「史丹佛研究:空污可改變基因」 — 長期接觸空氣污染的兒童,成年後罹患心臟病的風險會大大增加:世界衛生組織表示,空汙對發育中的兒童影響甚鉅,受到髒空氣的傷害會比成人還嚴重。「空污」是當前各國皆須面對的重要議題之一。尤其,與成人相比,孩童的健康受到更大傷害!
根據世界衛生組織(WHO)研究報告,全球有高達93%(約18億)15歲以下的兒童,每天呼吸嚴重威脅健康的髒空氣。
世衛進一步解釋:
▪第一,兒童呼吸速度比成人還快,會吸入更多污染物。
▪第二,他們個頭較小,生活空間接近地面,此處污染物濃度卻也最高。
因此,對於身體、大腦尚未發育完全的兒童來說,他們更容易受到空汙危害[1]。
史丹佛大學領導的一項新研究表示,兒童若長期暴露在空氣污染當中,成年後罹患心臟病和其他疾病的機率也會跟著上升,發表在《自然科學報告》(Nature Scientific Reports)上的這項分析,是首次在人體單細胞中調查空氣污染影響的研究,並同時關注了兒童的心血管和免疫系統,而這次的發現可能會改變醫學專家和家長對兒童呼吸空氣的看法,並為那些長期暴露在嚴重空氣污染中的人提供臨床干預措施。
研究報告的主要作者瑪麗說:「我認為這份研究是可以讓人相信的,且我們有證據表示因空氣污染原因造成的免疫和心血管系統變化,更可怕的是,那些看起來只是短暫的空氣污染暴露,實際上也會改變兒童基因的調控甚至改變血壓,這都會為日後罹患疾病的風險指數奠定基礎。」[2]
■史丹佛研究:空污可改變基因
空污已被科學家視為沉默的殺手,學術界愈來愈多研究提出空污對健康的危害證據,最新研究發現,童年階段接觸空污,就足以改變基因,影響成年後的健康,且即使低水平污染,也會增加罹患心肺疾病的風險。
史丹佛大學研究發現,童年時期暴露在骯髒的空氣下可能會改變基因,並可能改變血壓,從而增加成年時罹患心臟病與其他疾病的風險。
研究人員針對居住在加州弗雷斯諾市(Fresno)6~8 歲兒童群體為研究對象,主要是西班牙裔。選擇這個城市原因是這個地方受到工業、農業和野火等原因影響,是加州空氣污染程度最高的城市。
研究人員計算 1 天、1 週和 1、3、6 和 12 個月的平均空氣污染暴露量,結合當地健康和人口統計調查、血壓讀數和血液樣本,並首次使用質譜分析免疫系統細胞,可同時對多達 40 個細胞標記物進行更靈敏的測量,讓研究人員可更深入了解污染暴露的影響。
研究發現長時間暴露於PM2.5、一氧化碳和臭氧,與甲基化增加有關,甲基化是 DNA 分子改變,可改變 DNA 活性而不改變序列,基因表達這種改變可能會傳給後代。研究人員還發現,空氣污染與單核球[3]的增加有關,這種白血球在動脈斑塊的形成有關鍵作用,並可能使兒童成年後罹患心臟病。
這項研究發表在《自然科學報告》,是首次在單細胞層級研究空氣污染的影響,並同時關注兒童的心血管和免疫系統。
■「空氣污染被視為沉默的殺手」— 是疫情過後人類面臨最迫切的生存危機:美國心臟協會及 Lippincott Williams & Wilkins 聯合發行的醫學期刊《循環》(Circulation)一項新研究分析 2000~2016 年超過 6,300 萬美國醫療保險患者的數據,並研究三種不同類型的污染物,PM2.5、二氧化氮和臭氧對健康的影響,結果發現,即使是長期接觸低於國家標準的空污,也會增加肺炎、心臟病、中風和心律不整的風險。
2019 年 PM2.5 污染最嚴重國家排名,前十名都是中東與亞洲國家,分別是孟加拉、巴基斯坦、蒙古、阿富汗、印度、印尼、巴林、尼泊爾、烏茲別克、伊拉克,中國排第 11,台灣排名第 58。
全球 90% 人口呼吸不安全的空氣,是對人類健康的最大威脅之一,每年導致死亡人數增加近 700 萬人,其中呼吸系統疾是全球第二大最常見的死亡原因。空氣污染被視為沉默的殺手,是疫情過後人類面臨最迫切的生存危機[4]。
