當阿德里安娜和傑梅因·漢農的第二個孩子傑登14個月大時，這對加州夫婦開始擔心有些不對勁。這個孩子開始專注於玩具汽車，不停地翻轉它們並滾動它們的輪子，而大多數其他蹣跚學步的孩子在這個年齡段會從一項活動跳到另一項活動。傑登還會將汽車、雜誌或積木在地板或桌子上排成直線，盡他所能地排直，從不堆疊物體，就像其他孩子會做的那樣。
16個月大時，傑登開始停止脫口而出他已經用了四五個月的短語——“抱抱，媽媽”、“撿起來”和“艾比”，他姐姐的名字——當家人叫他時，他也很少看向家人。大約在同一年齡，一個大鍋意外地掉落在傑登坐著的地方附近，但這個蹣跚學步的孩子根本沒有反應。兒科醫生告訴阿德里安娜不要擔心傑登的行為，因為兒童發育往往會爆發式地發生，尤其是在男孩中，而且語言通常比女孩發育得晚。應兒科醫生的要求，阿德里安娜和傑梅因帶他們的孩子去看聽力學家進行聽力測試，結果證明聽力正常。
傑登在18個月大時情況再次惡化，高燒104度需要去急診室就診。全面的醫療檢查未能找到發燒的根源，孩子和父母一起回家了。體溫最終下降了，但傑登再也沒有說過一句話。當叫他的名字時，他也沒有反應，而且他只和他的母親進行眼神交流。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
傑登生活中這一系列令人擔憂的事件在22個月大時仍然沒有減弱。如果他想要什麼東西，他會抓住阿德里安娜或傑梅因的手，把他們帶到他想要的東西面前。他繼續被玩具汽車輪子迷住，不停地滾動它們。他還沉迷於iPad上的米老鼠影片，他會一遍又一遍地播放，直到被要求停止。傑登也很喜歡一個以轟鳴的托馬斯小火車為主角的節目，節目中有撞擊聲效。他的父母最終決定帶傑登去附近的一家早期干預診所，為疑似患有自閉症的兒童提供服務，或者用臨床術語來說，自閉症譜系障礙——這種疾病的特點是，在不同程度上，在與他人交流和互動方面存在持續的缺陷，並且傾向於從事重複性行為，例如搖晃或一遍又一遍地重複聲音。
根據對傑登在幾個小時內的仔細觀察以及他父母提供的豐富細節，診所的一位心理學家給了阿德里安娜和傑梅因一個毀滅性的訊息，他們的孩子確實患有自閉症。父母最初都想知道他們是否做了什麼導致了這種疾病。阿德里安娜回憶說，儘管他們有所懷疑，但工程師傑梅因還是花了一段時間才“接受”診所對他們恐懼的確認。阿德里安娜教了12年的特殊教育課程，她對診斷結果更為平靜。她默默地重複著：“我不能放棄”，並補充了一句勵志名言：“如果我不能給他我的全部，那我還能期望別人給他什麼呢？”
阿德里安娜和傑梅因與傑登的經歷與每年成千上萬被診斷患有自閉症譜系障礙的父母的經歷相似。正如傑登的案例一樣，這種情況仍然是一個令人困惑的謎團，考驗著醫生的診斷能力。自從精神病學家利奧·坎納首次提出“嬰兒早期自閉症”這一術語以來的70年裡，科學家們尚未找到任何客觀的測量方法——無論是分子、基因、大腦回路中的電活動還是大腦大小的持續差異——來確定它的起源。
研究人員正在拼命試圖識別這些生物學線索，希望這些資訊能夠促進診斷和更好療法的開發。迄今為止，一些藥物已顯示出可以控制患有自閉症的兒童的易怒、情緒波動和發脾氣。但是，食品和藥物管理局批准的藥物中，沒有任何一種可以解決基本症狀：語言、社交問題和重複性手勢。
需求迫在眉睫。美國疾病控制與預防中心對自閉症患病率（在特定日期患有自閉症的人的百分比）的估計已從2012年至2014年間的八十八分之一增加到六十八分之一，增加了30%，而且這一比率還在持續上升。部分上升源於篩查的增加；美國兒科學會建議在兒童18個月和24個月大時檢查所有兒童是否具有明顯的體徵。這種趨勢也源於自閉症譜系障礙複雜診斷標準的擴大。但即使這些變化沒有發生，需要幫助的家庭數量也會很大。
