环境与自闭症有什么关系?

环境与自闭症有什么关系?
寻找自闭症的原因是一项艰巨的任务 - 研究人员正在调查各种可能起作用的因素。 有几项研究发现空气污染与自闭症的发病之间存在联系 - 但其他人却没有。 照片由steinphoto提供

如果你只看数字,你可能会认为自闭症的速度正在逐渐失控。 在公共卫生官员启动时,1的150中的费率似乎已经足够高了 追踪美国综合征的稳步上升。 到了2012的1 68,估计终于平平了,许多家长都表示相信 没有根据的理论 将疫苗归咎于自闭症“流行”,助长了自燃 暴发 麻疹等罕见病。

然而,专家认为,大部分的热潮都是为了提高认识,更好地获得服务,扩大诊断神经发育综合征的标准,这种综合征的特点是受限制的利益或行为以及交流和社会交往的问题。

自闭症是非常多样化的,包括广泛的残疾和礼物。 “如果你遇到了一个患有自闭症的孩子,”父母和临床医生喜欢说,“你遇到了一个患有自闭症的孩子。”这种异质性,也包括一系列的身体疾病,使得寻找自闭症的原因艰巨的任务。

图表由肖恩·奎因
来自疾病控制和预防中心的自闭症和发育障碍监测网络的数据。 图表由肖恩·奎因

大多数研究都集中在基因上,并建议 数百种基因变异可能增加风险。 所谓的拷贝数变异,其中包括可以改变基因表达的重复的或缺失的DNA的长段延伸,在自闭症中尤其常见。

1977研究显示,同卵双胞胎拥有完全相同的基因组, 更有可能 也有分享一个孤独症诊断比异卵双胞胎。 我们现在知道,一个被诊断患有自闭症的小孩的一个年轻的兄弟姐妹面临着一个问题 高风险 发展的条件比其他孩子。 但双胞胎也有相同的环境,包括子宫。 和那个共享的环境一样 2011双胞胎研究报告,似乎起到比以前赞赏更大的作用。

环境因素可能影响自闭症风险的一种方法是改变“表观遗传因素” - 蛋白质和其他影响基因表达方式的分子,而不改变DNA序列。 这样 因素, 这对正常大脑发育至关重要,对内分泌干扰物和饮食中的叶酸在环境中的多种暴露作出反应。

科学家希望通过鉴定增加对特定环境暴露的易感性的基因或基因谱,他们将能够找到缓解自闭症残疾方面的方法。 但科学是“真的刚刚开始,说:”主任丽莎克罗恩说 自闭症研究计划 在Kaiser Permanente研究部门。 什么导致自闭症,以及环境因素如何与遗传因素和表观遗传因素相互作用以增加风险,仍然是一个悬而未决的问题。

广泛的网络

多种因素可能相互作用,导致任何一个孩子发展自闭症的可能性。 虽然科学家们认为遗传和环境因素都起作用,但遗传学研究远远超过了环境方面的工作。


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“直到2007,我们几乎没有研究我认为的环境危害和自闭症的世界,” Irva Hertz-Picciotto,他是加州大学戴维斯分校MIND研究所自闭症和神经发育环境流行病学研究的负责人。 她说,从2010年左右开始,“突然每个人都在研究它。”

对于科学家来说,环境风险包括基因组以外的任 到目前为止,他们已经研究了空气污染,杀虫剂,父母年龄,包括感染和糖尿病在内的医疗状况,产前护理,生活方式因素如母亲的饮食,吸烟和饮酒,以及怀孕之间的时间。 许多这些研究的结果好坏参半。 即使一项研究发现环境因素与风险增加之间的联系,也不意味着因果关系,而是暗示了这一因素 可能 增加风险。

在一个 最近的一篇综述 对非遗传性孤独症因素的流行病学研究发现,研究者报告父母年龄和早产高于既定危险因素,妊娠与产前暴露于空气污染间隔时间短是潜在的危险因素。 他们的结论是,其他可能的环境因素,包括内分泌干扰,一长串名单,值得进一步调查。

邻苯二甲酸盐
内分泌干​​扰物 已受到审查 因为它们会干扰大脑发育的激素通路。 但 研究 包括阻燃剂和全氟化合物在内的干扰内分泌化学物质产生了相互矛盾的结果。

“还没有一致的证据基础,”克罗恩说。

增加风险的证据出现 对于邻苯二甲酸盐,从化妆品到牙齿环等各种消费品中发现的化学品更为强大。 但即使这些结果也不尽相同 “这些不同的研究结果的原因涉及研究设计,方法,如何确定风险,研究人的方式,确定案件的方式,”克罗恩说。 “这有点乱。”

Hertz-Picciotto说,空气污染迄今受到最严格的审查。 尽管空气污染含有很多 已知的神经毒物,还有一点点 路灯效果:这是数据的地方。 自从1970通过“清洁空气法案”以来,联邦,州和地方机构已经监测了一系列空气污染物,为研究人员提供了一个宝贵的数据资料,用以反映怀孕妇女的生活地点,并推断潜在的风险。

一些精心设计的研究发现空气污染和自闭症之间存在联系,包括遗传学和环境中的儿童孤独症风险,或 CHARGE(充电),自从2002以来,Hertz-Picciotto一直在进行这项研究。 但是一些同样坚实的研究没有。 “我认为陪审团仍然对空气污染,”赫茨Picciotto说。

