【导读】香港大学跨学科团队创新开发基于口腔微生物组的自闭症早期筛查模型,通过非侵入性唾液检测实现81%准确率。该技术突破传统行为观察法局限,可于12个月龄实施筛查,利用机器学习识别11种特异性菌群标志物,为神经发育障碍诊断提供客观生物标记,显著降低医疗成本并推动早期干预。
口腔微生物检测突破:港大跨学科团队开发自闭症早期筛查新模型
准确率达81%的非侵入性技术开启儿童神经发育障碍诊断新纪元
自闭症谱系障碍(ASD)作为全球增速最快的神经发育疾病之一,其发病率呈现显著上升趋势。美国疾控中心(CDC)2023年数据显示,8岁儿童ASD患病率已达1/36(CDC, 2023),而香港教育局2022年统计显示本地学童患病率为1/49,凸显早期筛查的紧迫性。然而,现有诊断体系存在两大痛点:
1. 确诊年龄滞后:传统行为观察法平均确诊年龄为5岁,错过0-3岁大脑可塑性黄金期;
2. 主观依赖性强:教师/家长问卷评估易受认知偏差影响,轻度患者漏诊率高达30%(《柳叶刀·儿童健康》, 2021)。
近年微生物组学研究揭示,肠道菌群通过"脑肠轴"调控神经发育的机制(Science, 2019),但侵入性取样限制临床应用。港大团队创新性提出:口腔作为消化系统门户,其微生物特征可能更早反映ASD生物标记。这一假设基于:
- 口腔微生物与肠道菌群存在显著相关性(《自然·医学》, 2020)
- 唾液采集具备无创、低成本、易标准化优势
研究团队构成
港大牙医学院联合心理学系组建跨学科团队,整合:
- 姚嘉榕教授团队:口腔微生物组学分析技术
- 沈嘉敏副教授团队:ASD儿童行为评估标准
- 临床牙科专家:儿童口腔采样标准化流程
实验设计
采用病例对照研究,纳入:
- 实验组:25名经DSM-5确诊的ASD儿童
- 对照组:30名神经发育正常儿童
通过16S rRNA测序技术分析两组口腔菌群差异。
核心发现
1. 特异性菌群标志物:鉴定出11种ASD相关菌种,包括拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度下降40%(p<0.01)、厚壁菌门(Firmicutes)比例异常升高;
2. 预测模型效能:基于机器学习构建的诊断模型准确率达81%(AUC=0.84),敏感性78%,特异性83%;
3. 临床转化路径:5分钟无创唾液采样即可完成检测,成本低于传统基因检测60%。
现有筛查体系革新
| 指标 | 传统行为评估 | 口腔微生物检测 |
|--------------|--------------|----------------|
| 检测年龄 | ≥24个月 | 12个月+ |
| 客观性 | 主观问卷 | 生物标记量化 |
| 操作成本 | 低 | 中(可规模化降低)|
| 基层适用性 | 依赖专业人员 | 社区诊所可开展 |
社会经济效益
- 早期干预窗口前移:确诊年龄可提前至2岁,抓住神经可塑性关键期;
- 医疗资源优化:基层医疗机构即可完成初筛,三级医院专注深度诊疗;
- 家庭负担降低:避免因延误诊断导致的特殊教育成本增加(香港社署数据:早期干预可减少30%长期照护支出)。
研究团队已启动第二阶段计划,将与粤港澳大湾区10家妇幼医院合作,预计2025年完成2000例样本采集。同时探索将技术整合至儿童常规牙科检查,实现"就诊即筛查"的预防医学新模式。
论文信息
Shum KK, et al. Oral microbiome biomarkers for autism spectrum disorder: A machine learning approach. Journal of Dentistry 2024; 105486. doi:10.1016/j.jdent.2024.105486
(2022年JCR牙科Q1区,IF=7.6)
技术咨询
港大心理学系 沈嘉敏副教授
kkmshum@hku.hk | (852) 3917-4223
结语
这项突破不仅为ASD筛查提供新范式,更开创了"口腔微生物-脑发育"研究新领域。随着技术成熟,未来或可拓展至ADHD、焦虑症等神经发育障碍的早期预警,重塑儿童精神健康防控体系。
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