本文中,小编整理了科学家们近期在人类自闭症研究领域取得的新进展,分享给大家!
【1】Cell Genom:破解自闭症的“隐藏基因”!新型测序技术揭示遗传统计之外的秘密
doi:10.1016/j.xgen.2026.101186
自闭症谱系障碍影响着全球约1%的儿童,在中国,0至14岁自闭症儿童 estimated数量超过200万,尽管过去二十年的研究已经发现了数百个与自闭症相关的基因,但这些已知因素只能解释部分病例,相当大比例的遗传原因至今仍是个谜,科学家称之为“遗失的遗传率”。
如今,一篇发表在国际杂志Cell Genomics上题为“Long-read genome sequencing improves detection and functional interpretation of structural and repeat variants in autism”的研究报告中,来自加州大学圣地亚哥分校等机构的科学家们通过研究揭示了这些隐藏基因变异的面貌—答案藏在一种名为“长读长全基因组测序”的新技术里。
长读长全基因组测序对结构变异和串联重复序列检测的贡献
文章中,研究人员对63个自闭症家庭的267名个体进行了长读长全基因组测序。与传统短读长测序技术相比,长读长技术能够一次性读取基因组的大片段,就像把拼图的碎片从芝麻大小变成了硬币大小,让科学家更容易发现那些复杂的基因变异。研究结果令人振奋。长读长测序将基因破坏性结构变异的检测率提升了33%,串联重复序列的检测率提升了38%。更重要的是,研究人员还发现了全新的外显子区域新生结构变异—包括体细胞变异和生殖细胞变异,这些都是短读长测序难以捕捉的“漏网之鱼”。
研究中还观察到一类此前未被描述的复杂结构变异模式:嵌套式复制-缺失事件。想象一下,如果基因组是一本书,传统测序每次只能读一两个单词,很难发现句子内部复杂的修饰关系。而长读长技术能够阅读完整句子,甚至整个段落,从而看清这些复杂的基因重排如何影响基因功能。但这项研究的突破不止于此,研究人员将基因变异分析与DNA甲基化数据结合起来,DNA甲基化是调节基因活性的小型化学修饰,相当于给基因贴上了“开关”标签。通过这种联合分析,研究人员发现了印记基因区域的缺失,并首次证明中间长度的CGG重复扩增(35-54次)对FMR1基因启动子甲基化的影响。FMR1基因是脆性X综合征的致病基因,而脆性X综合征是自闭症最常见的单基因病因之一。
【2】Nature:自闭症研究新突破,一段“不编码”的基因专门管着社交与刻板行为!
doi:10.1038/s41586-026-10515-6
自闭症谱系障碍在全球范围内的发病率持续上升,美国CDC最新数据显示,每36名8岁儿童中就有1人确诊。加拿大则有约2%的儿童和青少年患有自闭症。尽管临床表现千差万别,但社交互动障碍和重复刻板行为是贯穿谱系的核心特征。然而,目前进入临床试验的新药中,几乎没有一款是针对这两大核心症状本身设计的,原因之一在于,科学家对这两类行为背后的特异性生物学通路还知之甚少。
近日,一篇发表在国际杂志Nature上题为“An X-linked long non-coding RNA, PTCHD1-AS, and the core features of autism”的研究报告中,来自加拿大多伦多病童医院等机构的科学家们通过研究为这个难题提供了一个全新的“入口点”。文章中,研究人员锁定了一个长期被忽视的基因—PTCHD1-AS,其位于X染色体上,属于长链非编码RNA,不编码任何蛋白质。过去大多数自闭症相关基因研究都集中在编码蛋白质的基因上,目前已用于临床遗传检测的约100个自闭症相关基因或拷贝数变异几乎全是蛋白编码基因,而且它们往往同时影响认知、发育等多重功能;相比之下,PTCHD1-AS显得格外“专一”。
这项研究中,研究人员分析了9349例自闭症患者和8332例对照者的全基因组测序数据,发现27名男性自闭症患者存在X染色体微缺失,这些缺失恰好涉及PTCHD1-AS基因。统计学分析显示,该基因的破坏使男性患自闭症的风险显著升高(比值比2.56)。由于女性拥有两条X染色体,另一条通常能起到代偿作用,因此这一效应主要见于男性。
