根据6月1日发表在《自然通讯》杂志上的一项研究,来自参议员Frank R. Lautenberg环境健康科学实验室和西奈山西维尔自闭症研究与治疗中心的研究人员利用在乳牙中发现的证据发现,在妊娠中期和晚期以及产后早期,多种有毒和必需元素的摄取差异与患自闭症谱系障碍(ASD)的风险有关。所观察到的差异的关键发育窗口因每种元素而异,这表明环境污染物和饮食元素的系统性失调可能在ASD中起重要作用。除了确定影响风险的特定环境因素外,该研究还确定了发育时期,当元素失调在以后的生活中造成自闭症的最大风险。
根据美国疾病控制和预防中心的数据,在美国,每68名儿童中就有1名患有自闭症。确切的原因尚不清楚,但先前的研究表明,环境和遗传因素都可能涉及其中。虽然遗传因素已经得到了深入的研究,但具体的环境因素和生命阶段对患自闭症的风险可能有最大的影响却知之甚少。先前的研究表明,胎儿和儿童早期接触有毒金属和营养元素缺乏与几种不利的发育结果有关,包括智力残疾和语言、注意力和行为问题。
“我们发现受自闭症影响的儿童和他们健康的兄弟姐妹之间的金属摄取存在显著差异,但仅在离散的发育时期,”西奈山参议员弗兰克劳滕贝格环境健康科学实验室暴露生物学主任,西奈山伊坎医学院环境医学和公共卫生系副主席兼副教授Manish Arora博士说。“具体来说,在怀孕后期和出生后的头几个月,患有自闭症谱系障碍的兄弟姐妹对神经毒素铅的吸收更高,对必需元素锰和锌的吸收更少,这一点通过对她们乳牙的分析得到了证明。”此外,出生后3个月的金属水平被证明可以预测8到10年后自闭症的严重程度。”
为了确定毒素和营养物质的时间、数量以及随后的吸收对ASD的影响,西奈山的研究人员使用经过验证的牙齿基质生物标志物来分析从一对同卵和异卵双胞胎中收集的乳牙,其中至少有一个被诊断为ASD。他们还分析了作为研究对照组的一对正常发育的双胞胎的牙齿。在胎儿和儿童发育期间,大约每周都会形成一层新的牙齿,每一层都会留下微量化学成分的“印记”,这就提供了暴露的时间顺序记录。劳滕贝格实验室的研究小组利用激光沿着增量标记重建了这些过去的曝光,类似于利用树木的生长年轮来确定树木的生长历史。
“我们的数据显示了基因和环境之间相互作用的潜在途径,”西奈山伊坎医学院精神病学、环境医学和公共卫生教授亚伯拉罕·赖兴伯格博士说。“我们的研究结果强调了遗传学家和环境研究人员之间合作努力的重要性,这有助于未来研究金属暴露与自闭症之间的关系,帮助我们发现自闭症的根本原因,并支持开发有效的干预和治疗方法。”
需要进一步的研究来确定某些金属和营养素含量的差异是由于胎儿或儿童接触它们的量不同,还是由于儿童在如何吸收、处理和分解这些金属和营养素方面的遗传差异。