Skrining dini terhadap gangguan perkembangan saraf seperti autisme penting untuk memastikan anak-anak mendapatkan dukungan yang mereka perlukan untuk memperoleh keterampilan dasar dalam kehidupan sehari-hari. American Academy of Pediatrics merekomendasikan agar semua anak dilakukan skrining untuk mengetahui adanya keterlambatan perkembangan, dengan skrining tambahan bagi mereka yang lahir prematur atau dengan berat badan lahir rendah.
Namun, Satuan Tugas Layanan Pencegahan AS menyerukan penelitian lebih lanjut mengenai efektivitas praktik skrining autisme saat ini. Terutama berdasarkan daftar periksa dan gejala, diagnosis autisme saat ini juga bergantung pada pengamatan perilaku yang sering kali muncul setelah tahap perkembangan utama berlalu.
Para peneliti dan dokter berupaya mengembangkan alat sederhana dan andal yang dapat mengidentifikasi tanda-tanda awal atau faktor risiko dari kondisi tersebut sebelum gejalanya menjadi jelas. Meskipun pemeriksaan dini dapat menyebabkan risiko diagnosis yang berlebihan, memahami kebutuhan perkembangan anak dapat membantu mengarahkan keluarga ke sumber daya yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut dengan lebih cepat.
Kami adalah peneliti yang mempelajari peran mikrobioma dalam berbagai kondisi, seperti penyakit mental, autoimunitas, obesitas, kelahiran prematur, dan lain-lain. Dalam penelitian kami yang baru-baru ini dipublikasikan mengenai anak-anak di Swedia, kami menemukan bahwa mikroba dan metabolit yang dihasilkannya di usus bayi – baik yang ditemukan dalam tinja maupun darah tali pusat – dapat membantu mendeteksi risiko kondisi perkembangan saraf seperti autisme pada anak. Dan perbedaan-perbedaan ini sudah dapat dideteksi sejak lahir atau pada tahun pertama kehidupan. Penanda ini rata-rata terlihat lebih dari satu dekade sebelum anak-anak didiagnosis.
Semakin cepat kebutuhan anak diketahui, semakin cepat kebutuhan tersebut dapat dipenuhi. Olha Romaniuk/iStock melalui Getty Images Plus Mikroba sebagai Biomarker
Biomarker adalah indikator biologis – seperti gen, protein, atau metabolit dalam darah, tinja, atau jenis sampel lainnya – yang menandakan adanya suatu kondisi pada waktu tertentu. Tidak ada biomarker yang diketahui untuk autisme. Upaya untuk menemukan biomarker sebagian besar terhambat oleh fakta bahwa autisme memiliki banyak jalur potensial yang mengarah ke sana, dan para peneliti cenderung mengabaikan bagaimana penyebab-penyebab ini dapat bekerja sama secara keseluruhan.
Salah satu biomarker potensial untuk kondisi perkembangan saraf seperti autisme adalah mikroba usus. Hubungan antara usus dan otak, atau poros usus-otak, merupakan bidang yang sangat menarik bagi para ilmuwan. Mikroba usus memainkan peran penting dalam kesehatan, termasuk kekebalan, keseimbangan neurotransmitter, kesehatan pencernaan, dan banyak lagi.
Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk memetakan seperti apa mikrobioma “khas” berdasarkan usia dan sistem organ. Para peneliti menunjukkan bahwa mikrobioma cukup dipersonalisasi untuk membedakan antara dua orang atau dua rumah tangga bahkan lebih baik daripada genetika, dengan perbedaan kolonisasi yang dimulai sejak awal kehidupan.
Mikrobioma mengalami perubahan besar selama masa kanak-kanak. Ini membentuk dan membentuk sistem kekebalan tubuh dan dipengaruhi oleh perubahan dan peristiwa kehidupan. Faktor-faktor seperti genetika, lingkungan, gaya hidup, infeksi dan obat-obatan juga berperan.