■兒童健康之環境威脅
依據世界衛生組織(WHO)資料,23%全球疾病負擔和 26%五歲以下兒童死亡可歸因於有調整可能的環境因素。以全球觀點來看,傳染性疾病仍是影響兒童健康極重要的環境因子。
但對已開發或工業化國家來說,導致兒童罹病或致死最主要因素已被慢性疾病取代。氣喘、神經發展性疾病、白血病與腦瘤、兒童肥胖盛行率逐年增加,且有越來越多證據顯示,環境暴露為重要致病因子。
人體可經由多種途徑接觸到環境汙染物,吃的食物、飲用的水、呼吸的空氣與家塵、個人用品如乳液的皮膚接觸等都是常見來源。兒童某些特質讓他們特別容易受到環境毒素的危害,例如喜歡把手放到嘴巴的行為,可能增加來自地毯、家塵或土壤中毒物接觸。
以每單位體重與成人相比,孩子喝較多的水、吃較多的食物、呼吸較多的空氣;大多數的汙染物可以通過胎盤或經由母乳傳給幼兒。
兒童的代謝系統發育較不成熟;兒童處於快速生長與發育階段,這些精細的發展進程容易被外來因子干擾、破壞;再者,對於生命早期的環境暴露,兒童比成人有更多時間發展成慢性疾病。
近年來的研究更支持健康與疾病發育起源(Developmental Origins of Health and Disease)的理論,即早期的生命事件,包括母體內源性因素如基因、營養,和外源性暴露如環境汙染物,都可能影響整個生命歷程的發展與健康。
2002 年世界衛生組織在曼谷舉行「第一屆兒童健康之環境威脅」國際會議,提出幾項措施,包括移除汽油中的鉛、清潔的飲用水、減少汞污染和反吸菸運動等。
而臺灣過去重大環境污染議題,從半世紀前含砷地下水導致的烏腳病流行、米糠油遭多氯聯苯汙染的油症事件、有機化學廢料或重金屬農地污染;到近期與食品安全相關的惡意添加三聚氰胺的毒奶粉事件、起雲劑遭非法添加的塑化劑事件,這些對健康面向最大的影響往往是孕產婦及幼童;同時,臺灣也面對全球氣候變遷或室外空氣污染威脅。
依據 PM2.5 的來源,東北部因地理位置,大多數汙染來自境外移入如大陸霾害,而其他地方則以本地製造為主,包括交通運輸如道路揚塵、工業汙染、燒稻草或金紙等活動。
還有各種新興關注汙染物(Contaminants of emerging concern),因為人類活動而進入環境生態圈。這些物質可能長期存在環境中,或已在人類或其他生物體被檢測到,卻未納入規律監測或管制,這都是未來訂定管制標準或策略時的挑戰,應特別考量易受傷害族群之兒童健康[5]。
■污染顆粒會入侵母體,5 歲以下兒童是最大受害者
兒童尤其是受空氣污染危害的弱勢族群,原因是兒童更接近地面,並且呼吸速度比成人更快,時常用嘴巴呼吸而不是有天然過濾系統的鼻子。兒童在戶外的時間更多,一旦孩子暴露在外,污染物會對他們的身體產生更嚴重的影響,原因是 3 歲以前,童年大腦每秒建立超過一百萬個新神經連接,身體和大腦正在快速成長。
PM 2.5 會經由鼻子和嘴進入兒童的身體,透過呼吸道進入血液,到達身體的每個器官。這些顆粒會破壞這些器官的正常功能,包括破壞腦細胞,並增加兒童在以後生活中發展心臟、大腦、呼吸、免疫和發育狀況的風險。
此外,暴露在污染物中與早產和低出生體重、子宮內認知發育受損以及自然流產有關,大約 18% 的早產可歸因於子宮內污染顆粒物的暴露。子宮內和兒童接觸空氣污染也與支氣管炎和哮喘、肺功能降低、復發或慢性呼吸系統疾病,以及生長發育受損有關。溫哥華和上海的大規模研究發現,接觸微粒物質、二氧化氮和一氧化氮與自閉症的發病率之間存在關聯。
隨著對化石燃料繼續毒害空氣、食物和水,城市變得愈來愈不適合居住,且只有少數人能夠逃脫,扭轉空污問題需要政府和企業採取勇敢和激進的行動,如果這些努力沒有實現,兒童將成為最大的受害者[6]。