【3】自闭症社交障碍有破解之法?Nat Commun:大脑里的“社交激素”通路断了,激活受体就能修复
doi:10.1038/s41467-025-61994-6
自闭症谱系障碍(ASD)最核心的困扰,莫过于社交互动的 “鸿沟”—— 孩子可能不愿与人对视、不懂回应问候,成人或许难以维系关系、解读情绪。多年来,Shank3 基因一直被视作自闭症的 “嫌疑基因”,但它究竟如何搅乱大脑的社交齿轮,始终是个谜。
近日,发表在Nature Communications杂志上的一项研究终于破解了这个难题:来自西班牙、中国等多国的团队发现,Shank3 基因突变会切断大脑中 “社交激素” 血管加压素(AVP)的关键通路,而只要精准激活外侧隔核(LS)里的两种特定受体,就能分别修复社交能力或调节攻击性,且不会引发副作用。这一发现,为自闭症精准治疗打开了全新大门。
科学家提出自闭症社交障碍破解之法
故事要从大脑里的 “社交调控中心” 说起。外侧隔核(LS)是边缘系统的关键枢纽,负责调控社交探索、领地防御等多种社会行为,而血管加压素就是这里的 “指挥信号”。研究团队首先把目光投向了 Shank3B雄性小鼠——这类小鼠因携带自闭症相关突变,天生就有社交缺陷:在社交偏好测试中,它们不会像正常小鼠那样主动靠近装有同类的杯子;在 “常驻者-入侵者实验” 里,它们也很少表现出雄性小鼠典型的领地攻击性,甚至连主动探索同类的欲望都大幅降低。
深入追踪后,团队发现了问题的根源:小鼠大脑中分泌血管加压素的神经元 “断了线”。正常情况下,终纹床核(BNST)的血管加压素神经元会像 “电线” 一样延伸到外侧隔核,持续释放信号调控社交行为;但 Shank3B小鼠的 BNST 中,血管加压素阳性细胞数量减少,延伸到外侧隔核的纤维密度也显著降低,导致外侧隔核接收的 “社交信号” 几乎断供。更关键的是,这种损伤并非全身性的——下丘脑等其他脑区的血管加压素系统完好无损,说明问题精准出在 “BNST-外侧隔核” 这条特定通路上。
【4】Nat Commun:肠道菌群竟是自闭症的“幕后黑手”?科学家发现大脑里的“免疫内鬼”!
doi:10.1038/s41467-025-61544-0
你有没有想过,我们的肚子里住着数万亿的微生物,其不仅管消化,还可能左右你的情绪、社交,甚至是不是“社恐”?自闭症谱系障碍(ASD)作为一种常见的神经发育疾病,全球发病率逐年攀升,但病因一直成谜,传统观点认为基因是主导,但越来越多研究发现,肠道菌群可能是隐藏的关键玩家!
最近,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Gut microbiota and brain-resident CD4+ T cells shape behavioral outcomes in autism spectrum disorder”的研究报告中,来自韩国浦项科技大学等机构的科学家们通过研究揭开了肠道菌群如何通过免疫系统“遥控”大脑从而影响自闭症行为。文章中,研究人员不仅发现了一种“坏细菌”能加剧自闭症状,还通过人工智能预测出一株“好益生菌”,从而成功改善了小鼠的社交和行为障碍。更让人惊讶的是,他们找到了连接“肠—免疫—脑”轴的关键桥梁,即大脑驻留的CD4+ T细胞。
【5】Nutrients:挑食的肠道在“发炎”?自闭症孩子吃饭难题有了新线索
doi:10.3390/nu18101506
吃饭是不少家庭的“拉锯战”,对自闭症孩子的父母来说尤其如此,孩子只吃那几样东西,别的怎么劝都不碰,这不光是营养问题,可能还和肠道里的一群“不速之客”有关。
近日,一篇发表在国际杂志Nutrients上题为“Influence of Eating Behavior and Dietary Patterns on Gut Microbiota Formation in Children with Autism Spectrum Disorder”的研究报告中,来自喀山国立医科大学等机构的科学家们通过研究揭示,自闭症儿童的肠道菌群与普通孩子明显不同,而这种差异与他们的进食习惯和早期喂养方式密切相关。更重要的是,针对性的饮食调整加上益生菌或许能帮肠道“降降火”。