與這種看似黯淡的前景形成對比的是令人鼓舞的最新進展。在過去的幾年裡，醫療專業人員已經開始傳播重要的資訊，即一些非藥物治療方法可以深刻地幫助像傑登這樣的孩子。早期開始的療法可以將患有自閉症的兒童置於適當的社交行為形式中——例如，在她說話時看著母親的臉——這可能意味著在特殊學校或機構中度過多年，還是在小學和中學期間走上正常軌道，並最終有望在成年後找到工作和家庭。更重要的是，在未來幾年，行為療法可能會得到新技術的補充，這些新技術將在兒童兩歲生日之前提供明確的診斷，並由可能糾正潛在生化失衡的藥物來補充這種療法。
早期干預帶來希望
對於最近被診斷出患有自閉症的孩子的父母來說，再等十年才能批准一種新藥是一種痛苦的展望。然而，最初的絕望可以通過了解已經存在一些好的治療選擇來緩解。最新的研究表明，患有自閉症的幼兒的大腦可以學習和改變，以響應增強幼兒大腦可塑性的行為療法（大腦因新的內在和外在影響而發生變化）。這種靈活性為訓練有素的專業人員和父母進行強化的一對一治療開闢了新的可能性，以減輕言語和社互動動方面的困難，而這些困難是這種疾病的標誌。
近年來，近六種早期干預方法已經出現；它們源於發展心理學和應用行為分析（一種提高認知、語言和社交技能的技術）。早期干預治療師試圖解決患有自閉症的兒童在注意社交暗示（面部表情、手勢和口語）方面遇到的困難。這些治療方法吸引了兒童對臉和聲音的注意力。健康的年輕人對臉的反應比對積木的反應更大，但對於患有自閉症的兒童來說，這種模式會逆轉，他們通常對物體的反應比對父母的目光反應更大。
我們最熟悉稱為ESDM（早期開始丹佛模式）的早期干預療法，因此我們將在此處重點介紹這種方法。在這種方法中，治療師試圖鼓勵孩子集中注意力。專業人員會展示一個玩具，可能會以誘人的方式說出玩具的名字，當孩子看時，會分享它並開始玩耍。治療師試圖讓孩子參與到旨在培養對社交活動的喜愛的遊戲中，同時教授社交和溝通技巧。在國立衛生研究院的資助下，杜克大學的傑拉爾丁·道森和加州大學戴維斯分校的莎莉·J·羅傑斯對該技術進行了評估，並報告了其對自閉症的有效性的有力證據。
在任何地方從18個月到30個月大開始進行為期兩年的強化ESDM訓練後，孩子們比參加社群常用干預計劃的自閉症年輕人更關注面孔。接受ESDM的孩子在認知測試中得分更高：他們的發育商（針對非常年幼兒童的智商測試）在研究中平均比其他治療計劃中的兒童高出10.6分。社交缺陷和重複行為的嚴重程度有所減輕，儘管一些與自閉症沒有直接關係的症狀仍然存在。
影像學檢查顯示，大腦也經歷了理想的變化。當孩子看臉時啟用的大腦區域在接受ESDM的自閉症兒童中比在其他計劃中的兒童中更亮。事實上，接受ESDM訓練的年輕人的大腦反應與典型的四歲兒童的大腦反應相同。當使用腦電圖（EEG）繪製大腦電活動圖時，研究人員注意到，在大腦表面下方深處的一個稱為海馬體的區域（大腦的記憶中心，以希臘語hippokampos命名，因為它類似於海馬的形狀）中，被稱為theta振盪的某些型別腦電波的功率（訊號中的能量量）有所增加。研究發現，theta功率的增加與更集中的注意力和短期記憶功能相關。
研究人員還發現，包括海馬體在內的幾個區域的alpha振盪（產生EEG訊號，其週期上下波動比theta波更快）的功率有所降低。較低水平的alpha功率暗示大腦正變得更適應人們的面孔。theta的增加和alpha的減少共同反映了大腦表面或大腦皮層，特別是參與面部感知的額前葉皮層和前扣帶回皮層的更高水平的電活動。觀察到這些變化，研究人員推測，ESDM可能會刺激接受治療的兒童的大腦發生變化，這可以解釋他們在認知測試中得分較高的原因。
關於各種自閉症兒童早期干預療法的研究正在獲得大量的科學關注，這是理所當然的。但是，我們應該注意到，可能是花在這些療法上的時間量，而不是所採用的策略或方法，才是對這些年輕人產生影響的原因。ESDM在兩年多的時間裡，經過2000多個小時的強化治療後，帶來了這些觀察到的變化，這是一項每週五天，每天兩次，每次兩小時的勞動。
