中大研究揭示嬰兒早期表觀遺傳改變及腸道微生態 或影響日後腦部發展
中大醫學院研究團隊首度揭示表觀遺傳變化與腸道微生態兩者相互影響，並與幼童腦部發展息息相關。團隊將持續探索腸道微生物與腦部發育的關係，冀開發安全、無創的早期介入措施，幫助幼童建立健康腸道，減低相關風險。
（左起）中大醫學院麻醉及深切治療學系助理教授張琳教授；中大醫學院裘槎醫學科學教授、香港微生物菌群創新中心（MagIC）總監及新基石研究學者黃秀娟教授；中大卓敏內科及藥物治療學講座教授、中大醫學院腸道微生物群研究中心主任兼MagIC聯合總監陳家亮教授；中大醫學院賽馬會公共衞生及基層醫療學院副教授及MagIC助理總監黃世萬教授；及中大醫學院賽馬會公共衞生及基層醫療學院研究助理教授彭也教授。
嬰幼兒免疫與神經系統發展與初生表觀遺傳及微生物組關係密切，更影響日後出現神經發展障礙的風險。香港中文大學（中大）醫學院研究揭示，嬰兒出生時的表觀遺傳改變與腸道微生態兩者相互影響，不但影響出生首年後的腸道微生態如何形成，亦與三歲時出現自閉症譜系障礙（ASD）及注意力不足／過度活躍症（ADHD）徵狀息息相關，剖腹生產亦是關鍵因素之一。研究團隊相信透過移植腸道微生物或益生菌有望減少相關風險，並將持續研究討嬰幼期因素對幼童健康的影響。是次研究結果已於國際頂尖期刊細胞出版社（Cell Press）旗下的《Cell Press Blue》發表。
初生後首數年對嬰幼兒腦部及免疫系統發展尤為重要。過去已有不少研究顯示，早期表觀遺傳改變及腸道微生態發展都會影響往後的健康，惟鮮有探討兩者之間有何相互作用。與穩定的人類基因組不同，表觀遺傳改變如同一個「分子開關」，受子宮內至出生後各種刺激而產生變化，於不改變DNA序列下，透過DNA甲基化等機制或途徑影響基因如何表達，因而有機會影響幼童健康。
表觀遺傳影響初生首年腸道微生態發展
中大醫學院跨專科團隊早前展開縱向隊列研究，招募969個家庭以探討嬰幼兒期的環境和飲食對腸道微生態的影響。團隊分析當中571名初生嬰兒臍帶血的DNA甲基化模式，隨後將數據與嬰幼兒初生、兩個月、半歲及一歲大時採集的腸道微生物菌群，以及與初生嬰母親妊娠第三孕期時的父母腸道微生物菌群作對照。
研究結果發現，初生嬰兒的表觀遺傳改變與分娩方式、懷孕時長、有年長兄姊及母體過敏情況有關，但不受父母腸道微生態影響；至於初生兒腸道微生態發展，則受分娩方式、抗生素、有年長兄姊及母乳餵哺影響。研究進一步揭示，嬰兒出生後首年的微生態發展，會受出生時表觀遺傳狀況影響——當用於識別病原體的免疫基因出現DNA甲基化水平較高時，嬰幼兒半歲時亦見腸道微生物菌群缺乏多樣性。
中大醫學院一項縱向隊列研究發現，神經源性基因的高度甲基化與兒童三歲時較高出現ASD及ADHD的風險相關，而剖腹產有機會影響基因甲基化程度，同時令母嬰轉移微生物菌群減少。團隊相信透過補充特定「益菌」有望減少相關風險。
研究結果亦顯示，經剖腹生產的嬰兒，其DNA甲基化水平與自然分娩有差別，所涉基因更與免疫系統及腦部發展相關，估計與剖腹產缺乏分娩壓力與皮質醇暴露相關。另一方面，剖腹產的嬰兒從母體獲得的微生物菌群亦較少，惟從父體獲得的微生物菌群水平則不受影響。
補充微生物菌種或可降低ASD及ADHD風險
團隊隨後透過行為問卷調查，評估嬰幼兒三歲時的神經系統發展，並研究微生物組、表觀遺傳及神經發展障礙早期徵狀的關係。結果顯示，有ASD及ADHD徵狀的三歲兒童都有特別表觀遺傳及腸道微生態呈現方式。當中部分基因的DNA甲基化狀況與嬰幼兒神經發展，如ASD及ADHD徵狀有關。不過，初生首年如獲補充腸道微生物Lachnospira pectinoschiza及 Parabacteroides distasonis，即使有ASD及ADHD相關的表觀遺傳特徵，其後出現相關徵狀的機會亦較低。此研究結果反映了表觀遺傳、腸道微生物菌群與神經發展之間的相互關係。
是次研究的高級作者、中大卓敏內科及藥物治療學講座教授、中大醫學院腸道微生物群研究中心主任兼香港微生物菌群創新中心（MagIC）聯合總監陳家亮教授表示：「是次發現有部分腸道細菌具有保護功能，結果令人振奮，反映未來或可透過飲食或攝取益生菌以改善兒童腦部發展。」
共同高級作者、中大醫學院賽馬會公共衞生及基層醫療學院副教授及MagIC助理總監黃世萬教授表示：「我們希望了解表觀遺傳與微生物組於初生時如何互相影響，以及如何因此影響幼童出現ASD及ADHD等神經發展障礙的風險。結果發現嬰兒初生時的表觀遺傳狀況會影響出現神經發展障礙的風險，但或可透過補充腸道『益菌』得以紓緩。」
黃世萬教授認為：「大腦健康早於出生前已有基礎，但我們不希望大眾以為幼童腦部發展於出生時已成定局。幼童發展受多個因素影響，而目前醫學界只是揭開了這塊拼圖中的一小部分。」團隊將持續跟進參與是次研究的幼童情況，了解早期因素如何影響幼童成長，並透過實驗室研究以證實腸道微生態與神經系統發展之間關係。」
是次研究第一作者、中大醫學院裘槎醫學科學教授、MagIC總監及新基石研究學者黃秀娟教授指出：「研究終極目標是希望研發出既安全且非入侵性的早期介入方法，如特定益生菌或活體生物治療藥物，以培養健康的腸道微生態，長遠更望減少出現神經系統發展障礙的風險。」
