空气污染在老年女性认知损伤中的角色:PM2.5暴露与阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是一种大脑退化疾病,是痴呆症的主要诱因,是一种发病进程慢、逐渐恶化的持续性神经功能障碍,常发生于老年群体中。在2016年,估计美国有五百三十万人患有此病。这种病对患者以及患者家庭的生活带来严重影响,也对社会造成影响,它是花费最大的慢性病之一。阿尔茨海默病的病因仍然不清楚,它可能是一种由多种因素相互作用导致的疾病,包括遗传、环境以及生活方式等交互作用。

研究指出PM2.5及其与APOE等基因的相互作用可能加速大脑老化

最近一项美国的研究指出[1],空气中的颗粒物(PM2.5)及其与APOE等基因(如APOEε4,它是病理性脑衰老和AD的主要遗传风险因子)的相互作用,可能会加速大脑老化,这为解释阿尔茨海默病(AD)的发病机制提供了新的信息。

该研究假设PM2.5的长期暴露会导致整体认知衰退加速和痴呆风险增加,在APOEε4基因携带者中风险会进一步加大。该研究在美国女性健康倡议记忆研究项目(Women’s Health Initiative Memory Study -WHIMS)的队列中检验此假设。WHIMS是一个覆盖美国全国老年妇女的前瞻性队列研究。这个队列的一个近期研究报道了PM2.5浓度的升高和多个大脑区域的白质容量减少之间的关联[2]。颗粒物的神经毒性效应是在携带人类APOE等位基因和家族性痴呆基因的转基因小鼠身上进行实验研究的。这个研究模拟了临床前的β样淀粉蛋白的聚集以及这个过程在APOEε4携带者中的加强。研究认为,在1999-2000年中任何时间,居住在颗粒物(PM2.5)浓度超过美国环境保护署设定的国家室外空气质量标准(NAAQS)(12μg/m3)的地方,人的整体认知衰退和全因痴呆的风险分别增加81%和92%,对APOEε4携带者的健康不良影响更强。

研究结论支持PM2.5通过多种途径加速相关痴呆的神经变性过程

这项新研究结合了老年妇女的空气污染暴露 – 神经流行病学研究和小鼠的吸入神经毒理学实验。两个研究共同显示了颗粒状空气污染物对神经退行性变化的影响,并且该影响对APOEε4载体携带者更大。总体而言,研究结论支持颗粒状空气污染物(PM2.5)通过多种途径加速相关痴呆(ADRD)的神经变性过程,包括促淀粉样变淀粉样前体蛋白(APP)加工以及其他独立于淀粉样蛋白沉积的途径。

在美国,PM2.5浓度随着时间的推移而下降(例如,2000-2013年下降了34%),这与痴呆症的年龄特异性风险的降低同时发生[3]。在2012年美国环境保护署设立目前的国家室外空气质量标准之前,假设美国30%的老年妇女居住在高PM2.5的环境中,若WHIMS研究中观察到的不良影响可推广,研究人员估计高达21%的认知衰退的加快和全因性痴呆可归因于暴露于高浓度的空气污染(PM2.5)。[4]

PM2.5暴露与阿尔茨海默病研究的局限性

该研究也有一些局限性。首先,该研究考察了神经系统健康与PM2.5浓度的关系,但没有关于颗粒成分、排放源或与其他污染物的相互作用的信息。虽然关于颗粒物污染对心肺系统影响的研究涵盖了PM2.5成分的复杂性,但这些数据对于开展全国范围颗粒物污染对神经健康的研究来说,是不现实的。其次,此研究所采用的时空模型仅允许对1999年以后出现在女性晚年生活中的颗粒物(PM2.5)浓度进行估计。随着过去20年美国空气污染水平一直在下降,长期暴露的风险,特别是几十年前被研究对象在中年或青年阶段的空气污染暴露,可能对神经系统健康带来的负面影响更大。

 

尾注:
[1]Air pollution may lead to dementia in older women. Link: https://news.usc.edu/115654/air-pollution-may-lead-to-dementia-in-older-women/
[2] Chen JC, Wang X, Wellenius GA, Serre ML, Driscoll I, Casanova R et al. Ambient air
pollution and neurotoxicity on brain structure: Evidence from women’s health
initiative memory study. Ann Neurol 2015; 78: 466–476.
[3]Langa KM. Is the risk of Alzheimer’s disease and dementia declining? Alzheimers
Res Ther 2015; 7: 34.
[4]Barendregt JJ, Veerman JL. Categorical versus continuous risk factors and the
calculation of potential impact fractions. J Epidemiol Community Health 2010; 64: 209–212.

 

作者:熊秀琴、阿蓉、赵昂

 

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