一種可以替代或加速這一過程的藥物將對兒童及其家庭產生巨大的影響。最新的研究已經開始針對一系列藥物，以解決症狀，包括社交溝通障礙、多動症和注意力不集中，以及重複性的儀式化行為和睡眠障礙。
一種可以模仿早期干預計劃益處的領先藥物前景是腦激素催產素，它在大眾科學媒體上以“擁抱化學物質”、“道德分子”和“信任激素”等名稱多次成為頭條新聞。催產素在醫學教科書中以其在妊娠中的作用而聞名，它使女性的身體為分娩做好準備。隨著水平升高，乳房腫脹並充滿乳汁，隨後激素觸發分娩。在過去的25年中，研究人員瞭解到，男性也存在的催產素似乎在促進嬰兒與母親的 bonding 以及鞏固朋友之間的信任方面發揮著作用。這種激素甚至可能在準父親身上誘發對嬰兒的依戀感。
催產素可能幫助患有自閉症的年輕人的希望來自這樣的觀察，即當以單劑量靜脈注射或在鼻腔通道內施用該化合物時，通常無法區分新認識的人是“刻薄”還是“友善”的自閉症兒童可以突然檢測到這種差異。遺傳研究進一步證明了催產素作為一種化學物質的作用，它可以作為一般的社交敏感劑，尤其是在自閉症患者中。基因被調整為關閉參與催產素產生的CD38基因的小鼠表現出較少的信任和對其他動物的識別。此外，自閉症患者的催產素“受體”（與催產素結合並將其資訊傳遞到特定神經細胞中的蛋白質）也較少，因此催產素水平較低。
這些發現為更大規模的研究鋪平了道路。美國國立衛生研究院正在為五個機構提供1260萬美元，用於進行鼻內催產素試驗，其中患者被隨機分配到治療組或對照組。“催產素改善自閉症互惠社交行為研究”（SOARS-B）應確定催產素是否會成為常規治療的一部分。確定該激素是否是一種有效藥物尤為重要，因為大量父母已經對患有自閉症的子女施用催產素。然而，到目前為止的證據尚不足以證明這種做法是合理的。如果催產素透過這項研究獲得驗證，則可能會建議使用它來促進早期干預計劃，使兒童準備好對治療師的幫助做出反應。
遺傳線索
治癒——或至少是更好的療法——的漫長道路將需要更深入地瞭解自閉症的精神和身體症狀背後的原因。遺傳基礎是許多重要因素之一，在很大程度上仍然是一個謎，因為識別相關的突變是一項艱鉅的任務。一些研究表明，個體的易感性根植於多達400到800個基因的改變。這項工作發現，這種疾病涉及所謂的複製數變異：DNA大片段的新增或刪除，可能包含多個基因。
關於自閉症如何發展的基礎研究現在正試圖理清這種複雜的遺傳網路。最近最令人興奮的遺傳發現之一暗示，自閉症令人麻木的複雜遺傳學可能沒有最初想象的那麼複雜。該專案檢查了來自猶他州九個家庭的55名患者的遺傳學，結果發現他們共有153個複製數變異，這些變異在沒有自閉症的兒童中不存在，並且有185個與已發表文獻中自閉症相關的複製數變異。遺傳學家在來自自閉症遺傳資源交流中心（AGRE）和費城兒童醫院（CHOP）的1544名自閉症兒童以及5762名對照受試者（彼此之間或與猶他州兒童無關）中搜索了相同的複製數變異。嚴格的分子檢查程式最終將總數縮小到15個家族性複製數變異和31個文獻複製數變異，這些變異似乎最有可能以某種方式與自閉症有關。
“擁抱化學物質”被定位為自閉症藥物
催產素促進與他人互動的能力引起了人們對其用於治療自閉症社交缺陷的興趣。在患有自閉症的兒童中，理論上，催產素可以增強建立關係的動力，從而導致最終增強認知功能的良性迴圈（紅色）。關於該化學物質有效性的初步結論有待正在進行的臨床試驗的結果。
圖片來源：大眾科學
需要進行更多分析，以闡明變異可能如何導致自閉症，並解釋其他非遺傳性自閉症誘因（如子宮內的激素失衡和環境中的化學物質暴露）的貢獻。但是，像這樣的重要研究及其從考慮中消除科學文獻中最初針對的許多複製數變異的能力，提供了證據，表明科學文獻中推測與自閉症相關的許多遺傳因素最終可能會被排除在外。
