DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1687691
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561085
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Wanping BU وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
يتناول قسم ورقة البحث العلاقة المعقدة بين اضطراب طيف التوحد (ASD) والميكروبيوم المعوي، مع تسليط الضوء على الخصائص العصبية التنموية للاضطراب، بما في ذلك عجز التواصل الاجتماعي والسلوكيات المتكررة. ويؤكد أن ما يقرب من نصف مرضى ASD يعانون من أعراض gastrointestinal، مما يشير إلى دور كبير للميكروبيوم المعوي في مسببات ASD. تحدد المراجعة النتائج الرئيسية، مثل انخفاض تنوع الميكروبيوم المعوي ونسبة Bacteroidetes/Firmicutes غير المتوازنة لدى مرضى ASD، والتي قد تؤثر على النتائج العصبية السلوكية من خلال محور الأمعاء-الدماغ. يتم الإشارة إلى المستقلبات غير الطبيعية من الميكروبيوم المعوي، بما في ذلك الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة والمركبات الفينولية، كوسائط حاسمة يمكن أن تفاقم الأعراض من خلال التأثير على نفاذية الحاجز الدموي الدماغي (BBB)، والالتهاب العصبي، وتوازن الناقلات العصبية.
تؤكد الخاتمة على التفاعلات المتعددة الأوجه بين الميكروبيوم المعوي وASD، مؤكدة أن عدم التوازن وارتفاع مستويات المستقلبات غير الطبيعية تسهم في الأعراض gastrointestinal والسلوكية. وتبرز إمكانية التدخلات المستهدفة للميكروبيوم المعوي، مثل التمارين والتعديلات الغذائية، لتحسين نتائج المرضى. ومع ذلك، تشير الورقة إلى القيود الكبيرة في الأبحاث الحالية، بما في ذلك الآليات الجزيئية غير الواضحة وتباين استجابة الأفراد للتدخلات. يتم تشجيع الدراسات المستقبلية لاستكشاف العلاقات السببية داخل المسار العصبي الميكروبي، واستخدام تقنيات متعددة الأوميات والذكاء الاصطناعي لاستراتيجيات العلاج الشخصية، والتحقيق في آثار الميكروبيوم الأمومي خلال الحمل على خطر ASD. تشمل المجالات الرئيسية لمزيد من البحث تحديد علامات حيوية جديدة لـ ASD وإقامة فهم منهجي لتنظيم الميكروبيوم خلال الفترات الحرجة للتنمية العصبية.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة اضطراب طيف التوحد (ASD)، وهو حالة عصبية تنموية متعددة الأوجه تتميز بالتحديات في التفاعل الاجتماعي، والتواصل، والسلوك، مع انتشار ملحوظ يبلغ حوالي 2.3% في الولايات المتحدة و0.70% في الصين بين الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 6 إلى 12 عامًا. من المتوقع أن يرتفع انتشار ASD، ويعاني نسبة كبيرة من الأفراد (حتى 48.67%) من مشاكل gastrointestinal، مما يشير إلى وجود صلة محتملة بين الجهاز الهضمي وتطور الاضطراب وتقدمه. يتم ملاحظة الفسيولوجيا gastrointestinal غير الطبيعية، بما في ذلك زيادة نفاذية الأمعاء وتغيرات الميكروبيوم، بشكل متكرر لدى مرضى ASD.
تسلط الورقة الضوء على العلاقة بين الميكروبيوم المعوي وASD، مشيرة إلى أن الأطفال المصابين بالتوحد غالبًا ما يظهرون انخفاضًا في تنوع الميكروبيوم وانحرافات في تطوير الميكروبيوم مقارنة بالأقران العصبيين الطبيعيين. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤدي التغيرات في الميكروبيوم المعوي للأمهات إلى زيادة خطر ASD في النسل. مع التقدم في تقنيات التسلسل، حظي دور الميكروبيوم المعوي ومستقلباته في التأثير على ASD باهتمام، مما دفع الدراسات الرصدية التي تهدف إلى تعديل الميكروبيوم المعوي لتخفيف أعراض ASD. تهدف المراجعة إلى استكشاف عدم التوازن في الميكروبيوم المعوي، وتأثير محور الأمعاء-الدماغ على مسببات ASD، واستراتيجيات العلاج المحتملة التي تستهدف الميكروبيوم المعوي، بهدف توضيح الآليات الكامنة وراء ASD وتعزيز أساليب التدخل.
مناقشة
تسلط المناقشة الضوء على العلاقة الكبيرة بين الميكروبيوم المعوي غير المنظم والأعراض gastrointestinal لدى الأفراد المصابين باضطراب طيف التوحد (ASD). يعاني حوالي 48.67% من مرضى ASD من مشاكل gastrointestinal، والتي تكون أكثر شيوعًا بشكل ملحوظ في هذه الفئة مقارنة بالسكان العامين. تشير الأبحاث إلى أن تكوين الميكروبيوم المعوي لدى مرضى ASD يختلف بشكل ملحوظ عن الأفراد العصبيين الطبيعيين، مع انخفاض ملحوظ في نسبة Bacteroidetes/Firmicutes. يرتبط هذا عدم التوازن بكل من الأعراض gastrointestinal والتجليات العصبية السلوكية، مما يشير إلى علاقة ثنائية الاتجاه بين صحة الأمعاء وأعراض ASD. تدعم الدراسات الحيوانية هذه العلاقة، حيث تظهر أن زراعة الميكروبيوم المعوي من مرضى ASD في الفئران الخالية من الجراثيم تحفز سلوكيات مشابهة لـ ASD.
