環境與自閉症有什麼關係?

環境與自閉症有什麼關係?
尋找自閉症的原因是一項艱鉅的任務 - 研究人員正在調查可能發揮作用的各種因素。 一些研究發現空氣污染與自閉症發病率之間存在關聯 - 但其他研究卻沒有。 照片由steinphoto提供

如果你只看數字,你可能會認為自閉症率正在逐漸失控。 當公共衛生官員開始時,在1的150中,2000的費率似乎足夠高 追踪美國綜合症的穩步上升。 在2012 1 68的XNUMX中,很多家長已經接受了這個估計。 毫無根據的理論 將疫苗歸咎於自閉症“流行病”,助長燃料 爆發 麻疹和其他曾經罕見的疾病。

然而,專家將大部分熱潮歸因於提高認識,更好地獲得服務,以及擴大診斷神經發育綜合症的標準,其特徵在於受限制的興趣或行為以及溝通和社交互動的問題。

自閉症非常多樣化,包括各種各樣的殘疾和禮物。 “如果你遇到一個患有自閉症的孩子,”父母和臨床醫生喜歡說,“你遇到了一個患有孤獨症的孩子。”這種異質性,包括一系列身體疾病,使得尋找自閉症的原因成為現實。艱鉅的任務。

Sean Quinn的圖表
來自疾病控制和預防中心的自閉症和發育障礙監測網絡的數據。 Sean Quinn的圖表

大多數研究都集中在基因上,並提出了這一點 數百種基因變異可能會增加風險。 所謂的拷貝數變異,包括可以改變基因表達的長片段的重複或缺失的DNA,在自閉症中尤為常見。

當1977研究顯示同卵雙胞胎具有完全相同的基因組時,就會發現自閉症的遺傳根源的明確證據, 更有可能 與兄弟雙胞胎相比,也有自閉症的診斷。 我們現在知道,一個被診斷患有自閉症的孩子的弟弟妹妹面臨著一個問題 高風險 比其他孩子更好地發展這種狀況。 但是雙胞胎也有共同的環境,包括子宮。 和那個共享的環境一樣 2011雙胞胎對的研究報導,似乎發揮了比以前更多的作用。

環境因素可能影響自閉症風險的一種方法是改變“表觀遺傳因子” - 影響基因表達方式而不改變DNA序列的蛋白質和其他分子。 這樣 因素, 這對於正常的大腦發育至關重要,可以應對環境中的各種暴露,從內分泌干擾物到飲食中的葉酸。


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科學家希望通過識別增加對特定環境暴露的易感性的基因或基因譜,他們將能夠找到減輕自閉症殘疾方面的方法。 但科學“真的只是剛剛開始,”該主任麗莎克羅恩說 自閉症研究計劃 在Kaiser Permanente研究部。 什麼導致自閉症,以及環境因素如何與遺傳和表觀遺傳因素相互作用以增加風險,仍然是一個懸而未決的問題。

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多種因素可能相互作用導致任何一個孩子患自閉症的可能性。 雖然科學家們同意遺傳和環境因素都起作用,但遺傳學研究遠遠超過環境聯繫。

“直到2007,我們幾乎沒有研究過我所認為的環境危害和自閉症的世界,” Irva Hertz-Picciotto,負責加州大學戴維斯分校自閉症和神經發育環境流行病學的MIND研究所項目。 她說,從2010開始,“突然間每個人都在研究它。”

對於科學家來說,環境風險包括基因組以外的任 到目前為止,他們已經調查了空氣污染,殺蟲劑,父母年齡,醫療條件(包括感染和糖尿病),產前護理,生活方式因素(如母親的飲食,吸煙和飲酒)以及懷孕之間的時間。 許多這些研究的結果好壞參半。 即使研究發現環境因素與風險增加之間存在關聯,也並不意味著因果關係,而是表明這一因素 可能 增加風險。

最近的一篇綜述 在非遺傳性自閉症因素的流行病學研究中,研究人員報告將父母年齡和早產作為既定的危險因素,並將妊娠和產前暴露於空氣污染之間的間隔時間作為潛在的危險因素。 他們得出的結論是,一長串其他可能的環境因素,包括內分泌干擾,需要進一步調查。

鄰苯二甲酸鹽
內分泌干擾物 受到嚴密審查 因為它們可以乾擾大腦發育中涉及的激素通路。 但 研究 內分泌干擾化學物質,包括阻燃劑和全氟化合物,產生了相互矛盾的結果。

“目前還沒有一致的證據基礎,”克羅恩說。

出現風險增加的證據 對於鄰苯二甲酸鹽,從化妝品到出牙環等各種消費品中發現的化學品更為強大。 即使這些結果也各不相同。 “這些不同發現的原因與研究設計,方法,如何確定暴露,研究人們的方式,確定病例的方式有關,”克羅恩說。 “這有點亂。”

Hertz-Picciotto說,到目前為止,空氣污染受到了最嚴格的審查。 雖然空氣污染包含很多 已知的神經毒物,還有一點 路燈效應:那是數據的所在。 自從1970通過“清潔空氣法”以來,聯邦,州和地方機構已經監測了一系列空氣污染物,為研究人員提供了寶庫數據,以反映孕婦生活的地點並推斷潛在暴露。

一些精心設計的研究發現空氣污染與自閉症之間存在關聯,包括遺傳和環境中的兒童孤獨症風險,或 收費,研究,Hertz-Picciotto自2002以來一直在運行。 但是一些同樣可靠的研究卻沒有。 Hertz-Picciotto說:“我認為陪審團仍然沒有空氣污染。”