在怀孕期间有机磷农药接触的CHARGE研究中,Hertz-Picciotto的研究小组发现,在怀孕期间住在农田中的1.5公里(不到一英里)的妇女 60风险较高 有一个孩子被诊断为自闭症。 农药毒死蜱在孕中期和孕晚期风险增加。

最近在研究自闭症风险因素的小鼠模型研究(例如, 此处 和 此处)报告说,产前暴露于杀虫剂(包括毒死蜱)会干扰动物的正常社交,探索和声音行为。 从小鼠到人类的推断是非常复杂的,但科学家希望这些模型能够帮助他们筛选破坏自闭症易感基因的风险,并识别与增加风险相关的基因 - 环境相互作用。 科学家与美国环境保护局 建议限制 在神经毒性农药可能使婴儿和儿童处于危险中的证据的基础上,在2015中毒死蜱的所有用途。 环保局局长Scott Pruitt 推翻了这个决定 三月。

由于生活在农业社区的孕妇不能完全避免接触农药,因此研究人员研究了可能降低农药相关自闭症风险的因素。 Hertz-Picciotto的研究小组认为,叶酸可以缓解环境污染物的毒性,从而成为潜在的缓解因素。 一些研究报告说,服用叶酸补充剂的母亲不太可能患有自闭症儿童, 大量研究发现 没有这样的联系。

在一个 论文发表 本月早些时候,Hertz-Picciotto和她的同事报告证据表明,补充叶酸确实可以降低与农药接触有关的自闭症风险。 对怀孕前或怀孕头三个月接触杀虫剂的女性来说,他们发现,在怀孕第一个月内服用叶酸补充剂似乎减少了患有自闭症的孩子的可能性。 补充剂是否真正改变了农药的有害影响仍然看到。

事实证明,弄清基因和环境可能相互作用导致自闭症的多种方式具有挑战性。 不过,赫兹-皮乔托说,育龄妇女应该服用叶酸补充剂。 有确凿的证据表明,在孕早期和孕中期服用富含叶酸的产前维生素 有助于防止神经管缺陷,脑和脊髓的畸形。 和 遗传变异破坏叶酸代谢的是 很常见。 该 美国国会妇产科医师 和 Eunice Kennedy Shriver国立儿童健康和人类发展研究所 还建议妇女在怀孕前和怀孕期间服用含叶酸的维生素,以帮助保护婴儿发育中的大脑和神经系统。

降低风险的因素

解开基因和环境可能相互作用导致自闭症的多种方式已被证明是具有挑战性的。 遗传或后生风险可能与儿童,母亲或可能是父亲有关,所有这些风险都与令人眼花缭乱的各种组合相互作用,并与环境因素接触。 这些相互作用可能有两个方向:遗传学可以确定是否暴露造成不良影响,或暴露可能影响如何表达基因。

“这里有很多不同的机制,你需要正确的生物样本来看看所有的机制,”克罗恩说。 这正是那个 早期孤独症风险纵向调查Kaiser Permanente与其他三个研究中心之间的合作已经着手进行。

EARLI的目的是通过研究有个自闭症孩子的孕妇,然后追踪他们的新生婴儿,来探索自闭症为什么会在家庭中蔓延的原因。 如果新生婴儿也患有自闭症,研究设计将使他们能够确定潜在的危险因素。 研究人员从父母那里收集了生物标本,在关键发育期的诊所对孩子进行了评估,并参观了家中以收集灰尘进行化学分析。 他们还进行了深入的父母调查,重点关注母亲的饮食,常规以及在家中使用农药和其他可能有毒的产品。 在 一张2015纸,该项目将父亲精子的表观遗传变化与儿童孤独症风险联系起来。 作者发现在诊断为自闭症的人的死后脑组织中发生了类似的变化,他们认为这些表观遗传因素可能在孩子的大脑中发挥作用。

尽管如此,Hertz-Picciotto仍然希望取得进展.EARLI和CHARGE都加入了国立卫生研究院的倡议,称为 环境对儿童健康结果的影响,或者ECHO。 自300开始研究包括自闭症在内的各种儿童健康状况后,美国国立卫生研究院举措已获得近2015万美元的赠款。 这一举措旨在确定可以改进以改善儿童健康状况的发展初期的环境因素。

流行病学家希望有一天技术上的突破将允许他们从生物样本中读取一个人的整个环境暴露历史,就像他们可以通过基因组测序确定一个人的基因谱一样。 在此之前,流行病学家必须解决他们交易的杂乱工具。 尽管如此,赫兹 - 皮齐奥托仍然希望取得进展。

她说:“我回头看看我们为20,30和40所研究的东西,在某些情况下,还没有比以前的10更多的进展。 Hertz-Picciotto指出乳腺癌研究人员现在认识到,导致癌症的变化可能始于儿童期或青春期。 “他们正在尝试重建30年前的事情。 我们只是回顾几年。“ 查看Ensia主页

关于作者

Liza Gross是一名独立的记者和PLOS生物学编辑,专门从事环境与公共健康,生态与保护。 她的工作出现在不同的网点,包括 纽约时报,华盛顿邮报,国家,发现 和KQED。 twitter.com/liza

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