好處而不引起實際的發燒。詳細說明免疫反應在大腦中的作用將有助於設計出能產生類似效果的療法。
洪教授表示:「我們非常感激並興奮能有這個機會。我們希望我們的工作能夠『激起一些塵埃』,並邁出發現發燒反應根本原因的第一步。也許在未來的某一天,受到我們工作的啟發的新療法將幫助改變許多家庭及其自閉症兒童的生活。」
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