在一項關於懷孕期間有機磷農藥暴露的CHARGE研究中,Hertz-Picciotto的研究小組發現,在懷孕期間生活在距離1.5公里(不到一英里)的農田中的婦女 風險增加了60% 讓孩子被診斷患有自閉症。 殺蟲劑毒死蜱與妊娠中期和孕晚期的風險增加有關。

小鼠模型的最新研究開髮用於研究自閉症風險因素(例如, 點擊瀏覽,獲取更多資訊 - 點擊瀏覽,獲取更多資訊據報導,產前接觸殺蟲劑,包括毒死蜱,可以乾擾動物的正常社交,探索和聲音行為。 從老鼠到人類的推斷是眾所周知的,但是科學家們希望這些模型可以幫助他們篩選破壞自閉症易感基因的暴露,並確定與風險增加相關的基因 - 環境相互作用。 美國環境保護局的科學家 建議限制 根據有關神經毒性農藥可能使嬰兒和兒童處於危險中的證據,在2015中使用毒死蜱。 EPA管理員Scott Pruitt 推翻了那個決定 三月。

由於生活在農業社區的孕婦不能完全避免農藥暴露,研究人員已經研究了可能減少與農藥相關的自閉症風險的因素。 Hertz-Picciotto的研究小組認為葉酸是一種潛在的緩解因子,因為它有助於緩解環境污染物的毒性作用。 一些研究報告說,服用葉酸補充劑的母親患有自閉症的孩子的可能性低於那些沒有自閉症的孩子,儘管 大型研究發現 沒有這樣的聯想。

論文發表 本月早些時候,Hertz-Picciotto及其同事報告的證據表明,葉酸補充劑確實可以降低與農藥接觸相關的自閉症風險。 對於懷孕前或懷孕前三個月接觸過農藥的女性,她們發現,在懷孕的第一個月內服用葉酸補充劑似乎可以減少孩子被診斷患有自閉症的可能性。 補充劑是否真正改變了殺蟲劑的有害影響仍有待觀察。

解開基因和環境可能相互作用導致孤獨症的多種方式已經證明是具有挑戰性的。 Hertz-Picciotto表示,育齡婦女應該服用葉酸補充劑。 確鑿的證據表明,在孕早期和孕早期服用含有葉酸的產前維生素 有助於防止神經管缺陷,大腦和脊髓的畸形。 和 遺傳變異破壞葉酸代謝的是 很常見。 “ 美國婦產科醫師大會 - Eunice Kennedy Shriver國家兒童健康與人類發展研究所 還建議女性在懷孕前和懷孕期間服用葉酸維生素,以幫助保護寶寶發育中的大腦和神經系統。

降低風險的因素

解開基因和環境可能相互作用導致孤獨症的多種方式已經證明是具有挑戰性的。 兒童,母親或可能是父親的遺傳或表觀遺傳風險可能與暴露於環境因素的一系列令人眼花繚亂的組合相互作用。 這些相互作用可以分為兩個方向:遺傳學可以確定暴露是否會引起不良反應,或者暴露可能會影響基因的表達方式。

“這裡有很多不同的機制,你需要正確的生物樣本才能看到所有的機制,”克羅恩說。 那正是如此 早期自閉症風險縱向調查,Kaiser Permanente和其他三個研究中心之間的合作,開始著手。

EARLI旨在通過研究患有自閉症兒童並隨後照顧新生兒的孕婦來探索為什麼孤獨症往往會在家庭中流行。 如果新生兒也患有自閉症,研究設計將允許他們識別潛在的風險因素。 研究人員從父母那裡收集了生物標本,在關鍵的發育窗口對診所中的兒童進行了評估,並訪問了家中以收集粉塵進行化學分析。 他們還進行了深入的家長調查,重點關注母親的飲食,日常生活以及在家中使用殺蟲劑和其他潛在有毒產品。 在 一篇2015論文該項目將父親精子的表觀遺傳變化與兒童孤獨症的風險聯繫起來。 作者發現了自閉症患者死後腦組織的類似變化,他們表示這種表觀遺傳因素可能在兒童大腦中發揮作用。

儘管如此,Hertz-Picciotto仍然希望取得進展.EARLI和CHARGE都加入了國家衛生研究院的倡議,稱為 環境對兒童健康結果的影響,或ECHO。 自300以來,美國國立衛生研究院(NIH)計劃已撥款近2015萬美元用於研究各種兒童的健康狀況,包括自閉症。 該倡議旨在確定可在早期發展階段的環境因素,以改善兒童的健康狀況。

流行病學家希望有一天技術上的突破將使他們能夠從生物標本中讀出一個人的環境暴露歷史,就像他們可以通過基因組測序來確定一個人的基因譜一樣。 在那之前,流行病學家必須解決他們交易的混亂工具。 儘管如此,Hertz-Picciotto仍然希望取得進展。

“我回顧過我們為20,30,40多年研究過的東西,在某些情況下,我們在過去的10中所取得的進展並不多,”她說。 Hertz-Picciotto指出乳腺癌研究人員現在認識到導致癌症的變化可能始於童年或青春期。 “他們試圖在幾年前重建30。 我們剛回去幾年。“ 查看Ensia主頁

關於作者

Liza Gross是一名獨立記者和PLOS生物學編輯,專門研究環境與公共衛生,生態學和保護。 她的作品出現在不同的網點,包括 紐約時報,華盛頓郵報,國家,發現 和KQED。 twitter.com/liza

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