自闭症谱系障碍已成为全球儿童中相当常见的神经发育问题。根据近年国际监测数据,每31名4至8岁儿童中就有1人患有自闭症。除了核心的行为和社交困难,这些孩子还常常伴随免疫功能紊乱、胃肠道问题以及进食障碍。肠道和大脑之间有一条被称为“肠-脑轴”的沟通通路,肠道里的微生物通过它可能影响大脑功能。因此,弄清楚自闭症孩子的肠道菌群到底“长什么样”,以及吃什么会不会改变它们具有重要的现实意义。
【6】自闭症是大脑过度生长?Cell Stem Cell:培育出人类皮层类器官,发现自闭症相关大脑过度生长的关键细胞
doi:10.1016/j.stem.2025.12.001
自闭症的早期诊断与干预一直是医学领域的难题,而大脑过度生长已被证实是自闭症的重要早期生物标志物。近日,北卡罗来纳大学教堂山分校医学院 Jason Stein 博士团队在Cell Stem Cell杂志发表的重磅研究,为这一谜题带来了突破性答案:他们通过脑类器官模型,成功识别出两种与自闭症相关大脑尺寸变化密切相关的关键细胞,不仅验证了模型模拟早期大脑发育的可靠性,更为自闭症的早期筛查和靶向干预开辟了全新路径。
自闭症是一种复杂的神经发育障碍,全球发病率持续上升,给无数家庭带来沉重负担。长期以来,研究人员发现,部分自闭症患儿在婴儿期就会出现大脑体积异常增大的现象,但背后的细胞和分子机制始终不明确。
此前,由北卡罗来纳大学教堂山分校主导的婴儿脑成像研究网络(IBIS),通过近 20 年的追踪,对具有高自闭症家族风险的婴儿大脑进行了系统扫描,为理解自闭症的早期脑部特征积累了宝贵数据。而 Stein 团队的这项新研究,正是基于 IBIS 的临床资源,搭建了连接临床观察与细胞机制的桥梁。
【7】Neuron:冯国平/路中华合作揭示自闭症谱系障碍的行为表型与神经生物标志物
doi: 10.1016/j.neuron.2026.04.018
SHANK3基因的单倍剂量不足是Phelan-McDermid综合征(PMS)的主要原因,这是一种伴有智力障碍和自闭症谱系障碍的严重神经发育疾病。2026年5月12日,美国麻省理工学院冯国平、Robert Desimone及中国科学院深圳先进技术研究院路中华共同通讯在Neuron在线发表题为“Behavioral phenotypes and neuronal biomarkers in F1 mutant macaque model of SHANK3-associated autism spectrum disorders”的研究论文。该研究构建了F1代SHANK3杂合突变猕猴,通过多任务阵列系统揭示了睡眠障碍、社交缺陷、刻板行为及听觉处理异常,并建立了可量化的生物标志物。
机理模式图(图源自Neuron)
Phelan-McDermid综合征(PMS),也称为22q13缺失综合征,其特征为发育迟缓、智力障碍、语言障碍和自闭症谱系障碍(ASD)症状。位于染色体22q13上的SHANK3基因已被确定为PMS的关键致病基因,单拷贝SHANK3功能丧失突变与PMS患者的神经或神经行为症状相关。为了直接探究SHANK3在神经发育障碍中的作用,此前生成了5只SHANK3突变猕猴的创始者,但其中2只为纯合/复合杂合突变体,且所有创始者突变猴均存在不同程度的嵌合现象。这些创始者表现出一些核心的行为、生理和环路异常,类似于人类PMS患者的症状。
然而,迫切需要更好地理解F1代杂合猕猴(其所有细胞类型均携带单拷贝突变,与人类PMS患者相似)的表型。此外,更全面的表型分析可能揭示PMS和ASD的潜在生物标志物,从而有助于临床评估和治疗干预措施的开发。
【8】Sci Adv:自闭症患者的嗅觉“打分器”为何失灵?路中华/周雯/张勃等发现SHANK3基因突变是关键,并定位大脑故障点
doi:10.1126/sciadv.aea3775
SHANK3基因突变是自闭症谱系障碍(ASD)的主要单基因病因之一,通常伴有重要的感觉异常。然而,SHANK3缺失对嗅觉处理的影响及其潜在的神经机制尚不清楚。2026年5月6日,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)生物医学与健康工程研究所、医学成像科学与技术系统全国重点实验室路中华团队联合中国科学院心理研究所周雯、深圳湾实验室张勃团队在Science Advances 在线发表题为SHANK3 mutations disrupt olfactory valence coding across species, with cortical amygdala mechanisms identified in mice的研究论文。
