空氣汙染與大腦萎縮有什麼關係？

2020-11-21 鈦媒體APP

圖片來源@視覺中國

文丨科研公路社

根據美國神經病學學會醫學雜誌 Neurology2020 年 11 月 18 日發表的一項最新研究，居住在空氣汙染水平較高地區的女性，可能會在年老時出現更多阿爾茨海默病中常見的大腦萎縮。

研究人員發現，空氣汙染（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，相當於老年痴呆症的風險增加 24%。即使在調整了年齡、教育程度、就業、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後，這一結論仍然存在。

不久前，美國一項涉及 6300 萬人的研究也發現，空氣汙染會讓神經系統疾病患者病情加重，包括阿爾茨海默病和帕金森病等。

2016 年的一項具有裡程碑意義的研究發現，汙染空氣中的一種潛在有毒顆粒能夠進入人類的大腦組織。另一項研究發現，在英國倫敦，住宅周圍空氣汙染越嚴重，被診斷為痴呆症的風險越高，兩者存在相關性。

隨著科學家們對空氣汙染與健康關聯的深入研究，大家習以為常的空氣汙染的長期危害，也越來越清晰明確。

細顆粒汙染的長期危害

細顆粒汙染是由懸浮在空氣中的化學物質、煙霧、灰塵和其它微小顆粒構成的汙染物。它們不超過 2.5 微米，比人類頭髮絲的寬度還小 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，但它對空氣品質和能見度等有重要的影響。它能較長時間懸浮於空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣汙染越嚴重。

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（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境質量的影響更大。

據悉，2012 年聯合國環境規劃署公布的《全球環境展望》指出，每年有 70 萬人死於因臭氧導致的呼吸系統疾病，有近 200 萬的過早死亡病例與顆粒物汙染有關。《美國國家科學院院刊》（PNAS）也發表了研究報告，報告中稱，人類的平均壽命因為空氣汙染很可能已經縮短了 5 年半。

2013 年，世界衛生組織下屬國際癌症研究機構發布報告，首次指認大氣汙染對人類致癌，並視其為普遍和主要的環境致癌物。

2018 年的一項研究顯示，墨西哥城（聯合國 1992 年將墨西哥城列為世界上汙染最嚴重的大都市）大量 30~40 歲成人大腦中發現有典型阿茲海默病的病理表現（老年炎性斑），甚至在嬰幼兒的大腦內也有類似發現，研究人員把這個發現和大氣汙染相關聯。

究竟 PM2.5 對帕金森病、阿爾茲海默病等神經系統疾病影響幾何？一直以來缺乏嚴謹的科學證據。

就在上個月，哈佛大學公共衛生學院在《柳葉刀》的《地球健康》雜誌（the Lancet’s Planetary Health）發表了一項重磅研究，研究人員使用有史以來最大的數據集來評估空氣汙染與神經系統疾病之間的聯繫。

這項研究是第一個大範圍的隊列研究，使用的數據涉及 6300 多萬人，結果發現，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）水平與神經退行性疾病的住院治療有關聯。

安全水平並不安全

為了進一步探究空氣汙染與阿爾茨海默病中常見大腦萎縮的關聯，來自南加州大學的研究人員觀察了細顆粒物汙染與女性人群大腦萎縮的關聯。

「大腦體積變小是痴呆症和阿爾茨海默病的已知風險因素，但空氣汙染是否會改變大腦結構仍在研究中。」 論文研究作者、南加州大學 Diana Younan 博士表示。

「我們的研究發現，暴露在高水平空氣汙染中的七八十歲的女性在五年內出現與阿爾茨海默氏症相關的大腦變化的風險會增加。我們的研究表明，這些毒素可能會破壞大腦結構或大腦神經細胞網絡的連接，從而導致疾病的發展。」

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痴呆症。參與者提供了健康史以及關於族裔、教育、就業、飲酒、吸菸和體育活動的信息。所有的女性在研究開始時和五年後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汙染中的情況。然後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 微克的細顆粒物汙染中。最高的一組平均暴露在平均每立方米 13 至 19 微克的汙染中。美國環境汙染署 (EPA) 認為，年平均暴露在每立方米 12 微克的汙染物中是安全的。

研究人員使用了一種機器學習工具來測量大腦中阿爾茨海默氏病跡象。這種工具經過訓練，可以通過讀取阿爾茨海默病患者的腦部掃描，識別特定於增加患阿爾茨海默病風險的大腦萎縮模式。

研究開始時和五年後，研究人員對參與者進行了核磁共振腦掃描，並根據他們與機器學習工具識別出的阿爾茨海默氏症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症的大腦區域的變化。分數從 0 到 1 不等，分數越高表明大腦變化越多。總的來說，這些女性的分數從研究開始時的 0.28 分變化到五年後的 0.44 分。

研究人員發現，空氣汙染水平每增加 3 毫微克 / 立方米，兩次掃描的得分範圍就會擴大，平均增加 0.03，表明大腦在五年內萎縮的程度更大，相當於老年痴呆症的風險增加 24%。即使在調整了年齡、教育程度、就業、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後，這一增幅仍然存在。

「我們的研究結果對公共健康有著重要的影響，因為我們不僅發現暴露於高水平空氣汙染中的女性大腦會萎縮，而且我們還發現暴露於低於美國環保署認為安全水平空氣汙染中的女性大腦也會萎縮。」Younan 說，「雖然還需要更多的研究，但相關部門在未來收緊空氣汙染暴露標準的努力，可能有助於降低老年人群患阿爾茨海默病的風險。」

不過，研究人員也指出，這項研究只觀察了老年女性的大腦，所以結果可能對男性和年輕女性不一樣，此外該研究只調查了區域細顆粒物汙染，沒有調查其他汙染源，如交通排放。由於當時沒有全國性的數據，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汙染的情況。

我們相信，隨著科學界對空氣汙染的重視，空氣汙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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