今天的研究,根據美國俄亥俄州立大學、英國南安普頓大學的相關研究整理,主要探討ADHD兒童經過治療后腸道菌群的顯著變化以及對癥狀改善的影響。
注意力缺陷多動障礙(ADHD)是兒童期常見的神經發育障礙,全球約 7.6% 的兒童深受其害,其發病機制尚未明確,治療面臨諸多挑戰。近年來,研究發現腸道微生物群落與 ADHD 的發生發展密切相關,為 ADHD 的治療提供了新的視角。腸道微生物通過影響神經遞質的合成與釋放、調節免疫系統以及參與腸道屏障功能等多種途徑,與大腦進行雙向通訊,從而影響宿主的行為和認知功能。例如,腸道微生物能夠合成多種神經遞質,如多巴胺、5-羥色胺等,這些神經遞質與 ADHD 的核心癥狀密切相關。同時,腸道微生物失衡可導致腸道屏障功能受損,使得有害物質進入血液循環,進而引發全身性炎癥反應,影響大腦的正常功能。因此,調節腸道微生物群落可能成為改善 ADHD 癥狀的有效途徑。
研究目的與設計
本研究旨在探究 ADHD 兒童在接受微量營養素補充治療后,其腸道微生物群落發生的變化,揭示營養干預改善癥狀的潛在機制。研究依托青少年 ADHD 微量營養素(MADDY)研究,采用雙盲隨機對照試驗設計。共納入 44 名 ADHD 患兒作為研究對象,將其隨機分配至微量營養素組(33 人)和安慰劑組(11 人)。干預周期為 8 周,在此期間,微量營養素組每日補充包含 36 種成分的微量營養素,而安慰劑組則服用外觀相似的安慰劑。研究過程嚴格遵循醫學倫理準則,所有家長均簽署知情同意書,兒童也獲得各機構審查委員會的批準。
研究流程圖
研究方法
樣本采集與處理
在基線、第 8 周以及第 16 周三個時間點,收集患兒的糞便樣本。使用 OMNIgene-gut 收集試劑盒進行樣本采集,該試劑盒能夠確保樣本在室溫下穩定保存 60 天,便于后續運輸及分析。樣本采集后,盡快儲存在 -80℃環境中,以最大程度保持微生物活性及原始狀態,直至完成 DNA 提取等實驗操作。
微生物組數據分析
運用 16S rRNA 擴增子測序技術,針對 V4 高變區進行分析。通過 DADA2 和 Silva SSU 數據庫等專業工具對測序數據進行處理,以獲得準確的微生物群落組成信息。在數據分析過程中,重點關注 α 多樣性(反映樣本內微生物豐富度和均勻度)以及 β 多樣性(衡量不同樣本間微生物組成的差異),并深入探究各細菌分類單元在不同干預組以及不同時期的相對豐度變化情況。
研究結果
微量營養素對腸道微生物多樣性的影響
從整體微生物多樣性來看,補充微量營養素后,腸道微生物的均勻度(α 多樣性指標之一)以及 β 多樣性均發生了顯著改變。具體而言,相較于安慰劑組,微量營養素組的 α 多樣性呈現升高趨勢,意味著微生物群落的組成更為豐富且分布更加均勻。在 β 多樣性分析中,微量營養素組與安慰劑組之間的樣本微生物組成差異顯著增大,表明微量營養素干預使得患兒腸道微生物群落朝著獨特方向發展。
特定細菌類群的豐度變化
在門水平上,微量營養素組的放線菌門數量較安慰劑組明顯減少。放線菌門在之前多項研究中被發現與 ADHD 患兒的腸道微生物特征相關聯,其數量降低或許暗示著患兒腸道微生態環境朝著有利方向轉變。在科水平上,兩種產丁酸菌科——理克氏菌科和顫螺菌科在微量營養素組的相對豐度顯著增加。丁酸作為一種重要的短鏈脂肪酸,具有抗炎、調節免疫以及維持腸道屏障功能等諸多益處,這類產丁酸菌的增多可能對緩解 ADHD 癥狀起到積極作用。
微量營養素與腸道微生物的相互作用機制
微量營養素的補充可能通過多種途徑調節腸道微生物群落。例如,維生素和礦物質等微量營養素可以作為輔因子參與細菌的代謝過程,影響細菌的生長和繁殖。某些微量營養素還可能調節腸道微環境的氧化還原狀態和酸堿平衡,從而為有益菌的生長創造有利條件,同時抑制有害菌的過度生長。此外,微量營養素可能通過調節宿主的免疫系統,間接影響腸道微生物的組成和功能。
