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长期以来,人们一直在想是什么导致了自闭症。这是一个复杂的话题,其背后的科学正在不断发展。我们现在知道,这不仅仅是一个方面,而是多种因素的混合。

这篇文章探讨了科学家们所了解的遗传和环境影响,以及它们如何可能一起作用。

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科学界对自闭症起因的共识是什么?

自闭症有单一的已知原因吗?

长期以来,人们一直在寻找导致自闭症的单一原因。这样看似更简单。但随着科学家了解的深入,他们清楚地发现自闭症并非由单一因素引起, 它的情况要复杂得多。

目前科学界一致认为,自闭症谱系障碍 (ASD) 是由复杂的多种因素共同作用引起的。 这一认识随着时间的推移发生了转变,从寻找单一触发因素,转变为认识到多种影响因素的结合。

这种复杂性意味着我们无法将任何被诊断出患有自闭症的人的病因,归咎于某一个特定的事件或接触物。

为什么很难确定导致自闭症的某个特定原因?

一个人大脑的发育方式受到随着时间推移发生的许多事情的影响。这包括他们继承的遗传基因,以及可能在出生前和出生后影响发育的各种环境因素。

因为每个人都有独特的基因蓝图,并且经历着不同的环境接触,所以导致自闭症的具体因素组合因人而异。这就是为什么神经科学研究侧重于确定一般的风险因素,而不是为所有人寻找单一的原因。

遗传如何影响自闭症谱系障碍?

多年的研究已经清楚地表明,遗传在自闭症谱系障碍中起着重要作用。虽然这不像单个基因导致自闭症那么简单,但家庭和双胞胎研究一致表明,自闭症往往有家族遗传倾向。

这表明存在强大的遗传因素,尽管确切的遗传模式很复杂,且在大多数情况下并不遵循简单的孟德尔定律。

有什么证据表明自闭症是遗传性的?

针对存在自闭症家庭的研究,特别是那些有多个孩子被诊断出患有自闭症的家庭(多发病家庭),显示其他家庭成员也患有自闭症或有相关特征的可能性更高。

双胞胎研究在这方面特别具有启发性。同卵双胞胎(单卵变异)拥有近 100% 相同的基因,与分享约 50% 基因的异卵双胞胎(双卵变异,与其他亲兄弟姐妹类似)相比,他们表现出高得多的共显性率。这种差异强烈表明遗传因素是主要的促成原因。

常见遗传变异和罕见遗传变异有什么区别?

当科学家研究与自闭症相关的基因时,他们发现了常见和罕见的遗传变异。

常见变异是 DNA 中的微小变化,存在于很大一部分人群中。虽然每个常见变异可能只会稍微增加患自闭症谱系障碍的风险,但拥有很多这样的变异可能会产生累积效应。

另一方面,罕见的遗传变异,包括像拷贝数变异 (CNV) 这样更大的变化,甚至是单基因突变,都可能对个人的风险产生重大影响。这些罕见变异通常存在于对大脑发育和功能至关重要的基因中,特别是那些参与脑细胞如何交流(突触)的基因。

自闭症会在不遗传自父母的情况下发生吗?

有时,导致自闭症的基因变化并非遗传自父母,而是在受孕时自发产生的。这些被称为新生突变。

研究发现,这些自发突变在自闭症谱系障碍患者中比在普通人群中更常见。有趣的是,一些研究已经注意到受孕时父亲的年龄与这些新生突变的发生之间存在关联,这表明年龄较大的父亲将这种遗传变化传给下一代的概率可能会略高。

这些自发突变也在自闭症谱系障碍的发展中起着重要作用。

哪些遗传综合征通常与自闭症相关?

有时,自闭症谱系障碍会与其他特定的遗传疾病共同出现。这并不仅仅是巧合;它们指向了可以影响大脑发育的共同生物学通路。

例如,已知雷特综合征或脆性 X 综合征等疾病出现自闭症特征的概率较高。同样,某些染色体异常,例如 15 号染色体上的特定复制,也与此相关。

这些遗传综合征通常涉及脑细胞交流方式的受阻,特别是在突触——神经元传递信号的微小间隙处。 研究表明,许多此类综合征会影响突触可塑性,即大脑改变和适应的能力。这种联系非常重要,因为这表明即使遗传原因在表面上看起来不同,但它们可能会汇聚在对大脑健康至关重要的类似生物学过程上。

了解这些相关的综合征可以帮助研究人员理清自闭症复杂的遗传背景。它表明自闭症并不是单一的实体,而是可能起源于不同的遗传起点,并最终影响共同的发育通路。

这些知识对于诊断以及探索可能针对这些潜在生物学机制的治疗靶点非常重要。

环境风险因素在自闭症研究中意味着什么?

