萝卜硫素治疗自闭症谱系障碍儿童的随机对照试验及代谢物发现

Randomized controlled trial of sulforaphane and metabolite discovery in children with Autism Spectrum Disorder

作者信息Andrew W Zimmerman, Kanwaljit Singh, Susan L Connors, Hua Liu, Anita A Panjwani, Li-Ching Lee, Eileen Diggins, Ann Foley, Stepan Melnyk, Indrapal N Singh, S Jill James, Richard E Frye, Jed W Fahey
PMID34034808
发布时间2021-05-25
DOI10.1186/s13229-021-00447-5

实验完整度

高

包含随机双盲安慰剂对照临床试验、生物标志物检测(基因表达、谷胱甘肽、线粒体功能)、安全性和耐受性评估,以及亚组和暴露时长分析。

主要模型

自闭症谱系障碍儿童(3-12岁) 外周血单个核细胞(PBMC)

重点核对

试验分三个阶段:15周双盲、15周开放标签、6周无治疗期 随机分组为SF组(28例)和PL组(29例) 给药剂量按体重计算,约1 µmol SF/lb/天(2.2 µmol/kg/天) 主要结局指标为OACIS-I,次要为ABC和SRS-2 关键生物标志物包括谷胱甘肽氧化还原状态、炎症细胞因子和线粒体呼吸

摘要

背景:萝卜硫素(SF)是西兰花中的一种异硫氰酸酯,通过影响多条代谢和免疫通路,可能对自闭症谱系障碍(ASD)具有潜在益处。先前的口服SF临床试验显示,对年轻男性的行为有积极的临床效果,并改变了ASD儿童尿液代谢组学。方法:我们进行了一项为期15周的随机平行双盲安慰剂对照临床试验,随后进行15周开放标签治疗和6周无治疗延长期,共57名3-12岁ASD儿童参与,总时长36周。28人分配至SF组,29人接受安慰剂(PL)。测量SF的临床效果、安全性和耐受性,以及生物标志物以阐明SF在ASD中的作用机制。结果:分析了22名服用SF和23名服用PL的儿童数据。主要结局指标俄亥俄自闭症临床印象量表(OACIS)的一般自闭症水平在7周和15周时,SF组和PL组之间的治疗效果不显著。OACIS上的效应量无统计学意义但为正向,提示SF治疗可能有改善趋势(Cohen's d分别为0.21;95% CI −0.46, 0.88和0.10;95% CI −0.52, 0.72)。在开放标签阶段,两组在服用SF时所有分量表均有改善。次要结局指标中,照顾者评定的异常行为检查表(ABC)在15周时显著改善(Cohen's d −0.96;95% CI −1.73, −0.15),但社交反应量表-2(SRS-2)无显著改善。非随机分析显示,与治疗前基线相比,ABC和SRS-2评分随SF暴露时间延长而改善(p<0.001)。与PL相比,SF组的谷胱甘肽氧化还原状态、线粒体呼吸、炎症标志物和热休克蛋白生物标志物有显著变化。临床实验室研究证实了产品的安全性。SF耐受性非常好,治疗副作用(均不严重)包括罕见的失眠、易怒以及对味道和气味的不可耐受。局限性:样本量仅限于45名ASD儿童,且我们未对缺失数据进行插补。在临床访视中,我们无法记录服用SF与PL相比在临床评估中的显著变化。临床结果受开放标签阶段安慰剂效应的混杂。结论:SF在主要结局指标总分及所有分量表上引起微小但无统计学显著性的变化,而次要结局指标中,照顾者评估显示服用SF的儿童在ABC上较PL有统计学显著改善,但SRS-2无显著差异。与先前在年轻男性ASD患者中使用富含SF制剂的研究相比,SF对儿童的临床效果不太显著。SF对生物标志物的若干影响与临床改善相关。SF耐受性非常好,且根据我们的次要临床指标,安全有效。试验注册:本研究于2015年9月28日在clinicaltrials.gov前瞻性注册(NCT02561481)。资金由美国国防部提供。补充信息:在线版本包含补充材料,网址为10.1186/s13229-021-00447-5。关键词:萝卜硫素、临床试验、自闭症谱系障碍(ASD)、生物标志物、安慰剂效应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
评估口服萝卜硫素(由萝卜硫苷和黑芥子酶组成)对自闭症谱系障碍儿童社交反应和行为问题的临床效果、安全性及耐受性,并探讨其作用机制。
核心机制
SF可能通过Nrf2通路调节细胞保护基因表达,降低炎症细胞因子(IL-6、TNF-α),改善谷胱甘肽氧化还原状态和线粒体功能(增加ATP-连接呼吸),从而产生临床改善。
主要证据
主要结局指标OACIS-I未显示显著差异,但次要指标ABC在15周时显著改善(Cohen's d −0.96),SRS-2无显著差异;生物标志物显示SF组谷胱甘肽氧化还原比降低,HO-1、HSP70、IL-6、TNF-α基因表达降低,ATP-连接呼吸增加。
研究意义
SF安全且耐受性良好,可能通过减轻氧化应激和炎症改善ASD症状,但需要更大样本和更长期的研究进一步验证其临床疗效和机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

筛选与基线评估

确认ASD诊断并评估基线临床指标。

对62名初筛儿童进行ADOS-2、VABS-II、Leiter-R等量表评估,排除不符合标准的儿童。

2

随机双盲安慰剂对照治疗(1-15周)

比较SF与安慰剂对ASD症状的影响。

57名儿童按1:1随机分配至SF组或PL组,每日口服相应剂量,共15周。

3

开放标签治疗期(16-30周)

评估所有受试者使用SF的长期效果。

所有儿童接受SF治疗,并在22周和30周进行评估。

4

无治疗洗脱期(31-36周)

评估停药后的效果持续性。

停止治疗,36周时进行最终评估。

5

生物标志物分析

探究SF的作用机制。

检测PBMC中Nrf2调节基因(NQO1、HO-1、xCT)、炎症细胞因子(COX-2、TNF-α、IL-6、IL-1β)和热休克蛋白(HSP27、HSP70)的mRNA表达,并测量血浆谷胱甘肽水平和线粒体功能。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Avmacol®片剂Nutramax--
安慰剂片剂----
Vacutainer CPT采血管Becton, Dickinson and Company--
QuantStudio™ 3实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
Seahorse分析仪----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
筛选评估
纳入标准(3-12岁ASD诊断)、排除标准(近期癫痫、肝肾功能异常等)
阅读提示:Methods - Screening assessments for eligibility
药物干预
给药剂量(按体重:30-50磅3片/日等)、给药时间(每日一次,早晨)、是否压碎与食物混合
阅读提示:Methods - Dosage and administration
临床评估
主要结局指标OACIS-I评分、次要结局指标ABC和SRS-2评分
阅读提示:Methods - Study design; Results - Clinical outcomes
生物标志物分析
基因表达检测(RT-qPCR)使用的引物、谷胱甘肽测量方法、线粒体功能分析方法
阅读提示:Methods - Biomarker analysis; Additional file 1: Tables S1A-D