Отличия микробиоты ротовой полости детей с РАС коррелируют со снижением когнитивных функций

Считается, что причина расстройств аутистического спектра (РАС) — в сочетании генетических факторов и факторов окружающей среды. Было выявлено более 180 генов, ассоциированных с РАС, но предполагается, что их больше 1000. Кроме унаследованных и de novo вариантов, свою роль может играть и микробиом. Было показано, что микробиом влияет на периферическую и центральную нервные системы, их развитие и функционирование. Микробиом кишечника детей с РАС отличается от контролей, как и микробиом ротовой полости. В частности, в последнем повышается количество бактерий Streptococcus и Haemophilus и снижается число бактерий Prevotella и Actinomyces. Также было показано снижение числа бактерий видов Campylobacter concisus и Streptococcus vestibularis. Однако роль микробиома ротовой полости в развитии нервной системы и РАС не до конца ясна. В новой работе международная группа ученых проанализировала микробиом ротовой полости членов 2025 семей из США, когорта SPARK-WGS (7812 участников, включая 2154 ребенка с РАС, 1646 нейротипичных братьев и сестер (НТ), 2012 матерей и 2000 отцов). Они охарактеризовали состав микробиома рта и провели корреляцию с характерными для РАС чертами.

Авторы секвенировали образцы, получив 821 миллиард прочтений, не относящихся к человеку (105 млн прочтений на образец). Они детектировали 1320 видов бактерий, 11 видов грибов и два вида архей (примерно 161 вид на образец). Это выше, чем в других когортах, но результат не был связан с контаминацией.

Всего исследователи выявили 108 видов, связанных с РАС или НТ: 52 преобладали в слюне детей с РАС. Самую сильную связь показали виды Actinomyces hongkongensis, Actinomyces johnsonii, Cutibacterium acnes, вид Eikenella NML 130454 и Rothia dentocariosa. Еще 56 видов были ассоциированы с НТ, включая Eubacterium sulci, Oribacterium parvum, Prevotella pallens, Prevotella shaii и Prevotella jejunii. Авторы исключили влияние лекарств.

С НТ в основном были связаны анаэробные виды, а микробиомы детей с РАС были обогащены аэробными и аэотолерантными видами. Возможно, это связано с дыханием через рот. Микробная нагрузка выше при плохой гигиене полости рта. Это было больше характерно для детей с РАС, но влияние плохой оральной гигиены не было сильно выражено. A. hongkongensis, вид Eikenella NLM130154, вид Streptococcus 056, Actinomyces georgiae и комменсал кожи Propionibacterium propionicum были ассоциированы с РАС и с высокой микробной нагрузкой (с плохой гигиеной). Другой комменсал кожи — C. acnes — не был связан с гигиеной. С другой стороны, R. dentocariosa и R. aerea были отрицательно связаны с высокой микробной нагрузкой, но положительно — с РАС. Так что дело не может быть только в гигиене полости рта. Авторы проанализировали ассоциацию между оральным микробиомом и генетической предрасположенностью к РАС, но связи не выявили.

Исследователи использовали прогнозируемый IQ, если дети не проходили тесты в клинических условиях. Прогнозируемый IQ положительно коррелировал с координацией движения, отрицательно — с нехваткой социального общения и повторяющимися движениями. Была выявлена связь между IQ и составом орального микробиома, которую нельзя было полностью объяснить худшей гигиеной полости рта при низком IQ. Пищевое поведение влияло на микробиом не так сильно.

Микробиом детей с РАС сильнее отличался от родительских, чем микробиот НТ. Вероятно, дело в снижении социального взаимодействия. Отличия были более выраженными при низком IQ, но при повышении IQ сглаживались.

С НТ были ассоциированы сигнальные пути, связанные с метаболизмом глутамата, а с РАС — сигнальные пути деградации триптофана, серотонина, ГАМК и ароматических биогенных аминов. Также авторы выявили три фермента, ассоциированные с РАС, — серотониноксидаза, 5-гидроксииндолацетальдегидредуктаза и 5-гидроксииндолацетальдегиддегидрогеназа. Они могут служить биомаркерами для идентификации видов, связанных с РАС, в микробиоме полости рта.

Далее авторы проанализировали базу модулей кишечник-мозг, то есть микробных генов, потенциально кодирующих нейроактивные вещества. Из 56 модулей 19 были ассоциированы с РАС и 9 — с НТ. С РАС в основном были ассоциированы деградация дофамина и ГАМК.

Таким образом, основной фактор, коррелирующий с различиями в микробиоте ротовой полости детей с РАС и НТ, — это нарушение когнитивных функций. Авторы предполагают, что есть связь между когнитивными функциями, образом жизни, микробиомом ротовой области и путями, ассоциированными с нейротрансмиттерами. Маловероятно, что нейротрансмиттеры из слюны могут преодолеть гематоэнцефалический барьер и напрямую влиять на центральную нервную систему. Однако они (и производящие их микробы) могут повлиять на нейроны кишечника. Для проверки этих предположений необходимы дополнительные исследования.

Дополнительная Y-хромосома повышает риск расстройств аутистического спектра у людей с анеуплоидией