今日自闭症是2021年发表在EnvironmentalResearch上的一篇研究型文章，研究创新性的用高分辨率代谢组学技术，检测了孕期暴露于高度污染的空气中的ASD患者母亲血清中的代谢特征，并探究其与ASD风险的关系。
研究背景
研究表明，在怀孕等关键时期暴露于环境危险因素与易感后代神经发育障碍的风险增加有关。在过去的几十年中，许多流行病学研究表明，母亲暴露于空气污染与儿童ASD之间存在正相关关系。然而，目前还没有关于母体血清的代谢组学研究以探索产前暴露于空气污染与ASD患病风险之间的关系，关于母体代谢差异的研究也较少。
代谢组学测量的是小分子代谢物，它反映了细胞和组织的潜在生化活性，也能够捕捉由潜在的条件或环境因素引起的病理和生理变化。最近，越来越多的代谢组学研究试图在ASD儿童和成人中使用不同的分析方法来识别ASD相关的代谢物或ASD中的代谢扰动。尿液由于其易于获取的特点在大多数研究中被使用，分析发现ASD患者中碳水化合物、氨基酸、氧化应激通路和肠道菌群均发生了变化。另外，血液样本分析发现，ASD患者存在脂肪酸代谢、氧化应激和线粒体功能障碍相关的代谢物的改变。
本文通过对ASD儿童和健康对照儿童母亲的代谢物分析，旨在阐明高污染环境是否对孕期母亲代谢物产生影响，并分析对产生ASD后代的母亲的影响是否相同，以探究母体对环境暴露产生反应的代谢物与子代患ASD风险之间的关系。
研究方法
本研究从高空气污染的地区分别选取了孩子患ASD和不患ASD的母亲116名和98名，用调查问卷的方式调查其怀孕年龄、种族、受教育程度、孩子性别等人口学资料；并采集孕中期（怀孕16周）的血清，检测相关代谢物的变化。
研究结果
1.人口学资料显示，大多数病例组和对照组母亲都很年轻，受教育程度较低，且后代大部分为男孩。
2.通路富集分析发现，有17条代谢途径扰动与后代患ASD风险相关，其中，有13条途径可能与线粒体功能障碍相关。
3.改变的氨基酸通路包括：缬氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、牛磺酸、天冬酰胺、丙氨酸通路；其中，下降的有缬氨酸中间代谢物（3-甲基-2-氧丁酸）、异亮氨酸代谢产物（3-甲基-2-氧戊烷酸）、赖氨酸、苯丙氨酸和天冬酰胺；上升的有亚牛磺酸。支链氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸在外周免疫细胞和小胶质细胞中具有免疫修饰和抗炎作用；其他氨基酸如牛磺酸，苏氨酸，赖氨酸和组氨酸在ASD氧化应激状态下表现出免疫性神经调节剂作用。
肉碱在跨线粒体膜运输长链脂肪酸以产生β-氧化和产生能量方面起着至关重要的作用。研究发现，与对照组相比，ASD病例组的母亲的左旋肉碱含量较低，而α-亚麻基肉碱和四二十碳五烯基肉碱（两者都是左旋肉碱的衍生物）的含量较高。
以上结果说明，后代患ASD的母亲与三羧酸循环和线粒体功能的代谢通路发生了改变。
研究结论
1.怀孕初期的空气污染水平与后代的ASD发生发展有关。
2.与线粒体功能障碍有关的代谢途径扰动可能影响后代ASD的发育。
参考文献：
Kim,J.H.,Yan,Q.,Uppal,K.,Cui,X.,Ling,C.,Walker,D.I.,Heck,J.E.,vonEhrenstein,O.S.,Jones,D.P.,&Ritz,B.(2021).Metabolomicsanalysisofmaternalserumexposedtohighairpollutionduringpregnancyandriskofautismspectrumdisorderinoffspring.Environmentalresearch,110823.Advanceonlinepublication.