即使winnowing過程顯著減少了可疑遺傳因素的數量，在絕大多數情況下，也永遠不可能找到一種可以解開每個人潛在疾病過程的單一自閉症基因。大多數時候，至少肯定會涉及少數基因，每個基因可能在引發症狀方面起相對較小的作用。這些基因中的許多基因可能包含所謂的de novo突變——這些突變首次出現在受精卵中。
然而，一些自閉症病例已被證明源於單一受損基因，並且在推進研究方面被證明至關重要。科學家們正在研究患有非常罕見的單基因突變的個體，這些突變約佔自閉症病例的5%。探索這些兒童的心理和分子疾病應為更常見的病例提供線索，在這些病例中，多個基因以誘發自閉症症狀的方式被啟用。
研究人員已經發現了幾種由單基因突變引起的疾病，這些疾病會導致自閉症，以及一系列不相關的症狀。一個突出的例子是雷特綜合徵，它主要發生在女孩身上，並損害大腦回路的發育。它使兒童的智商難以評估，有時還會導致嚴重的自閉症形式，導致已經獲得的任何基本語言和基本運動技能喪失。研究的重點是可以透過滋養髮育遲緩的大腦回路來逆轉這些症狀的化合物，其中包括一種稱為IGF-1或胰島素樣生長因子1的激素。研究人員已經證明，患有類似雷特綜合徵的小鼠在用IGF-1衍生的化合物給藥後，症狀有所減輕。一項針對多達50名自閉症兒童的IGF-1衍生物的小型試驗已透過初步安全測試，目前正在開始評估其逆轉症狀的能力。
隨著研究的進展，未來的研究必須應對一種具有多種病因、不同嚴重程度以及大腦中調節基本社交行為和溝通技能的網路參與的疾病的複雜性。將需要一種多管齊下的方法來開發準確檢測18個月大幼兒的初始症狀的方法，並設計最終擴充套件到糾正缺陷腦細胞功能的治療方法。除了遺傳學分析外，尋找更好診斷工具的研究人員正在轉向腦成像。已經開始對腦成像技術進行研究，這些技術對40%的語言能力極低或沒有語言能力的自閉症患者進行成像，試圖找到更好的自閉症診斷標準。
細胞助手
在細胞水平上，研究人員正在實驗室培養皿中操作幹細胞，目標是開發新的療法。幹細胞具有轉化為多種細胞型別的能力。首先，研究人員將來自患者的特化但易於獲取的細胞（通常來自皮膚）轉化為稱為誘導多能幹細胞的幹細胞[參見康拉德·霍克林格的“你的內在治療師”]。然後，他們以某種方式處理這些細胞，將其轉化為腦細胞，例如神經元或稱為神經膠質的支援細胞。或者他們可以從患有自閉症的兒童的冷凍和儲存的臍帶血中的幹細胞開始。現在，研究人員擁有了相當於從自閉症患者大腦中提取的神經元或神經膠質細胞，其中充滿了遺傳異常。
對特定遺傳構成以及哪些基因在新制造的神經元中處於活躍狀態的分析可能有助於確定可以將幼兒放在自閉症譜系中的哪個位置，無論他或她患有輕度疾病還是會阻止說出一個詞的重度病例。如果細胞對特定藥物反應良好——與其他細胞形成更好的連線——研究人員將有理由希望該人也可能做出積極反應。透過應用這些技術，醫生有朝一日可能能夠確定哪些藥物最有助於解決特定症狀。
更長遠的展望甚至擁有更深遠的可能性，這些可能性今天距離科幻故事的領域只有一步之遙。考慮一下在實驗室中轉化為神經元或神經膠質細胞的細胞的可能性，該細胞包含與供體相同的遺傳物質，但可能已經過基因改造以糾正自閉症中涉及的某些分子缺陷。這種基因編輯方法正在中國和其他亞洲國家應用，並且最近已在英國獲得批准。在今天完全是理論上的情景中，患有自閉症的兒童可以植入這些幹細胞，然後接受治療性學習體驗，例如早期干預提供的體驗。基因和行為療法的這種結合可以從細胞和分子水平重塑神經系統，並可能顯著改善溝通困難和重複行為。如果這種未來主義的場景真的實現，我們有一天可能會說，我們確實正在接近治癒像阿德里安娜和傑梅因的年輕傑登這樣的孩子。