空氣污染與大腦萎縮有什么關(guān)系？
圖片來源@視覺中國
文丨科研公路社
根據(jù)美國神經(jīng)病學(xué)學(xué)會醫(yī)學(xué)雜志 Neurology2020 年 11 月 18 日發(fā)表的一項最新研究，居住在空氣污染水平較高地區(qū)的女性，可能會在年老時出現(xiàn)更多阿爾茨海默病中常見的大腦萎縮。
研究人員發(fā)現(xiàn)，空氣污染（PM2.5）水平每增加 3 毫微克 / 立方米，受試者大腦萎縮的程度更大，相當(dāng)于老年癡呆癥的風(fēng)險增加 24%。即使在調(diào)整了年齡、教育程度、就業(yè)、心血管疾病、高血壓、體育活動和其它可能影響腦萎縮的因素后，這一結(jié)論仍然存在。
不久前，美國一項涉及 6300 萬人的研究也發(fā)現(xiàn)，空氣污染會讓神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者病情加重，包括阿爾茨海默病和帕金森病等。
2016 年的一項具有里程碑意義的研究發(fā)現(xiàn)，污染空氣中的一種潛在有毒顆粒能夠進入人類的大腦組織。另一項研究發(fā)現(xiàn)，在英國倫敦，住宅周圍空氣污染越嚴重，被診斷為癡呆癥的風(fēng)險越高，兩者存在相關(guān)性。
隨著科學(xué)家們對空氣污染與健康關(guān)聯(lián)的深入研究，大家習(xí)以為常的空氣污染的長期危害，也越來越清晰明確。
細顆粒污染的長期危害
細顆粒污染是由懸浮在空氣中的化學(xué)物質(zhì)、煙霧、灰塵和其它微小顆粒構(gòu)成的污染物。它們不超過 2.5 微米，比人類頭發(fā)絲的寬度還小 30 倍，因此常被稱為 PM2.5。
雖然 PM2.5 只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。
與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5 粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。
據(jù)悉，2012 年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署公布的《全球環(huán)境展望》指出，每年有 70 萬人死于因臭氧導(dǎo)致的呼吸系統(tǒng)疾病，有近 200 萬的過早死亡病例與顆粒物污染有關(guān)。《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）也發(fā)表了研究報告，報告中稱，人類的平均壽命因為空氣污染很可能已經(jīng)縮短了 5 年半。
2013 年，世界衛(wèi)生組織下屬國際癌癥研究機構(gòu)發(fā)布報告，首次指認大氣污染對人類致癌，并視其為普遍和主要的環(huán)境致癌物。
2018 年的一項研究顯示，墨西哥城（聯(lián)合國 1992 年將墨西哥城列為世界上污染最嚴重的大都市）大量 30~40 歲成人大腦中發(fā)現(xiàn)有典型阿茲海默病的病理表現(xiàn)（老年炎性斑），甚至在嬰幼兒的大腦內(nèi)也有類似發(fā)現(xiàn)，研究人員把這個發(fā)現(xiàn)和大氣污染相關(guān)聯(lián)。
究竟 PM2.5 對帕金森病、阿爾茲海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病影響幾何？一直以來缺乏嚴謹?shù)目茖W(xué)證據(jù)。
就在上個月，哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院在《柳葉刀》的《地球健康》雜志（the Lancet’s Planetary Health）發(fā)表了一項重磅研究，研究人員使用有史以來最大的數(shù)據(jù)集來評估空氣污染與神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間的聯(lián)系。
