中大研究揭示婴儿早期表观遗传改变及肠道微生态 或影响日后脑部发展
中大医学院研究团队首度揭示表观遗传变化与肠道微生态两者相互影响，并与幼童脑部发展息息相关。团队将持续探索肠道微生物与脑部发育的关系，冀开发安全、无创的早期介入措施，帮助幼童建立健康肠道，减低相关风险。
（左起）中大医学院麻醉及深切治疗学系助理教授张琳教授；中大医学院裘槎医学科学教授、香港微生物菌群创新中心（MagIC）总监及新基石研究学者黄秀娟教授；中大卓敏内科及药物治疗学讲座教授、中大医学院肠道微生物群研究中心主任兼MagIC联合总监陈家亮教授；中大医学院赛马会公共衞生及基层医疗学院副教授及MagIC助理总监黄世万教授；及中大医学院赛马会公共衞生及基层医疗学院研究助理教授彭也教授。
婴幼儿免疫与神经系统发展与初生表观遗传及微生物组关系密切，更影响日后出现神经发展障碍的风险。香港中文大学（中大）医学院研究揭示，婴儿出生时的表观遗传改变与肠道微生态两者相互影响，不但影响出生首年后的肠道微生态如何形成，亦与三岁时出现自闭症谱系障碍（ASD）及注意力不足／过度活跃症（ADHD）徵状息息相关，剖腹生产亦是关键因素之一。研究团队相信透过移植肠道微生物或益生菌有望减少相关风险，并将持续研究讨婴幼期因素对幼童健康的影响。是次研究结果已於国际顶尖期刊细胞出版社（Cell Press）旗下的《Cell Press Blue》发表。
初生后首数年对婴幼儿脑部及免疫系统发展尤为重要。过去已有不少研究显示，早期表观遗传改变及肠道微生态发展都会影响往后的健康，惟鲜有探讨两者之间有何相互作用。与稳定的人类基因组不同，表观遗传改变如同一个「分子开关」，受子宫内至出生后各种刺激而产生变化，於不改变DNA序列下，透过DNA甲基化等机制或途径影响基因如何表达，因而有机会影响幼童健康。
表观遗传影响初生首年肠道微生态发展
中大医学院跨专科团队早前展开纵向队列研究，招募969个家庭以探讨婴幼儿期的环境和饮食对肠道微生态的影响。团队分析当中571名初生婴儿脐带血的DNA甲基化模式，随后将数据与婴幼儿初生、两个月、半岁及一岁大时采集的肠道微生物菌群，以及与初生婴母亲妊娠第三孕期时的父母肠道微生物菌群作对照。
研究结果发现，初生婴儿的表观遗传改变与分娩方式、怀孕时长、有年长兄姊及母体过敏情况有关，但不受父母肠道微生态影响；至於初生儿肠道微生态发展，则受分娩方式、抗生素、有年长兄姊及母乳喂哺影响。研究进一步揭示，婴儿出生后首年的微生态发展，会受出生时表观遗传状况影响——当用於识别病原体的免疫基因出现DNA甲基化水平较高时，婴幼儿半岁时亦见肠道微生物菌群缺乏多样性。
中大医学院一项纵向队列研究发现，神经源性基因的高度甲基化与儿童三岁时较高出现ASD及ADHD的风险相关，而剖腹产有机会影响基因甲基化程度，同时令母婴转移微生物菌群减少。团队相信透过补充特定「益菌」有望减少相关风险。
研究结果亦显示，经剖腹生产的婴儿，其DNA甲基化水平与自然分娩有差别，所涉基因更与免疫系统及脑部发展相关，估计与剖腹产缺乏分娩压力与皮质醇暴露相关。另一方面，剖腹产的婴儿从母体获得的微生物菌群亦较少，惟从父体获得的微生物菌群水平则不受影响。
补充微生物菌种或可降低ASD及ADHD风险
团队随后透过行为问卷调查，评估婴幼儿三岁时的神经系统发展，并研究微生物组、表观遗传及神经发展障碍早期徵状的关系。结果显示，有ASD及ADHD徵状的三岁儿童都有特别表观遗传及肠道微生态呈现方式。当中部分基因的DNA甲基化状况与婴幼儿神经发展，如ASD及ADHD徵状有关。不过，初生首年如获补充肠道微生物Lachnospira pectinoschiza及 Parabacteroides distasonis，即使有ASD及ADHD相关的表观遗传特徵，其后出现相关徵状的机会亦较低。此研究结果反映了表观遗传、肠道微生物菌群与神经发展之间的相互关系。
是次研究的高级作者、中大卓敏内科及药物治疗学讲座教授、中大医学院肠道微生物群研究中心主任兼香港微生物菌群创新中心（MagIC）联合总监陈家亮教授表示：「是次发现有部分肠道细菌具有保护功能，结果令人振奋，反映未来或可透过饮食或摄取益生菌以改善儿童脑部发展。」
共同高级作者、中大医学院赛马会公共衞生及基层医疗学院副教授及MagIC助理总监黄世万教授表示：「我们希望了解表观遗传与微生物组於初生时如何互相影响，以及如何因此影响幼童出现ASD及ADHD等神经发展障碍的风险。结果发现婴儿初生时的表观遗传状况会影响出现神经发展障碍的风险，但或可透过补充肠道『益菌』得以纾缓。」
黄世万教授认为：「大脑健康早於出生前已有基础，但我们不希望大众以为幼童脑部发展於出生时已成定局。幼童发展受多个因素影响，而目前医学界只是揭开了这块拼图中的一小部分。」团队将持续跟进参与是次研究的幼童情况，了解早期因素如何影响幼童成长，并透过实验室研究以证实肠道微生态与神经系统发展之间关系。」
是次研究第一作者、中大医学院裘槎医学科学教授、MagIC总监及新基石研究学者黄秀娟教授指出：「研究终极目标是希望研发出既安全且非入侵性的早期介入方法，如特定益生菌或活体生物治疗药物，以培养健康的肠道微生态，长远更望减少出现神经系统发展障碍的风险。」