Gejala gastrointestinal seperti diare, nyeri, dan sembelit sering terjadi pada anak autis dan ADHD, dengan sebanyak 30% hingga 70% pasien autisme juga didiagnosis menderita gangguan gastrointestinal fungsional. Masalah GI yang tidak diobati juga dapat menyebabkan gangguan tidur dan perilaku tambahan pada anak-anak. Sebuah studi percontohan kecil menemukan bahwa anak-anak dengan autisme menunjukkan perbaikan pada saluran pencernaan dan gejala terkait autisme setelah mikroba sehat dipindahkan ke usus mereka, dan beberapa manfaatnya bertahan hingga dua tahun.
Usus dan otak Anda terhubung erat.
Namun, sebagian besar penelitian tentang mikrobioma dan kondisi perkembangan saraf terbatas pada orang yang sudah didiagnosis menderita ADHD, autisme, atau kondisi lainnya, dan penelitian ini sering kali menunjukkan hasil yang beragam. Keterbatasan ini menimbulkan pertanyaan penting: Apakah mikrobioma berperan langsung dalam perkembangan autisme dan kondisi perkembangan saraf lainnya, atau apakah perubahan komposisi mikrobioma merupakan konsekuensi dari kondisi itu sendiri?
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mikrobioma tidak ada hubungannya dengan autisme di masa depan. Namun, penelitian ini memiliki keterbatasan yang signifikan: penelitian ini tidak memeriksa ketidakseimbangan mikroba sebelum diagnosis atau timbulnya gejala. Sebaliknya, penelitian-penelitian ini berfokus pada anak-anak yang sudah didiagnosis menderita autisme, membandingkan mereka dengan saudara mereka dan anak-anak neurotipikal yang tidak memiliki hubungan. Dalam kebanyakan kasus, data dan sampel makanan dikumpulkan beberapa tahun setelah diagnosis, yang berarti penelitian ini tidak dapat menguji apakah ketidakseimbangan mikroba menyebabkan autisme.
Mikroba itu penting
Kami bertanya-tanya apakah mempelajari bakteri yang hidup pada anak-anak sebelum mereka didiagnosis atau menunjukkan gejala autisme atau kondisi lain dapat memberi kita petunjuk tentang perkembangan saraf mereka. Jadi, kami memeriksa darah tali pusat dan tinja yang dikumpulkan pada usia sekitar 1 tahun dari peserta dalam penelitian yang sedang berlangsung yang disebut Semua Bayi di Swedia Tenggara, yang memantau kesehatan sekitar 17.000 anak yang lahir antara tahun 1997 dan 1999 dan orang tua mereka. Kami memantau anak-anak ini sejak lahir, hampir 1.200 di antaranya kemudian didiagnosis menderita gangguan perkembangan saraf pada usia 23 tahun.
Kami menemukan perbedaan signifikan dalam komposisi bakteri dan tingkat metabolit yang berkembang sebelum gejala kondisi perkembangan saraf—seperti gangguan pencernaan, gugup, dan masalah tidur—serta diagnosis medis formal. Perbedaan-perbedaan ini mencakup banyak kondisi, termasuk autisme, ADHD, dan gangguan bicara.
Kami kemudian menghubungkan bakteri tersebut dengan neurotransmitter – sinyal kimia yang membantu sel-sel otak berkomunikasi – dan vitamin seperti riboflavin dan vitamin B dalam tinja anak. Mengingat penelitian sebelumnya terhadap anak-anak dan orang dewasa yang telah didiagnosis dengan gangguan perkembangan saraf, kami berharap dapat menemukan perbedaan komposisi mikrobioma dan kesehatan antara mereka yang memiliki dan tanpa kondisi perkembangan saraf.
Namun kami terkejut saat mengetahui betapa dini perbedaan ini muncul. Kita telah melihat variabilitas mikroba dan metabolit yang mempengaruhi kesehatan kekebalan dan otak, antara lain pada tinja yang diambil dari popok anak sekitar usia 1 tahun dan darah tali pusat yang dikumpulkan saat lahir.
