Otizm spektrum bozukluğunun bağırsak bakteri florası (mikrobiyota) ile ilişkisinin araştırılması
A study of the relationship betweeen Gut Microbiota and Autism Spectrum Disorders
Yazar: GÜLSÜM YİTİK
Danışman: DOÇ. ONUR BURAK DURSUN
Atatürk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Bağırsaklar = Intestines ; Enzime bağlı immünosorbent testi = Enzyme-linked immunosorbent assay ; Gastrointestinal mikrobiyom = Gastrointestinal microbiome ; Kalprotektin = Calprotectin ; Lipopolisakkaritler = Lipopolysaccharides ; Mikrobiyota = Microbiota ; Otistik bozukluklar = Autistic disorder ; Otizm spektrum bozukluğu = Autism spectrum disorder ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Giriş: Otizm spektrum bozukluğu (OSB), prevalansı tüm dünyada giderek artan, kesin bir etiyolojisi ve etkili bir medikal tedavi yöntemi henüz bulunmamış çocukluk çağı nörogelişimsel bozukluklarından biridir. Eş tanı oranının sıklığı, hastalığın kronik gidişatı, tanı alan çocukların ebeveynlerinin toplumda veya günlük hayatta yaşadığı maddi ve manevi zorluklar OSB'yi önemli bir halk sağlığı sorunu haline getirmiştir. Hastalığın etiyolojisine ve tedavisine yönelik artan bilimsel çalışmalar, son zamanlarda Bağırsak-Beyin-Mikrobiyota aksı üzerine odaklanmıştır. Bu çalışmada amacımız, otizm etiyolojisinde suçlanan bu aksın, bağırsak mikrobiyota kompozisyonu ve kan parametreleri ile incelenmesi ve otizm tanısı olmayan kardeşler ile sağlıklı kontroller arasındaki farkların belirlenmesidir.
Yöntem: Çalışmamız 4-12 yaş arası OSB tanısı alan 30 çocuk, bu çocukların OSB tanısı almayan çalışmaya dâhil edilme ölçütlerini karşılayan 30 kardeş ve 30 sağlıklı kontrol olmak üzere 3 gruptan oluşmaktadır. Katılımcılara sosyodemografik veri formu, Gelişim ve Ruhsal Sağlık Değerlendirmesi(DAWBA) ve Gastrointestinal Semptom Şiddet İndeksi(GSI) doldurulmuş ve DSM-V tabanlı klinik görüşme yapılmıştır. Ayrıca, çalışmaya katılın OSB tanılı olgulara klinisyen tarafından CARS uygulanmıştır. Çalışmaya katılan tüm çocuklardan, alana ilişkin yazında bildirilen usule göre venöz kan örneği ve gaita numunesi alınmıştır. Serum örneklerinde LBP ve s-CD14 düzeyleri, gaita numunesinde ise kalprotektin düzeyi ELISA yöntemi ile değerlendirilmiştir. Katılımcıların bağırsak mikrobiyota kompozisyonu ise real-time PCR yöntemi ile incelenmiştir.
Bulgular: OSB'li grubun ve kardeş grubunun bağırsak mikrobiyota içerik ve sayısının birbirine benzediği ancak kontrol grubundan farklı olduğu görülmüştür. Her üç grup incelendiğinde, sağlıklı kontrollerin genel bakteri sayısının, Firmicutes şubesinin ve Bifidobacterium alt türünün diğer iki gruptan anlamlı olarak yüksek olduğu tespit edildi (sırasıyla p=0,001/p=0,008/p=0,000). Çalışmamızda OSB'li olgularda gastrointestinal semptomların daha sık görüldüğü ve GSI puanları ile CARS toplam puanı arasında orta düzeyde pozitif korelasyon olduğu saptanmıştır(r=0,512/p= 0,004). LBP ve s-CD14 değerleri en yüksek kardeş grubunda ölçülmüş olup, istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermiştir (sırasıyla p=0,000; p=0,000). Fekal kalprotektin medyan değeri, gruplar arasında anlamlı fark göstermez iken (p=0,951); en yüksek medyan değer kardeş grubunda, en düşük medyan değer ise kontrol grubunda belirlenmiştir. Ayrıca, fekal kalprotektin ve s-CD14 ile CARS toplam puanı arasında pozitif yönde bir ilişki saptanmıştır (sırasıyla r=0,369/p=0,049; r=0,407/p=0,026).
Sonuç: Çalışmamız beyin-bağırsak aksının önemli bir parçası olan bağırsak mikrobiyotasının otizm etiyolojisindeki rolünü araştırmıştır. Elde edilen veriler, otizm etiyolojisinde doğrudan bir sebep olamayacağını, hastalığa eşlik eden komorbid durumların etiyolojisinde etkili olabileceğini düşündürmüştür. Genetik yatkınlık, çoğul çevresel faktörler ve epigenetik mekanizmalar gibi multifaktoriyel etmenlerin birlikte bu sürece katkı sağladığı görüşü desteklenmiştir. Altta yatan mekanizmaların ve ilişkilerin tespit edilmesi için kardeş grubunun da yer aldığı geniş örneklemli ileri çalışmalara gereksinim vardır.

