空气污染与大脑萎缩有什么关系?
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空气污染与大脑萎缩有什么关系?

2020年11月21日 07:43:00
来源:钛媒体

图片来源@视觉中国

文丨科研公路社

根据美国神经病学学会医学杂志 Neurology2020 年 11 月 18 日发表的一项最新研究,居住在空气污染水平较高地区的女性,可能会在年老时出现更多阿尔茨海默病中常见的大脑萎缩。

研究人员发现,空气污染(PM2.5)水平每增加 3 毫微克 / 立方米,受试者大脑萎缩的程度更大,相当于老年痴呆症的风险增加 24%。即使在调整了年龄、教育程度、就业、心血管疾病、高血压、体育活动和其它可能影响脑萎缩的因素后,这一结论仍然存在。

不久前,美国一项涉及 6300 万人的研究也发现,空气污染会让神经系统疾病患者病情加重,包括阿尔茨海默病和帕金森病等。

2016 年的一项具有里程碑意义的研究发现,污染空气中的一种潜在有毒颗粒能够进入人类的大脑组织。另一项研究发现,在英国伦敦,住宅周围空气污染越严重,被诊断为痴呆症的风险越高,两者存在相关性。

随着科学家们对空气污染与健康关联的深入研究,大家习以为常的空气污染的长期危害,也越来越清晰明确。

细颗粒污染的长期危害

细颗粒污染是由悬浮在空气中的化学物质、烟雾、灰尘和其它微小颗粒构成的污染物。它们不超过 2.5 微米,比人类头发丝的宽度还小 30 倍,因此常被称为 PM2.5。

虽然 PM2.5 只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。

与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5 粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

据悉,2012 年联合国环境规划署公布的《全球环境展望》指出,每年有 70 万人死于因臭氧导致的呼吸系统疾病,有近 200 万的过早死亡病例与颗粒物污染有关。《美国国家科学院院刊》(PNAS)也发表了研究报告,报告中称,人类的平均寿命因为空气污染很可能已经缩短了 5 年半。

2013 年,世界卫生组织下属国际癌症研究机构发布报告,首次指认大气污染对人类致癌,并视其为普遍和主要的环境致癌物。

2018 年的一项研究显示,墨西哥城(联合国 1992 年将墨西哥城列为世界上污染最严重的大都市)大量 30~40 岁成人大脑中发现有典型阿兹海默病的病理表现(老年炎性斑),甚至在婴幼儿的大脑内也有类似发现,研究人员把这个发现和大气污染相关联。

究竟 PM2.5 对帕金森病、阿尔兹海默病等神经系统疾病影响几何?一直以来缺乏严谨的科学证据。

就在上个月,哈佛大学公共卫生学院在《柳叶刀》的《地球健康》杂志(the Lancet’s Planetary Health)发表了一项重磅研究,研究人员使用有史以来最大的数据集来评估空气污染与神经系统疾病之间的联系。

这项研究是第一个大范围的队列研究,使用的数据涉及 6300 多万人,结果发现,空气中的细颗粒物(直径在 2.5 微米或以下的微小颗粒,也就是 pm2.5)水平与神经退行性疾病的住院治疗有关联。

安全水平并不安全

为了进一步探究空气污染与阿尔茨海默病中常见大脑萎缩的关联,来自南加州大学的研究人员观察了细颗粒物污染与女性人群大脑萎缩的关联。

“大脑体积变小是痴呆症和阿尔茨海默病的已知风险因素,但空气污染是否会改变大脑结构仍在研究中。” 论文研究作者、南加州大学 Diana Younan 博士表示。

“我们的研究发现,暴露在高水平空气污染中的七八十岁的女性在五年内出现与阿尔茨海默氏症相关的大脑变化的风险会增加。我们的研究表明,这些毒素可能会破坏大脑结构或大脑神经细胞网络的连接,从而导致疾病的发展。”

该研究涉及 712 名平均年龄为 78 岁的女性,她们在研究开始时没有患痴呆症。参与者提供了健康史以及关于族裔、教育、就业、饮酒、吸烟和体育活动的信息。所有的女性在研究开始时和五年后都接受了核磁共振扫描。

研究人员利用每个参与者的居住地址,来确定他们在第一次核磁共振扫描前三年平均暴露在空气污染中的情况。然后他们将参与者分成四组。最低的一组暴露在平均每立方米空气中 7 到 10 微克的细颗粒物污染中。最高的一组平均暴露在平均每立方米 13 至 19 微克的污染中。美国环境污染署 (EPA) 认为,年平均暴露在每立方米 12 微克的污染物中是安全的。

研究人员使用了一种机器学习工具来测量大脑中阿尔茨海默氏病迹象。这种工具经过训练,可以通过读取阿尔茨海默病患者的脑部扫描,识别特定于增加患阿尔茨海默病风险的大脑萎缩模式。

研究开始时和五年后,研究人员对参与者进行了核磁共振脑扫描,并根据他们与机器学习工具识别出的阿尔茨海默氏症模式的相似程度对他们进行了评分,特别是在容易患阿尔茨海默氏症的大脑区域的变化。分数从 0 到 1 不等,分数越高表明大脑变化越多。总的来说,这些女性的分数从研究开始时的 0.28 分变化到五年后的 0.44 分。

研究人员发现,空气污染水平每增加 3 毫微克 / 立方米,两次扫描的得分范围就会扩大,平均增加 0.03,表明大脑在五年内萎缩的程度更大,相当于老年痴呆症的风险增加 24%。即使在调整了年龄、教育程度、就业、心血管疾病、高血压、体育活动和其他可能影响脑萎缩的因素后,这一增幅仍然存在。

“我们的研究结果对公共健康有着重要的影响,因为我们不仅发现暴露于高水平空气污染中的女性大脑会萎缩,而且我们还发现暴露于低于美国环保署认为安全水平空气污染中的女性大脑也会萎缩。”Younan 说,“虽然还需要更多的研究,但相关部门在未来收紧空气污染暴露标准的努力,可能有助于降低老年人群患阿尔茨海默病的风险。”

不过,研究人员也指出,这项研究只观察了老年女性的大脑,所以结果可能对男性和年轻女性不一样,此外该研究只调查了区域细颗粒物污染,没有调查其他污染源,如交通排放。由于当时没有全国性的数据,研究人员也无法估计参与者在中年和青年时期接触细颗粒物污染的情况。

我们相信,随着科学界对空气污染的重视,空气污染对人体健康的真实具体影响,也将逐渐明晰。