Para peneliti telah mengidentifikasi hubungan antara ketidakseimbangan Akkermansia muciniphila dan perkembangan gangguan perkembangan saraf di kemudian hari. Zhang dkk. 2019/Bioteknologi mikroba, CC BI-SA
Ketidakseimbangan dalam komposisi mikroba – yang oleh para ahli mikrobiologi disebut sebagai disbiosis – yang kami amati menunjukkan bahwa pemulihan yang tidak sempurna akibat penggunaan antibiotik berulang kali dapat berdampak besar pada anak-anak selama periode rentan ini. Demikian pula, kami melihat bahwa infeksi telinga yang berulang dikaitkan dengan peningkatan dua kali lipat kemungkinan terkena autisme.
Anak-anak yang menggunakan antibiotik berulang kali dan memiliki ketidakseimbangan mikroba secara signifikan lebih mungkin terkena autisme. Secara khusus, anak-anak yang tidak memiliki Coprococcus, bakteri yang berhubungan dengan kesehatan mental dan kualitas hidup, serta peningkatan prevalensi Citrobacter, bakteri yang dikenal memiliki resistensi antimikroba, dan penggunaan antibiotik berulang kali, memiliki kemungkinan dua hingga empat kali lebih besar untuk mengalami gangguan perkembangan saraf. kekacauan.
Antibiotik diperlukan untuk pengobatan infeksi bakteri tertentu pada anak-anak, dan kami menekankan bahwa temuan kami tidak berarti bahwa penggunaannya harus dihindari sepenuhnya. Orang tua sebaiknya menggunakan antibiotik jika dokter anak meresepkannya dan menganggapnya perlu. Sebaliknya, penelitian kami menunjukkan bahwa penggunaan antibiotik berulang-ulang pada masa kanak-kanak mungkin menandakan disfungsi kekebalan tubuh atau gangguan perkembangan otak, yang mungkin dipengaruhi oleh mikrobioma usus. Bagaimanapun, penting untuk mempertimbangkan apakah anak-anak dapat memperoleh manfaat dari pengobatan untuk memulihkan mikroba usus setelah mengonsumsi antibiotik, sebuah bidang yang sedang kami pelajari secara aktif.
Ketidakseimbangan mikroba lain pada anak-anak yang kemudian didiagnosis menderita gangguan perkembangan saraf adalah berkurangnya Akkermansia muciniphila, bakteri yang memperkuat lapisan usus dan berhubungan dengan neurotransmiter yang penting untuk kesehatan saraf.
Bahkan setelah kami memperhitungkan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi komposisi mikroba usus, seperti cara bayi dilahirkan dan menyusui, hubungan antara ketidakseimbangan bakteri dan diagnosis di masa depan tetap ada. Dan ketidakseimbangan ini rata-rata terjadi sebelum diagnosis autisme, ADHD, atau disabilitas intelektual selama 13 hingga 14 tahun, sehingga membantah asumsi bahwa ketidakseimbangan mikroba usus berasal dari pola makan.
Kami menemukan bahwa lipid dan asam empedu berkurang dalam darah tali pusat bayi dengan autisme di masa depan. Senyawa ini memberikan nutrisi bagi bakteri menguntungkan, membantu menjaga keseimbangan kekebalan tubuh, dan mempengaruhi sistem neurotransmitter dan jalur sinyal di otak.
Skrining mikrobioma pada kunjungan anak sehat
Skrining mikrobioma bukanlah praktik umum pada kunjungan anak sehat. Namun temuan kami menunjukkan bahwa mengungkap ketidakseimbangan bakteri menguntungkan dan berbahaya, khususnya selama periode kritis perkembangan anak usia dini, dapat memberikan wawasan penting bagi dokter dan keluarga.
Masih banyak jalan yang harus ditempuh sebelum pemeriksaan tersebut menjadi bagian standar perawatan anak. Para peneliti masih memerlukan metode yang tervalidasi untuk menganalisis dan menafsirkan data mikrobioma di klinik. Juga tidak jelas bagaimana perbedaan bakteri berubah dari waktu ke waktu pada anak-anak di seluruh dunia—tidak hanya bakteri mana yang ada atau tidak, namun juga bagaimana bakteri tersebut dapat membentuk respon imun dan metabolisme. Namun temuan kami menegaskan kembali semakin banyak bukti bahwa mikrobioma usus awal memainkan peran penting dalam membentuk perkembangan saraf.