在自闭症研究中,环境是指人基因之外、能影响发育的所有因素。这包括在出生前、出生期间或出生后不久发生的各种影响。

为什么研究重点放在环境影响上?

将环境因素视为有可能被改变或避免的影响。研究人员研究这些因素,是因为它们为预防提供了可能性。

这些影响可与遗传易感性相互作用,这意味着一个人可能存在遗传易感性,而环境因素随后可能触发或增加自闭症发生的可能性。

哪些产前和围产期因素会影响自闭症风险?

研究人员研究的许多环境影响发生在怀孕期间(产前)或分娩前后(围产期)。这些时期是大脑发育的关键时期,任何干扰都可能产生重大影响。已研究的一些因素包括:

  • 母亲的健康状况: 母亲在怀孕期间的某些健康问题和大脑障碍,如糖尿病、肥胖、高血压(如先兆子痫)或感染,与自闭症风险增加有关。服用特定药物,如某些抗癫痫药(如丙戊酸),也会被注意到。

  • 毒素接触: 怀孕期间接触环境污染物,如空气污染或农药,是另一个研究领域。这些物质有可能影响胎儿发育。

  • 父母年龄: 父母双方年龄过小或过大都与风险的变化有关。

分娩相关的事件如何影响自闭症的发展?

在分娩和分娩过程中或之后不久发生的事件也会被考虑在内。这些可能包括:

  • 早产: 在预产期之前很久出生的婴儿通常面临更高的各种发育差异风险,包括自闭症。

  • 低出生体重: 同样,分娩时体重极轻的婴儿也是自闭症研究中备受关注的群体。

  • 分娩并发症: 分娩过程中缺氧(新生儿窒息)等问题会影响新生儿的大脑,研究人员正在研究其潜在影响。

  • 怀孕间隔: 两次怀孕之间的时间非常短也可能是研究人员调查的一个因素。

必须记住,这些是风险因素,而不是直接原因。许多接触这些因素的儿童并没有患上自闭症,而许多自闭症患者并没有接触到任何已知的环境风险。科学研究还在继续,致力于不断了解这些因素与遗传信息相互作用的复杂方式。

环境因素如何在自闭症中与基因相互作用?

环境因素能影响基因表达吗?

环境因素实际上可以改变基因的表现方式,这一领域被称为表观遗传学。这意味着一个人在出生前、出生期间甚至在生命早期接触到的某些东西,都有可能“开启”或“关闭”与自闭症相关的某些基因。

例如,研究表明,在怀孕期间接触某些污染物或被感染,可能与个人的遗传背景发生相互作用,从而影响大脑发育。

为什么大脑发育的关键窗口期很重要?

在整个怀孕期和生命早期的几年中,大脑都在迅速发育。这些时期被称为关键窗口期,因为大脑对外界影响特别敏感。在这些时期发生的事件或接触到的东西可能对大脑的联结方式产生更显著的影响。

例如,因产前感染或分娩并发症导致的大脑发育微妙平衡受到干扰,可能会与儿童的遗传易感性产生相互作用。

遗传因素与环境影响之间复杂的相互作用是当前自闭症研究的一个关键领域。 科学家们正在努力确定特定的遗传变异和环境接触,当这些因素结合在一起时,可能会增加诊断出自闭症的可能性。

关于自闭症成因最常见的谣言和误区有哪些?

哪些关于自闭症的理论已被科学证伪?