Anahtar Kelimeler: Otizm Spektrum Bozukluğu, Mikrobiyota, İnflamasyon, İntestinal permeabilite, LBP, s-CD14, fekal kalprotektin

Abstract:
Objectives: Autism spectrum disorder (ASD) is one of the neurodevelopmental disorders of childhood, whose prevalence is increasing worldwide, with no clear etiology and an effective medical treatment method. The frequency of the rate of comorbidity, the chronicity of the disease, the financial and moral difficulties experienced by the parents of children in the community or in daily life have made autism a major public health problem. Increasing scientific studies on the etiology and treatment of the disease have recently focused on the bowel-brain-microbiota axis. The aim of this study was to investigate the axon microbiota composition and blood parameters accused in the etiology of autism and to determine the differences between healthy controls and non-autism-diagnosed siblings.

Methods: The participants of this study consisted of 3 groups of 30 subjects, including autism, siblings of children with autism and healthy control groupin 4-12 age range. All participants were assessed according to DSM 5 criteria, and administeredGastrointestinal Severity Index (GSI) and Development and Well-Being Assessment (DAWBA).Childhood Autism Rating Scale (CARS) was only applied for ASD group. Lipopolysaccharide binding protein (LBP) and soluble CD14 were assayed in serum samples, and calprotectin was determined by ELISA method in feces. Differences and variability of GM were analyzed via quantitative real-time PCR between groups.
Results: The mean age of the participants was 8.39 (± 2.45), and 61,1% (n = 55) male and 38,9% (n = 35) female were consisted. 18 (60%) of the case and sibling groups with the same socio-demographic characteristics were in urban areas and 12 (40%) were in rural areas; all control group have lived in urban areas. There was no statistically significant difference between two groups in terms of the presence of psychiatric disease in the family.A significant difference was found between three groups in terms of the copy numbers of GM (p=0,001). When compared to control group, it was seen that microbial of copy number case and sibling groups decreased. GSI scores of case group were significantly higher than others, and related to CARS scores. The median value of fecal calprotectin was higher in sibling group, but no statistically significant difference was found between three groups (p=0,951). A correlation was determined between fecal calprotectin and CARS scores(r=0,369/p=0,049). The mean value ofs-CD14 and LBP were the highest in the sibling group and a significant difference was found between three groups (respectively p=0,000; p=0,000).

Conclusion: Our study investigated the role of intestinal microbiota as an important part of the gut-brain axis in the etiology of autism and showed that there was no sufficient cause alone. Multifactorial factors, such as genetic predisposition, multiple environmental factors, and epigenetic mechanisms, have been supported to contribute to this process. In order to determine the underlying mechanisms and relationships, detailed studies with a sample of the sibling group are needed.

Keywords: Autism Spectrum Disorder, Microbiota, Inflammation, Intestinal permeability, LBP, s-CD14, fecal calprotectin