空气污染增加部分类型痴呆症风险
长期暴露于污染环境中,会加速本身易感人群患路易体痴呆症和帕金森病相关性痴呆症的进程。
一项研究发现,暴露于空气污染环境中可能会增加患路易体痴呆症的风险。图片来源:Sonu Mehta/《印度斯坦时报》/Shutterstock
一项针对5600万人的分析显示,暴露于空气污染环境中会增加患某一特定类型痴呆症的风险,该类型痴呆症是继阿尔茨海默病和血管性痴呆症之后的第三大常见痴呆症类型。
这项于9月4日发表在《科学》(Science)期刊上的研究[1]指出,长期暴露于PM2.5(直径小于2.5微米的空气悬浮颗粒物)与路易体痴呆症或帕金森病患者罹患痴呆症之间存在明确关联。
澳大利亚悉尼科技大学的临床神经科学家陈辉(Hui Chen,音译)表示,该研究发现,PM2.5暴露未必会直接诱发路易体痴呆症,但对于本身就存在遗传易感倾向的人群,它会“加速疾病的发展进程”。
PM2.5暴露的影响
路易体痴呆症是一个涵盖两种不同痴呆症类型的统称,包括帕金森病相关性痴呆症和路易体痴呆。在这两种情况下,痴呆症的发病均与大脑神经细胞内α-突触核蛋白(αSyn)聚集成团(即路易小体)有关,这些蛋白团会导致神经细胞功能丧失,最终死亡。已有研究表明,长期暴露于汽车尾气、野火烟雾和工厂废气等空气污染中,会增加患神经退行性疾病的风险,其中就包括帕金森病相关性痴呆症[2]。
该研究的合著者、美国马里兰州巴尔的摩市约翰斯·霍普金斯大学神经退行性疾病研究员毛晓波(Xiaobo Mao,音译)表示,他和同事们希望弄清楚PM2.5暴露是否也会影响路易体痴呆症的患病风险。他们分析了2000-2014年间5650万名路易体痴呆症患者以及合并或未合并痴呆症的帕金森病患者的住院数据,这些数据用于识别患有严重神经系统疾病的人群。
研究发现,长期暴露于PM2.5与这三种神经退行性疾病(住院风险增加)均存在关联,其中需要住院治疗的重度路易体痴呆症患病风险增加了12%。研究人员指出,与未合并痴呆症的帕金森病患者相比,生活在PM2.5高暴露区域的人群,患路易体痴呆症(包括路易体痴呆和帕金森病相关性痴呆症)的相对风险更高。
随后,研究团队在小鼠身上开展实验,以探究空气污染暴露影响痴呆症风险的原因。研究人员通过鼻腔让小鼠暴露于PM2.5污染环境中,之后对小鼠进行与痴呆样症状相关的行为测试。在暴露于PM2.5环境10个月后,小鼠在用于测试空间记忆的迷宫探索实验,以及用于测试新物体识别能力的任务中,均表现出行为障碍。同时,研究团队还观察到,10个月后小鼠大脑内α-突触核蛋白的聚集量大幅增加。
暴露于PM2.5环境10个月还导致小鼠内侧颞叶萎缩——这一脑区负责记忆的形成与提取。相比之下,缺失α-突触核蛋白基因的转基因小鼠大脑未出现此类变化,这表明该蛋白是神经退行性病变发生的必要因素。
研究团队还发现,暴露于PM2.5环境的小鼠,其肠道和肺部出现了α-突触核蛋白聚集,而对照组小鼠和转基因小鼠则未出现这一现象。毛晓波表示,α-突触核蛋白的作用类似“种子”,它可以通过肠-脑轴从肠道扩散至大脑,最终可能引发阿尔茨海默病或路易体痴呆症。此外,PM2.5还会在肺部积聚,引发炎症反应,随后进入血液循环并穿过血脑屏障。
需存在遗传易感倾向
研究人员接下来探究了PM2.5暴露导致小鼠基因表达发生的变化,并将其与路易体痴呆症患者的基因表达变化进行对比。他们重点研究了前扣带回皮质——这一脑区与痴呆症患者的认知功能障碍相关。研究发现,暴露于PM2.5的小鼠与路易体痴呆症患者、帕金森病相关性痴呆症患者的基因表达变化存在显著相关性,但与未合并痴呆症的帕金森病患者无相关性。
陈辉表示,这些发现表明PM2.5暴露与路易体痴呆症之间存在明确关联。“小鼠实验的结果反映了人类身上可能发生的情况,”她说,即只有当个体本身就存在患路易体痴呆症的遗传易感倾向时,PM2.5暴露才会增加其患病风险。
她补充道,该研究结果的创新性在于揭示了PM2.5暴露与路易体痴呆症之间的关联。“其机制本身并非新发现,”陈辉指出,但这项研究或许能让其他研究人员意识到,PM2.5暴露是神经退行性疾病的一个重要风险因素。
陈辉还提到,该研究中让小鼠暴露于PM2.5的方式存在局限性——小鼠在短期内接受了高剂量的PM2.5暴露,而这与人类长期、低剂量的暴露情况不同。
毛晓波表示,研究团队计划在未来的研究中解决这一问题,将采用更能模拟真实人类暴露情况的模型。他们还计划研究特定类型的PM2.5分子是否与路易体痴呆症的发病有关。他表示,他们的研究为进一步探究空气污染如何引发神经退行性疾病“打开了一扇窗”。
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