浑浊空气或可导致阿尔茨海默氏病

空气污染可能损害大脑。资料来源:大卫·麦克纽

在离高速公路大约100米远的停车场，一辆白色拖车上的一根巨大的铝管十分显眼。这种铝管每分钟能吸收30多万辆汽车和柴油卡车排出的数百升废气。

年轻的化学工程师阿里安·萨法里蜷缩在拖车里，将收集的气体注入复杂的过滤系统。这些废气含有硫酸盐、硝酸盐、铵、碳黑和重金属颗粒，这些颗粒比人类头发丝的直径小200倍。

萨法里在南加州大学康斯坦丁·西乌塔斯实验室工作，他说这些粒子太小，许多空气污染监测设备无法精确测量。

这些“超细”颗粒的直径通常小于0.2米，它们被分成通常称为PM2.5的颗粒尺寸。PM2.5空气污染物水平包括直径为2.5米或更小的颗粒。谈到毒性，颗粒的大小特别重要:直径越小，越容易接触细胞，因此氧化压力越高。结果，会产生化学活性分子，如一些能破坏DNA和其他细胞结构的过氧化物。

有联系吗？

吸入超细颗粒污染物被认为是一种健康风险，因为它会导致哮喘、肺癌甚至心脏病等疾病。此外，越来越多的证据表明，它还可以损害大脑，加速认知老化，甚至增加患老年痴呆症和其他痴呆症的风险。

目前，空气污染和痴呆症之间是否有联系仍有争议。甚至这一观点的支持者也警告说，需要进一步的研究来证实两者之间的因果关系，并理解粒子是如何进入大脑并在其中产生波动的。

然而，越来越多的流行病学研究、动物模型和人脑成像的最新发现，以及能够模拟暴露于PM2.5环境的复杂技术，都提升了警报级别。事实上，一项持续11年的流行病学研究表明，生活在高于标准PM2.5环境中的老年妇女患痴呆症的可能性是正常环境的两倍。(标准值是美国环境署给出的12克/立方米的限值。南加州大学凯克医学院的流行病学家陈菊泉说，如果调查结果在普通人群中得到证实，全世界约21%的痴呆症病因将归因于空气污染。

另一项研究加深了人们对这个问题的关注。加拿大多伦多大学的研究人员在《柳叶刀》杂志上报道说，在安大略省，将近660万人居住在主干道50米以内。与距离主干道150米相比，该范围内的细颗粒污染物浓度通常高出10倍，这一人群患痴呆症的概率比距离主干道200米的人群高出12%。

印第安纳大学的神经科学家米歇尔·布洛克提醒大家，尽管这一领域的研究仍处于早期阶段，但对于一直在研究污染与人类大脑之间是否存在联系的研究人员来说，这仍然是一个“激动人心的时刻”。如果这项调查的结果得到证实，它可能有助于公共卫生专家大大降低阿尔茨海默病的发病率，并给这种仍然无法治愈的严重疾病带来光明的前景。

患有老年痴呆症的狗

早在2000年，墨西哥城的一只老狗患了痴呆症，许多狗变疯了，这为室内空气污染会导致神经退行性疾病提供了第一条线索。美国蒙大拿大学的神经学家莉莲·卡尔德龙·加西杜亚斯仔细发现，生活在空气污染严重地区的老年狗变得越来越痴呆和困惑，不仅方向感差，甚至主人也难以辨认。

之后，通过对比研究，卡尔德隆-加西杜亚斯发现，与生活在空气污染相对较轻地区的狗相比，生活在空气污染严重地区的狗有更多的淀粉样蛋白B细胞外沉积，这与阿尔茨海默病患者大脑中发现的“斑块”有关。

为了进一步证实两者之间的联系，卡尔德龙-加西杜亚斯还对生活在墨西哥的因某种原因死亡的儿童和成人的大脑进行了研究。结果显示，人脑中这些斑块的数量也显著增加。这些异常表明神经胶质细胞，即大脑中的免疫细胞，具有异常活跃的炎症症状。

尽管这些研究没有被严格控制，或者实验还没有产生足够的证据来证明淀粉样蛋白斑块的存在表明阿尔茨海默病。然而，她的研究结果完全证实了这一发现。

其中，在110号公路上收集污染空气样本的管道起到了重要作用。Sioutas和他的同事用医院的雾化器将污染物雾化，然后通过导管将雾化的污染物输送到一个装有试验小鼠的笼子里。这些老鼠被植入了人类淀粉样蛋白b。对照组的老鼠可以呼吸新鲜干净的空气。

220小时后，两组老鼠被送到另一个南加州大学的团队。他们负责对老鼠进行解剖学实验，以检查老鼠的大脑是否有神经退化的迹象。

两位神经科学家Caleb Finch和toddmore gan负责这项分析。他们发现，吸入大量有害物质的小鼠大脑中的星形胶质细胞释放出大量炎症分子，包括肿瘤坏死因子A。这一因子在阿尔茨海默病患者的大脑中也很丰富，这与记忆丧失密切相关。此外，吸入污染气体的老鼠大脑也表现出其他脑损伤症状。

追踪攻击大脑的粒子

然而，空气中的这些有害颗粒是如何从啮齿动物的鼻腔进入大脑的仍然是一个谜。

因此，纽约罗彻斯特大学的格·NTER·奥贝德斯特研究小组利用可追踪的放射性碳元素，证实了直径小于200纳米的可吸入颗粒可以穿过啮齿动物鼻腔中的脆弱组织，沿着神经元行进，然后扩展到小脑，小脑是位于大脑后面的一个器官，在大脑炎症中起着转换作用。

为了进一步证明可吸入的有害粒子是否会进入人脑，研究人员需要做更多的研究来分析空气暴露和脑部扫描成像之间的相关性。

然而，美国多哈国家环境健康科学研究所(NIEHS)的项目主任金伯利·格雷(Kimberly Gray)表示，很难证明可吸入的有害粒子会进入人脑，因为美国其他国家长期缺乏污染暴露的历史医学数据。

然而，去年9月，《神经毒理学》发表了一篇涉及18项流行病学研究的综述文章。本文总结了欧盟、*、*、英国和美国的实验研究。结果显示，所有这些国家的人在暴露于空气中至少一种有毒有害成分时，必然会产生与痴呆症相关的症状。

这篇文章的第一作者、波士顿大学的流行病学家詹妮弗·韦弗说，他们呼吸的每立方米空气中含有10微克会降低他们的记忆力和注意力测试分数。

成像研究也揭示了污染物是如何进入大脑的。哈佛医学院的研究人员通过分析脑部磁共振成像发现，住在主干道附近的居民大脑质量较低。这项研究甚至考虑了教育、吸烟、糖尿病和心血管疾病等因素。

结果公布后不久，南加州大学的陈也报道了另一个脑萎缩的结果。长期暴露在含有直径高达2.5微米的微小空气污染颗粒的空气中，老年妇女患痴呆症的风险将增加90%以上。

目前，全世界从流行病学角度对阿尔茨海默病与空气污染的关系进行的研究越来越多。许多关于动物模型和人脑成像的研究以及持续发展的关于PM2.5暴露技术的研究变得越来越复杂。人们越来越意识到空气污染对健康造成的严重危害。

如果PM2.5不能得到有效控制，那么烟雾对人体的危害就和吸烟一样大。但是你可以远离吸烟者，但是你不能不呼吸空气。"我认为空气污染和吸烟一样，没有安全界限."芬奇说。(唐毅宸编译)