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
[1] 商業周刊「小孩玩得越開心,空氣就越乾淨!這座遊樂場如何在空汙城市辦到」:https://www.businessweekly.com.tw/international/blog/3007345
[2](明日科學)「長期接觸空氣污染的兒童,成年後罹患心臟病的風險會大大增加」:https://tomorrowsci.com/healthy/%E9%95%B7%E6%9C%9F%E6%8E%A5%E8%A7%B8%E7%A9%BA%E6%B0%A3%E6%B1%A1%E6%9F%93%E7%9A%84%E5%85%92%E7%AB%A5%EF%BC%8C%E6%88%90%E5%B9%B4%E5%BE%8C%E7%BD%B9%E6%82%A3%E5%BF%83%E8%87%9F%E7%97%85%E7%9A%84%E9%A2%A8/
[3](維基百科)「單核球」:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%95%E6%A0%B8%E7%BB%86%E8%83%9E
單核球是人體免疫系統中的一種白血球,單核球產生於骨髓,在血管內為單核球,血管外就變成巨噬細胞。其在人體免疫系統內有兩種作用:一,補充正常狀態下的巨噬細胞和樹狀細胞;二,在有炎症信號下,單核球會在8到12小時快速聚集到感染組織,並分化出巨噬細胞和樹狀細胞產生免疫反應。在白血球中的數量約佔2%~10%。
[4](Technews 科技新報)「沉默的殺手,史丹佛研究:空污可改變基因」:https://technews.tw/2021/02/26/air-pollution-can-change-dna/
[5](國家衛生研究院兒童醫學及健康研究中心)「環境健康」:https://chrc.nhri.org.tw/professionals/files/chapters/11_5_%E7%92%B0%E5%A2%83%E5%81%A5%E5%BA%B7.pdf
[6](Technews 科技新報)「污染顆粒會入侵母體,5 歲以下兒童是最大受害者」:https://technews.tw/2019/03/11/child-is-the-biggest-suffer-from-air-pollution/
➤➤照片
(天下雜誌)「全球3億兒童吸有毒空氣 傷身又傷腦」:https://www.cw.com.tw/article/5079099
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【腦庫專題】:「腦海有你有我」
--尋腦病變解藥 建置本土腦庫 非做不可
台灣在2019年底,才進入腦庫時代,在以往,中研院和各大醫院的醫療團隊,都是經過重重申請,才能取得先進國家的少量腦組織,而且都以白種人為主,不能完全符合本土基因和疾病的研究,這使得國內腦病變研究,無法突破。
所幸台大醫學院的臨時腦庫,最近收集了多位本土捐腦者的腦組織,成為國內跨學術單位的重要資料。目前設置的北部腦庫,位於台大醫學院,而未來將在中部、南部和東部,陸續建置不同地區的腦庫,縮短捐腦取腦的車程時間。而腦庫研究室,是如何取腦保存和研究?腦庫對於病友,又有多大的鼓勵?今天的專題「腦海有你有我」,一起來關心。
從美國寄來的腦組織,封存在石蠟內。中研院生醫所專案研究員 林建宇:「當我們需要(研究)的時候,我們就會把它蠟塊),放在切片機,去做一個薄片的截切。」
切片後染色,外國人的腦組織,是中研院以前唯一的研究樣本。
中央研究院 Academia Sinica生醫所專案研究員 張敬邦:「我們就是會去觀察說,腦裡面的一些,不正常蛋白的一些堆積,用此去判斷這個蛋白質,是不是只會出現在,不正常的人(病患),像我們這個例子的話,就是阿茲海默症(失智症)。」