這項研究是第一個大范圍的隊列研究，使用的數(shù)據(jù)涉及 6300 多萬人，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，空氣中的細顆粒物（直徑在 2.5 微米或以下的微小顆粒，也就是 pm2.5）水平與神經(jīng)退行性疾病的住院治療有關(guān)聯(lián)。
安全水平并不安全
為了進一步探究空氣污染與阿爾茨海默病中常見大腦萎縮的關(guān)聯(lián)，來自南加州大學(xué)的研究人員觀察了細顆粒物污染與女性人群大腦萎縮的關(guān)聯(lián)。
“大腦體積變小是癡呆癥和阿爾茨海默病的已知風(fēng)險因素，但空氣污染是否會改變大腦結(jié)構(gòu)仍在研究中。” 論文研究作者、南加州大學(xué) Diana Younan 博士表示。
“我們的研究發(fā)現(xiàn)，暴露在高水平空氣污染中的七八十歲的女性在五年內(nèi)出現(xiàn)與阿爾茨海默氏癥相關(guān)的大腦變化的風(fēng)險會增加。我們的研究表明，這些毒素可能會破壞大腦結(jié)構(gòu)或大腦神經(jīng)細胞網(wǎng)絡(luò)的連接，從而導(dǎo)致疾病的發(fā)展。”
該研究涉及 712 名平均年齡為 78 歲的女性，她們在研究開始時沒有患癡呆癥。參與者提供了健康史以及關(guān)于族裔、教育、就業(yè)、飲酒、吸煙和體育活動的信息。所有的女性在研究開始時和五年后都接受了核磁共振掃描。
研究人員利用每個參與者的居住地址，來確定他們在第一次核磁共振掃描前三年平均暴露在空氣污染中的情況。然后他們將參與者分成四組。最低的一組暴露在平均每立方米空氣中 7 到 10 微克的細顆粒物污染中。最高的一組平均暴露在平均每立方米 13 至 19 微克的污染中。美國環(huán)境污染署 (EPA) 認為，年平均暴露在每立方米 12 微克的污染物中是安全的。
研究人員使用了一種機器學(xué)習(xí)工具來測量大腦中阿爾茨海默氏病跡象。這種工具經(jīng)過訓(xùn)練，可以通過讀取阿爾茨海默病患者的腦部掃描，識別特定于增加患阿爾茨海默病風(fēng)險的大腦萎縮模式。
研究開始時和五年后，研究人員對參與者進行了核磁共振腦掃描，并根據(jù)他們與機器學(xué)習(xí)工具識別出的阿爾茨海默氏癥模式的相似程度對他們進行了評分，特別是在容易患阿爾茨海默氏癥的大腦區(qū)域的變化。分數(shù)從 0 到 1 不等，分數(shù)越高表明大腦變化越多。總的來說，這些女性的分數(shù)從研究開始時的 0.28 分變化到五年后的 0.44 分。
研究人員發(fā)現(xiàn)，空氣污染水平每增加 3 毫微克 / 立方米，兩次掃描的得分范圍就會擴大，平均增加 0.03，表明大腦在五年內(nèi)萎縮的程度更大，相當(dāng)于老年癡呆癥的風(fēng)險增加 24%。即使在調(diào)整了年齡、教育程度、就業(yè)、心血管疾病、高血壓、體育活動和其他可能影響腦萎縮的因素后，這一增幅仍然存在。
“我們的研究結(jié)果對公共健康有著重要的影響，因為我們不僅發(fā)現(xiàn)暴露于高水平空氣污染中的女性大腦會萎縮，而且我們還發(fā)現(xiàn)暴露于低于美國環(huán)保署認為安全水平空氣污染中的女性大腦也會萎縮。”Younan 說，“雖然還需要更多的研究，但相關(guān)部門在未來收緊空氣污染暴露標(biāo)準(zhǔn)的努力，可能有助于降低老年人群患阿爾茨海默病的風(fēng)險。”
不過，研究人員也指出，這項研究只觀察了老年女性的大腦，所以結(jié)果可能對男性和年輕女性不一樣，此外該研究只調(diào)查了區(qū)域細顆粒物污染，沒有調(diào)查其他污染源，如交通排放。由于當(dāng)時沒有全國性的數(shù)據(jù)，研究人員也無法估計參與者在中年和青年時期接觸細顆粒物污染的情況。
我們相信，隨著科學(xué)界對空氣污染的重視，空氣污染對人體健康的真實具體影響，也將逐漸明晰。
參考資料：
https://n.neurology.org/content/early/2020/11/18/WNL.0000000000011149
https://www.aan.com/PressRoom/Home/PressRelease/3836v
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