自闭症谱系障碍(ASD)是一种神经发育障碍,其特征是社交互动、沟通、行为以及感觉信息处理方面的差异。值得注意的是,自闭症在人群中的表现形式多种多样,从需要高支持水平(3级)的个体,到能够独立生活但存在社交沟通困难的个体(1级)均有涵盖。但是,目前还没有一个标准化的系统,能够根据自闭症的生物学(而非行为学)特征对其进行亚型分类。一项发表在《科学进展》上的新研究,利用静息态功能性磁共振成像(fMRI)数据(来自自闭症脑成像数据交换(ABIDE)数据库)确定了两种不同的自闭症亚型。亚型1的特征是默认模式网络(DMN) 与突显网络(SN) 之间的功能连接增强。而亚型2的特征则是DMN与SN之间的功能连接减弱。与亚型1相比,亚型2的参与者在自闭症诊断观察量表(ADOS)上的社交情感评分更差(症状更严重),在执行功能(连线测试(TMT)B部分)方面的表现也更差。这些连接模式在独立的ABIDE队列中得到了验证。该研究为自闭症的分层医学提供了生物学依据,并可能指导个性化的治疗干预(例如,针对亚型1使用GABA能激动剂,针对亚型2使用谷氨酸能拮抗剂)。
静息态功能性磁共振成像(fMRI)
静息态功能性磁共振成像(fMRI)用于测量大脑在静息状态下(即不执行任何任务时)自发活动的波动。这些血氧水平依赖(BOLD)信号的波动在不同的脑区之间是相关的,从而形成了“功能连接”。
自闭症谱系障碍(ASD)的功能连接
默认模式网络(DMN)是一个脑区网络(包括内侧前额叶皮层(mPFC)、后扣带回(PCC)、颞顶交界处(TPJ)),在自我参照思维、社会认知和心理理论中发挥作用。突显网络(SN)是一个脑区网络(包括前扣带回(ACC)、前脑岛(AI)),在检测内外部显著刺激并引导注意力方面发挥作用。此前,已有研究在自闭症谱系障碍(ASD)中观察到DMN和SN的功能连接(FC)发生了改变,但结果并不一致(既有过高也有过低)。
主要发现
1. 亚型1
亚型1的特征是DMN与SN之间的功能连接增强(正相关)。与亚型2相比,亚型1的参与者在ADOS社交情感评分上较好(症状较轻)。
2. 亚型2
亚型2的特征是DMN与SN之间的功能连接减弱(负相关)。与亚型1相比,亚型2的参与者在ADOS社交情感评分上更差(症状更严重),在执行功能(连线测试(TMT)B部分)方面的表现也更差。
临床意义
1. 分层医学
自闭症谱系障碍(ASD)患者可通过静息态功能性磁共振成像(fMRI)进行亚型分类(亚型1 vs. 亚型2)。亚型1(连接过高)的患者可能会从GABA能激动剂(如布美他尼、氯硝西泮)中获益。亚型2(连接不足)的患者可能会从谷氨酸能拮抗剂(如美金刚、利鲁唑)中获益。
2. 经颅磁刺激(TMS)
对于亚型2的患者,重复经颅磁刺激(rTMS)(例如,对背外侧前额叶皮层(DLPFC)施加10 Hz刺激)可用于增强DMN与SN之间的连接。
未来方向
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纵向研究:对自闭症谱系障碍(ASD)患儿进行长达5-10年的纵向随访,以评估其功能连接亚型(1 vs. 2)是否会随时间发生改变。
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治疗分层:在一项随机对照试验(RCT)中,将自闭症谱系障碍(ASD)患者根据其功能连接亚型(1 vs. 2)进行分层,并随机分配至“GABA能激动剂”组与“安慰剂”组。主要结局:12周时的ADOS社交情感评分。
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基因-脑关联:对自闭症谱系障碍(ASD)患者进行全基因组测序(WGS),以确定与功能连接亚型相关的遗传变异。
结论
这项发表在《科学进展》上的研究发现,基于DMN-SN功能连接,自闭症谱系障碍(ASD)存在两种不同的亚型。 这些连接模式在不同队列中均得到了验证,为自闭症的分层医学提供了生物学依据。