علاوة على ذلك، تناقش الورقة دور المستقلبات المستمدة من الميكروبيوم المعوي في مسببات ASD. يمكن أن تؤثر هذه المستقلبات، بما في ذلك الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) وبعض الأحماض الأمينية، على وظيفة الدماغ والسلوك من خلال آليات مختلفة، بما في ذلك تعديل الاستجابة المناعية وإشارات الناقلات العصبية. تم ربط عدم تنظيم هذه المستقلبات، مثل ارتفاع مستويات p-cresol وحمض البروبيونيك، بشدة أعراض ASD. تؤكد النتائج على أهمية الحفاظ على توازن الميكروبيوم المعوي للصحة العامة وتقترح أن التدخلات التي تستهدف الميكروبيوم المعوي قد تقدم إمكانات علاجية لتخفيف الأعراض المرتبطة بـ ASD.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1687691
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561085
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Wanping BU et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
The research paper section discusses the intricate relationship between Autism Spectrum Disorder (ASD) and gut microbiota, highlighting the disorder’s neurodevelopmental characteristics, including social communication deficits and repetitive behaviors. It emphasizes that nearly half of ASD patients experience gastrointestinal symptoms, suggesting a significant role for gut microbiota in ASD pathogenesis. The review identifies key findings, such as reduced gut microbiota diversity and an imbalanced Bacteroidetes/Firmicutes ratio in ASD patients, which may influence neurobehavioral outcomes through the gut-brain axis. Abnormal metabolites from gut microbiota, including short-chain fatty acids and phenolic compounds, are noted as critical mediators that can exacerbate symptoms by affecting blood-brain barrier (BBB) permeability, neuroinflammation, and neurotransmitter balance.
The conclusion underscores the multifaceted interactions between gut microbiota and ASD, confirming that dysbiosis and abnormal metabolite levels contribute to gastrointestinal and behavioral symptoms. It highlights the potential of gut microbiota-targeted interventions, such as exercise and dietary modifications, to improve patient outcomes. However, the paper points out significant limitations in current research, including unclear molecular mechanisms and the variability of individual responses to interventions. Future studies are encouraged to explore the causal relationships within the microbiota-neural pathway, utilize multi-omics and artificial intelligence for personalized treatment strategies, and investigate the implications of maternal microbiota during pregnancy on ASD risk. Key areas for further research include identifying novel biomarkers for ASD and establishing a systematic understanding of microbiota regulation during critical neurodevelopmental periods.
Introduction
The introduction of the paper discusses Autism Spectrum Disorder (ASD), a multifaceted neurodevelopmental condition marked by challenges in social interaction, communication, and behavior, with a notable prevalence of approximately 2.3% in the United States and 0.70% in China among children aged 6 to 12 years. The prevalence of ASD is anticipated to rise, and a significant proportion of individuals (up to 48.67%) experience gastrointestinal issues, indicating a potential link between the gastrointestinal system and the disorder’s development and progression. Abnormal gastrointestinal physiology, including increased intestinal permeability and microbiome alterations, is frequently observed in ASD patients.
The paper highlights the relationship between gut microbiota and ASD, noting that children with autism often exhibit reduced microbiota diversity and deviations in microbiota development compared to neurotypical peers. Additionally, changes in maternal gut microbiota may elevate the risk of ASD in offspring. With advancements in sequencing technologies, the role of gut microbiota and its metabolites in influencing ASD has gained attention, prompting observational studies aimed at modulating gut microbiota to alleviate ASD symptoms. The review intends to explore the dysbiosis of gut microbiota, the gut-brain axis’s impact on ASD pathogenesis, and potential therapeutic strategies targeting gut microbiota, aiming to elucidate the mechanisms underlying ASD and enhance intervention approaches.
Discussion
The discussion highlights the significant association between dysregulated gut microbiota and gastrointestinal symptoms in individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD). Approximately 48.67% of ASD patients experience gastrointestinal issues, which are notably more prevalent in this population compared to the general demographic. Research indicates that the composition of gut microbiota in ASD patients differs markedly from that of neurotypical individuals, with a notable decrease in the Bacteroidetes/Firmicutes ratio. This dysbiosis is linked to both gastrointestinal symptoms and neurobehavioral manifestations, suggesting a bidirectional relationship between gut health and ASD symptoms. Animal studies further support this connection, demonstrating that transplanting gut microbiota from ASD patients into germ-free mice induces ASD-like behaviors.
Moreover, the paper discusses the role of gut microbiota-derived metabolites in the pathogenesis of ASD. These metabolites, including short-chain fatty acids (SCFAs) and specific amino acids, can influence brain function and behavior through various mechanisms, including modulation of the immune response and neurotransmitter signaling. Dysregulation of these metabolites, such as elevated levels of p-cresol and propionic acid, has been linked to the severity of ASD symptoms. The findings underscore the importance of maintaining a balanced gut microbiome for overall health and suggest that interventions targeting gut microbiota may offer therapeutic potential for alleviating ASD-related symptoms.