多年来,关于自闭症成因的许多说法在流传,但科学研究一致表明,其中一些是不真实的。

其中流传最广的谣言之一是疫苗与自闭症之间的联系。涉及数十万儿童的广泛研究表明,没有证据支持这一说法。暗示这种联系的原始研究由于存在严重缺陷和伦理问题,已被撤回。

其他理论,例如涉及饮食或教养方式的理论,也经过了调查,并没有被发现是自闭症谱系障碍的成因。虽然怀孕期间的某些环境因素会增加风险,并且一些饮食干预措施可能有助于管理某些症状,但它们本身不被认为是自闭症谱系障碍的主要成因。

关于自闭症的科学认识是如何演变的?

我们今天所知道的一切都是建立在数十年的研究之上的,新的发现也在不断完善我们的认识。20 世纪 40 年代里奥·坎纳 (Leo Kanner) 早期关于自闭症的观点主要集中在社交缺陷上。虽然社交沟通差异仍然是核心特征,但自闭症谱系障碍的定义和认识已经显著拓宽。

这种演变反映在 DSM-5 等诊断手册中,这些手册现在将自闭症视为一个谱系。这意味着它对每个人的影响不同,并且伴随着广泛的优势和挑战。

瞻望未来:基因、环境和未来研究

关于自闭症的科学研究仍在发展阶段,显然我们的基因和我们所处的环境都在起作用。虽然遗传似乎有重大影响,但研究也指出,出生前、出生期间或出生后存在的环境因素可能会增加孩子的患病风险。

科学家们正在积极研究这些遗传和环境因素是如何相互作用的。这项正在进行的研究非常重要,因为它可以帮助识别那些可能从早期支持和疗愈服务中受益的儿童。

参考文献

  1. Yasuda, Y., Matsumoto, J., Miura, K., Hasegawa, N., & Hashimoto, R. (2023). Genetics of autism spectrum disorders and future direction. Journal of Human Genetics, 68(3), 193-197. https://doi.org/10.1038/s10038-022-01076-3

  2. Kramer, I., Lipkin, P H., Marvin, A. R., & Law, P. A. (2015). A Genetic Multimutation Model of Autism Spectrum Disorder Fits Disparate Twin Concordance Data from the USA and Canada. International scholarly research notices, 2015, 519828. https://doi.org/10.1155/2015/519828

  3. Neale, B. M., Kou, Y., Liu, L., Ma’Ayan, A., Samocha, K. E., Sabo, A., ... & Daly, M. J. (2012). Patterns and rates of exonic de novo mutations in autism spectrum disorders. Nature, 485(7397), 242-245. https://doi.org/10.1038/nature11011

  4. Kong, A., Frigge, M. L., Masson, G., Besenbacher, S., Sulem, P., Magnusson, G., ... & Stefansson, K. (2012). Rate of de novo mutations and the importance of father’s age to disease risk. Nature, 488(7412), 471-475. https://doi.org/10.1038/nature11396

常见问题

关于自闭症起因的主要科学观点是什么?

大多数科学家认为,自闭症是由与人的基因及其所处环境相关的多种因素共同作用引起的。

基因是如何促成自闭症的?

研究,特别是涉及双胞胎的研究表明,遗传可以解释很大一部分风险。科学家们已经确定了许多基因,当它们发生某些变化或变异时,会增加一个人患自闭症的几率。

导致自闭症的遗传变化总是从父母那里继承的吗?

并不总是。虽然一些遗传变化是继承自父母的,但其他变化可能在儿童发育过程中首次发生。这些被称为“新生”突变。每个人有时都会有这些新的变化,但在极少数情况下,它们会导致自闭症。

在谈论自闭症起因时,“环境”指的是什么?

在自闭症研究中,“环境”是指影响儿童的、除 DNA 之外的任何因素。这包括在出生前、出生期间或出生后不久发生的事情,例如接触某些物质、怀孕期间的健康状况或分娩期间的并发症。

与自闭症相关的环境因素有哪些例子?

研究人员正在研究的一些环境因素包括怀孕期间接触空气污染或某些化学物质、母亲在怀孕期间患有糖尿病或感染等健康状况,以及分娩时的并发症,例如极度早产或极低出生体重。

自闭症中的基因与环境相互作用是什么?

这指的是基因和环境因素之间如何产生相互作用。例如,环境因素可能会影响基因显现的方式(开启或关闭),或者某种遗传基因可能会使一个人对环境风险更加敏感。

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克里斯蒂安·布尔戈斯

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