微生物變化與 ADHD 癥狀改善的關聯
研究中觀察到放線菌門數量減少以及產丁酸菌科增多與患兒對微量營養素治療的積極反應存在關聯。放線菌門的降低可能減輕了其在 ADHD 患兒中潛在的促炎作用,從而緩解了神經系統的炎癥狀態,改善患兒的大腦功能和行為表現。而丁酸作為短鏈脂肪酸,不僅能夠為腸道上皮細胞提供能量,維護腸道屏障功能,減少炎癥因子的產生與釋放,還可能通過腸 - 腦軸的神經、內分泌以及免疫調節通路,將有益信號傳遞至大腦,進而調節神經遞質的合成與釋放,改善患兒的注意力、多動以及沖動等核心癥狀。
腸道營養治療與傳統藥物治療的對比
與傳統的 ADHD 藥物治療相比,基于調節腸道微生物的營養治療展現出了獨特且顯著的優勢。傳統藥物治療主要依賴于刺激劑類藥物,例如哌甲酯和阿莫西汀等。這些藥物雖能在一定程度上緩解 ADHD 癥狀,但存在諸多局限性。一方面,藥物治療的療效個體差異較大,部分患兒對刺激劑反應不佳,表現為癥狀改善不明顯或副作用難以耐受。另一方面,長期使用刺激劑類藥物可能引發一系列不良反應,如食欲減退、睡眠障礙、生長遲緩以及心血管系統異常等。此外,藥物治療需要嚴格按照醫囑定時定量給藥,患兒及其家庭的治療依從性面臨挑戰,一旦中斷用藥,癥狀容易復發。
相比之下,腸道營養治療通過調節腸道微生物群落,從根本上改善患兒的腸道微生態環境,進而對大腦功能和行為產生積極影響。這種治療方式具有多方面的優勢。首先,營養治療的安全性較高。微量營養素是人體正常生理活動所必需的物質,按照科學合理劑量進行補充,通常不會引起嚴重的不良反應,患兒的耐受性良好。其次,營養治療的療效具有一定的持久性。通過持續改善腸道微生物群落的結構與功能,有望從根源上糾正與 ADHD 相關的神經發育異常,即使在治療結束后,這種積極的腸道微生態平衡仍可能維持一段時間,從而實現長期的癥狀改善。再者,營養治療的綜合效益顯著。除了改善 ADHD 癥狀外,合理的營養補充還能增強患兒的免疫力,促進整體生長發育,改善患兒的身心健康狀況。最后,腸道營養治療的依從性相對較高。營養補充劑通常具有較好的口感和劑型,便于患兒長期服用,且無需頻繁就醫調整治療方案,減輕了患兒家庭的負擔。
周邊研究與案例
一些研究探討了特定益生菌對 ADHD 患兒的潛在益處。例如,植物乳植桿菌 KLDS1.0386 復合制劑被發現能夠改善 ADHD 兒童的腦電活動和神經遞質水平,從而緩解多動和沖動行為。此外,一項納入 65 名 ASD 患兒的對照研究發現,聯合益生菌治療者其癥狀和行為較單獨應用行為分析(ABA)訓練者明顯改善。另一項隨機雙盲安慰劑對照試驗表明,在接受植物乳桿菌 PS128 膠囊治療 4 周后,患兒多動或沖動行為、破壞性行為等較對照組明顯改善且治療效果與年齡負相關。這些研究表明,通過調節腸道微生物群落,可能為 ADHD 等神經發育障礙的治療提供新的策略。
結論
本研究深入剖析了 ADHD 兒童在接受微量營養素治療后腸道微生物群落的顯著變化,為理解微量營養素改善 ADHD 癥狀的潛在機制提供了關鍵線索。研究結果揭示了放線菌門數量降低以及產丁酸菌科增多等微生物特征變化與治療效果之間的關聯,為未來開發基于腸道微生物調節的新型 ADHD 治療策略奠定了基礎。然而,鑒于研究的局限性,仍需開展更多大規模、長周期且嚴格控制的臨床試驗,進一步驗證并拓展本研究的發現,以期為 ADHD 患兒帶來更精準、更有效的營養干預治療方案。
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