中研院生醫所特聘研究員 陳儀莊:「目前我們在中研院,正在發展一個新的藥物,可以用來治療失智症,我們希望未來可以,進入臨床實驗。」
中研院由白種人的腦組織,發展出來的失智症藥物,是否完全符合東方體質的病患,還得經過重重測試。
中研院生醫所特聘研究員 陳儀莊:「我們在研究上面,如果只用白種人的腦片,它(研究)有它一定很大的限制,這也是為什麼我們很希望,可以在台灣推展腦庫的原因。」
1960年起,歐美國家陸續建置腦庫,至今超過150個國家、擁有本土腦庫,但台灣直到2019年底,才有腦庫雛形,落後先進國家一甲子的時間。於是,國內腦病變的病患、格外辛苦。
小腦萎縮症病患 李貴鴻:「我每天早上(吃)15顆(藥),中午(吃)2顆,晚上(吃)10顆,總共27顆,我吃太多藥了,全身都壞了。」
所有的腦神經病變,包括:小腦萎縮症、漸凍症、雷特氏症、亨丁頓氏舞蹈症、巴金森症、失智症,目前全球都沒有特效藥,只能治標,無法治本。
16歲那年,小腦萎縮症發病,當時念高一的李貴鴻、不得不休學,從此對抗病魔的日子,整整走過40年。
小腦萎縮症病患 李貴鴻:「我小腦(大腦)捐出來讓人家研究研究新的藥。」
台大醫院病理部醫師 張克平:「像這個就是我們最近的,一個神經退化疾病的病人,捐腦以後,做的一個腦切片,周邊神經組織裡面,有這樣一團一團,類澱粉的沉積,這是我們(台大醫院)第一次得到,這種病人(腦組織),(發現)他全身的類澱粉,積的分布狀況,這個在台灣以前,從來沒有這樣的資料。」
中研院院士(前副總統) 陳建仁:「有本土的這些腦庫,而且能夠提供相關的,腦組織的話,當然做出來的研究,一定會對台灣的,相關的這些疾病的病人,會有很大的幫助。」
建立本土腦庫,腦組織來自台灣民眾,因此、如何取腦保存,成為研究關鍵。捐腦者的大腦,分為左右兩個腦半球,取腦時,醫師會把其中一個腦半球,放入福馬林固定,做為病理研究;另一個腦半球,必須進行超低溫保存。
台大醫院病理主任 鄭永銘:「我們是冷凍在一個-80℃的冰箱,這個冰箱打開來之後,每個病人的檢體,就分散分裝在這幾個盒子裡面。」
捐腦者的兩個腦半球,各有重要的研究項目。
台大醫學院副院長 謝松蒼:「福馬林固定的(腦半球),等於是我們看到,這個(病變)表象,但是生化的(冰存腦半球),這些我們會看到它的原因,可能這些分子的改變,所以才造成這個神經細胞的退化。」
全台各地的捐腦者大體,都必須載到台北市台大醫院、進行取腦,因此其他縣市的腦庫設置,將大幅減少取腦的車程時間。
中研院院士(前副總統) 陳建仁:「我們希望在很短的時間內,(台灣)北中南東,都有相關的腦庫,可以建立起來,能夠把它(腦組織樣本)歸類,大家以後要做研究,就會比較方便。」
腦庫是一個前人種樹、後人乘涼的長期工程,也許困難重重,但我們不怕慢,只怕站,腦病變解藥的最後一哩路,就在前方。
▶第三集 腦庫現況 (大愛電視 DaAi TV)
https://www.youtube.com/watch?v=iaye4NNDQqs
【Reference】
1.「國衛院論壇2019年度議題」簡介
➤「臺灣腦組織資源聯盟(臺灣腦庫)」: https://forum.nhri.edu.tw/109-pp-7/
➤ 台灣神經罕見疾病學會 :https://bit.ly/32bF6FX
2. 【國衛院論壇出版品 免費閱覽】
▶國家衛生研究院論壇出版品-電子書(PDF)-線上閱覽:
https://forum.nhri.org.tw/publications/
3. 【國衛院論壇學術活動】
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