Rối loạn phổ tự kỷ (ASD) từ lâu đã được xem là một tình trạng phát triển thần kinh phức tạp, điển hình bởi sự khó khăn trong giao tiếp xã hội, hành vi lặp lại và nhạy cảm với các kích thích cảm giác.

Dù yếu tố di truyền và sự phát triển não bộ sớm vẫn là trọng tâm nghiên cứu chính, một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn đang nổi lên – đó là hệ vi sinh vật đường ruột.

Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy hệ vi sinh đường tiêu hóa không chỉ ảnh hưởng đến hành vi, mà còn tương tác với hệ thần kinh và miễn dịch thông qua trục ruột – não.

Giao Thoa Ngoài Chức Năng Tiêu Hóa: Khi Ruột Gửi Tín Hiệu Lên Não

Mối liên kết giữa vi khuẩn đường ruột và não được thiết lập thông qua nhiều con đường: thần kinh, nội tiết, miễn dịch và chuyển hóa. Dây thần kinh phế vị (vagus) đóng vai trò như “xa lộ” dẫn truyền tín hiệu từ ruột đến hệ thần kinh trung ương. Đồng thời, các vi khuẩn đường ruột còn có khả năng sản sinh hoặc điều chỉnh các hợp chất tác động thần kinh như GABA, tiền chất serotonin và các axit béo chuỗi ngắn (SCFA) như butyrate, propionate và acetate.

Hệ Vi Sinh Ở Trẻ Tự Kỷ: Những Phát Hiện Đáng Lưu Ý

Các nghiên cứu hệ gen vi sinh mới đây đã ghi nhận sự mất cân bằng hệ vi khuẩn ở trẻ mắc ASD. Cụ thể, số lượng Clostridium spp., Desulfovibrio và Bacteroides tăng lên đáng kể, trong khi các lợi khuẩn như Bifidobacterium và Lactobacillus lại giảm mạnh. Một nghiên cứu phân tích mẫu phân của hơn 500 trẻ cho thấy nồng độ axit propionic – do Clostridium sinh ra – có liên quan đến sự gia tăng hành vi cứng nhắc. Hợp chất này có thể ảnh hưởng đến chức năng ti thể và gây căng thẳng oxy hóa tại mô thần kinh, góp phần làm trầm trọng thêm triệu chứng tự kỷ.

Bất Thường Miễn Dịch và Viêm Mạn Tính

Sự mất cân bằng hệ vi sinh còn có thể kích hoạt phản ứng viêm nhẹ nhưng kéo dài – tình trạng phổ biến ở người mắc ASD. Một số loại vi khuẩn sản sinh độc tố LPS, phá vỡ hàng rào ruột và kích thích phản ứng miễn dịch toàn thân. Khi hàng rào ruột bị tổn thương, các cytokine viêm như IL-6, TNF-α và IL-1β có thể xuyên qua hàng rào máu – não, gây ảnh hưởng đến viêm thần kinh. Quá trình này còn liên quan đến hiện tượng “kích hoạt sẵn” của vi thần kinh (microglia), làm thay đổi cách não loại bỏ các khớp thần kinh thừa – một quá trình quan trọng trong phát triển trí não trẻ nhỏ.

Liệu Pháp Vi Sinh: Hy Vọng Mới Cho Điều Trị

Việc điều chỉnh hệ vi sinh ruột đang được xem là hướng điều trị tiềm năng. Trong một thử nghiệm đột phá mang tên MRT (Microbiota Transfer Therapy), do TS. Rosa Krajmalnik-Brown thực hiện, trẻ mắc ASD đã cải thiện rõ rệt cả về tiêu hóa lẫn hành vi sau khi can thiệp bằng vi sinh vật. Hai năm sau, các cải thiện vẫn được duy trì – khơi gợi tiềm năng cho phương pháp cấy ghép vi sinh từ phân (FMT). Tuy nhiên, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) hiện vẫn coi FMT là liệu pháp đang thử nghiệm, ngoại trừ điều trị Clostridioides difficile. Ngoài ra, các chế phẩm sinh học (probiotic) và tiền sinh học (prebiotic) cũng được nghiên cứu, nhưng kết quả vẫn còn chưa đồng nhất. Một số chủng đặc biệt như Lactobacillus reuteri đang được kiểm tra về khả năng cải thiện hành vi xã hội và giảm viêm thần kinh.

Giao Thoa Gen – Vi Sinh: Tác Động Lên Biểu Hiện Di Truyền

Một hướng nghiên cứu mới hé lộ rằng hệ vi sinh có thể điều chỉnh biểu hiện gen của vật chủ thông qua các tác nhân epigenetic. Các SCFA do vi khuẩn sinh ra có khả năng ức chế enzyme HDAC – giúp “mở khóa” gen trong các tế bào, bao gồm cả tế bào thần kinh. Điều này tạo nên một tầng tác động khác lên sự phát triển thần kinh ở những người có yếu tố di truyền liên quan đến tự kỷ.

Thách Thức và Triển Vọng

Dù tiềm năng lớn, lĩnh vực này vẫn đối mặt với nhiều khó khăn. Sự đa dạng về biểu hiện của ASD, thói quen ăn uống, yếu tố di truyền và môi trường khiến các nghiên cứu vi sinh thiếu tính nhất quán. Việc tiêu chuẩn hóa phương pháp, xác định mối quan hệ nhân – quả và tìm ra "chữ ký vi sinh" gắn với triệu chứng cụ thể là ưu tiên hàng đầu. Tuy vậy, các cách tiếp cận tích hợp như chụp cộng hưởng từ não, phân tích chuyển hóa và trí tuệ nhân tạo đang mở ra hướng đi mới cho chẩn đoán và điều trị.

Hệ vi sinh không phải nguyên nhân duy nhất gây tự kỷ, nhưng ảnh hưởng của nó đến hệ miễn dịch, thần kinh và chuyển hóa đang khiến các nhà khoa học chú ý. Trong tương lai, các can thiệp hướng tới hệ vi sinh có thể trở thành một phần quan trọng trong phác đồ điều trị cá thể hóa cho trẻ tự kỷ.

Kết Luận: Khi Vi Sinh Vật Góp Tiếng Nói Trong Não Bộ

Từ chỗ chỉ được xem là yếu tố phụ trợ cho tiêu hóa, hệ vi sinh đường ruột nay đang dần được công nhận là một phần không thể tách rời trong hành trình phát triển thần kinh – đặc biệt là ở trẻ mắc rối loạn phổ tự kỷ. Dù chưa thể khẳng định là nguyên nhân trực tiếp, nhưng vai trò của hệ vi sinh trong điều hòa miễn dịch, sản xuất chất dẫn truyền thần kinh và ảnh hưởng di truyền mở ra những triển vọng điều trị mới. Tự kỷ là một rối loạn phức tạp, và chính sự kết hợp giữa khoa học thần kinh, di truyền và hệ vi sinh có thể tạo nên bước ngoặt trong việc cá thể hóa chăm sóc và điều trị. Trong tương lai, điều chỉnh vi sinh đường ruột có thể không chỉ là hỗ trợ, mà trở thành một phần cốt lõi trong chiến lược toàn diện dành cho người tự kỷ.