该研究发现了SHANK3突变患者与Shank3突变小鼠在嗅觉效价感知方面存在跨物种的破坏。携带SHANK3突变的患者表现出以效价为导向的嗅探行为与脑电图(EEG)反应受损,而Shank3B突变小鼠对具有吸引力和令人厌恶的气味均表现出迟钝的行为反应。
在小鼠中,这些行为缺陷与气味诱发的钙信号减弱以及皮质杏仁核(CoA)中兴奋性突触传递减少相关,而皮质杏仁核是嗅觉效价处理的关键节点。急性CoA特异性Shank3基因敲除可重现这些缺陷,而靶向恢复CoA中的Shank3表达则可挽救气味诱导的觅食与厌恶行为。该研究结果揭示了SHANK3在编码嗅觉效价中的保守功能,并确定了小鼠中皮质杏仁核功能障碍为一种环路机制。
【9】Cell Reports:空间转录组学和单细胞测序技术揭示自闭症大脑的衰老相关变化
doi:10.1016/j.celrep.2026.117191
2026年3月25日,华南师范大学张帅帅特聘研究员、马晓冬研究员联合南方医科大学陈荣清教授于Cell Reports期刊在线发表了题为Spatial and single-cell transcriptomics reveals the senescence-associated changes in MIA-induced ASD male mouse brain的研究论文。自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)是一种神经发育障碍,全世界约有7800万人患有该疾病,在美国,每36名儿童中就有1名患有该疾病。目前尚无特异性的生物标志物被发现和应用于临床诊断。
该研究的工作示意图
众多的遗传和环境因素以及复杂的基因-环境相互作用与ASD风险增加密切相关,这使得在ASD治疗中寻找理想的干预靶点尤其具有挑战性。人类流行病学证据表明,产前母体感染各种病原体,如弓形虫、风疹病毒、巨细胞病毒或COVID-19,以及由此产生的免疫激活,可能在后代的ASD发病机制中起关键作用。为了支持流行病学数据,动物实验表明,通过细菌模拟脂多糖或病毒模拟多肌苷-多胞酸(polyinosic-polycytidylic acid, poly I:C)注射建立的母体免疫激活(MIA)模型经常用于诱导后代ASD相关的神经病理和行为改变。
MIA诱导的ASD发病涉及复杂的分子和细胞机制。据报道,促炎细胞因子白细胞介素-(IL)-17a是MIA后代神经发育和行为异常的核心机制。母体细胞因子IL-6和分节丝状细菌(SFB)存在于母体微生物群中,作为IL-17a的上游,促进Th17细胞的分化和随后IL-17a的产生。
【10】Nature:张新河等人发现自闭症确诊的年龄不同,成因和干预方法截然不同
doi:10.1038/s41586-025-09542-6
自20世纪40年代最早的描述以来,自闭症一直被认为是一种出现在儿童早期的疾病。然而,现在有更大比例的自闭症患者从儿童中期开始接受自闭症诊断,而不是在儿童早期。较晚的自闭症诊断与较高的同时发生的精神健康状况有关。尚不清楚早期和晚期诊断的自闭症是否有不同的发育轨迹和基因谱。
2025年10月1日,剑桥大学张新河及Varun Warrier共同通讯在Nature在线发表题为Polygenic and developmental profiles of autism differ by age at diagnosis的研究论文,该研究利用来自四个独立出生队列的纵向数据,证明了两种不同的社会情感和行为轨迹与诊断年龄有关。
在自闭症个体的独立队列中,常见的遗传变异约占自闭症诊断年龄差异的11%,与个体社会人口统计学和临床因素的贡献相似,后者通常解释不到15%的差异。研究人员进一步证明自闭症的多基因结构可以被分解为两个适度遗传相关的自闭症多基因因素。(生物谷Bioon.com)