自閉症児における細菌ゲノムの構造変異は、診断バイオマーカーとして機能する。

背景：腸内細菌叢のdysbiosisは、小児の自閉スペクトラム症（ASD）と関連している。しかし、ASDにおける細菌ゲノム構造変異（SV）の役割については、依然としてほとんど解明されていない。

目的：ASDに関連する細菌のSVを同定し、そのメカニズム的役割と臨床応用について検討することを目的とした。

デザイン：我々は、自社データセットおよび7つの公開データセットから、452名の小児（ASD 261名、神経典型的 191名）の糞便メタゲノムデータを収集した。線形混合効果モデルを用いて、ASDに関連するSVおよび構成の変化を同定し、ヒト化腸内細菌叢マウスにおいて候補となるSVの検証を行った。

結果：ASDと有意に関連する100の細菌SVを同定した（p<0.05）。これらのSVは、ASDにおけるイオンおよびアミノ酸代謝、細菌増殖の調節など、重要な生物学的プロセスに関与する遺伝子に富んでいた。特に、チアミンおよび鉄代謝に関連する重要なSVを同定した。 さらに、 属のSVは、病原性共生菌の増殖を制御する重要な因子である （エンドリボヌクレアーゼ毒素）および （アンチトキシン）システムと関連していた。ヒト化マウスモデルでの検証により、これらのSVシグネチャと、社会的相互作用の減少や反復行動の増加といったASD様行動との間に有意な相関が確認された。系統地理学的に保存されたSVと地域限定的なSVの双方が、ASDと強い関連性を示した。 9つのSVと3つの細菌種を組み合わせた診断モデルは、受信者動作特性曲線下面積（AUC）81.1%を達成し、可変SVのみ（79.1%）、欠失SVのみ（75.2%）、あるいは細菌種の豊富さのみ（72.3%）に基づくモデルを上回った。

結論：我々の知見は、ASDにおける細菌ゲノムSVの重要な役割を示唆しており、診断バイオマーカーとしての可能性を浮き彫りにしている。