研究:鉛暴露可能引發精神分裂症

莫聞
環境資訊中心
研究:鉛暴露可能引發精神分裂症
研究:鉛暴露可能引發精神分裂症

摘譯自2013年6月5日ENS紐約報導,江惟真、莫聞編譯,蔡麗伶審校

科學界首度於動物實驗發現,暴露於環境中的重金屬鉛可能引起嚴重的心理疾患──精神分裂症。

哥倫比亞大學梅爾曼公衛學院和約翰霍普金斯大學醫學院合作,以人類的精神分裂症相關基因培育出基因轉殖小鼠,並讓這些小鼠從小暴露於鉛環境。結果發現,這些基因轉殖小鼠出現精神分裂症的行為症狀,腦部結構也出現與精神分裂症相同的變化。

此研究標題為〈基因-環境互動研究:長期暴露於鉛環境之DISC1基因轉殖小鼠出現性別差異精神分裂和相關心理疾患症狀〉(Chronic Exposure of Mutant DISC1 Mice to Lead Produces Sex-Dependent Abnormalities Consistent With Schizophrenia and Related Mental Disorders: A Gene-Environment Interaction Study),發表於本期國際期刊《精深分裂通訊》(Schizophrenia Bulletin)。

研究的主要作者、梅爾曼公衛學院院長Tomas Guilarte博士指出,「動物實驗模式為精神分裂症的生理過程提供了重要的指引。」研究者們也認為,研究結果有助於進一步瞭解基因和環境間複雜的交互作用引發精神分裂症等心理疾患的風險。

研究者們指出,此研究結果顯示心理疾患症狀乃是暴露於鉛毒素和基因風險因子兩者共同作用所造成。

精神分裂症是能讓腦部喪失功能的嚴重慢性疾病,從古至今持續影響著人類。典型症狀包括幻聽、偏執和幻覺,混亂的言語和思考以及社交與職能的失能,好發於成年早期。約有1%的美國人罹患此疾病。 實驗方法:以突變過的DISC1基因植入老鼠做測試

Guilarte和梅爾曼公衛學院的科學家團隊早在2004年就提出,人類在胎兒時期鉛曝露和出生後罹患精神分裂症風險增高有關,只是科學家仍不清楚鉛如何引發疾病的歷程。

Guilarte認為答案就在於鉛分子對NMDA受器(N-甲基-D-天門冬胺酸受器,NMDA receptor)直接的抑制效果──NMDA受器是大腦中攸關腦部發育、學習與記憶功能的連結點;實驗鼠研究顯示,鉛會讓NMDA受體變為遲鈍。

Guilarte在最新研究中的實驗發法是,他將突變的罹病風險基因DISC1 (Disrupted-in-Schizophrenia-1)植入第一群實驗鼠,並將第一群分成兩組,一組餵食鉛污染的飼料,一組餵食不含鉛的一般飼料;兩組各半。

另外,Guilarte再將把未植入突變DISC1基因的老鼠作為第二群,同樣分為含鉛飼料組與不含鉛飼料組,兩組各半。

所有的實驗鼠都接上行為測量儀器,並用核磁共振攝影(MRI)檢視其腦部運行。

結果顯示,植入突變DISC1基因並餵食含鉛飼料的小鼠,施打神經興奮劑後,顯現出高度的過動(hyperactivity ),並且,即使先給予聲音提示,也比較壓抑不住施予噪音刺激後的驚嚇反應。此外,突變基因鼠的側腦室(內含腦脊液的空間)也明顯較第二群偏大。

研究者指出,「這些結果正是反映人類精神分裂症的癥狀。」 鉛污染源:汽車廢氣、廠房、塗料

美國政府從1973年起逐漸調降汽油中的鉛含量,到了1996年更完全禁止含鉛汽油。不過紐約州衛生局指出,汽車所排放的廢氣和道路旁土壤的混合物中,至今仍含有鉛。鬧區附近住家土壤中的鉛含量可能更高。

紐約州衛生局也警告,金屬冶煉廠、電池製造廠等廠房中的鉛會飄散在空氣中,進入住家周圍的土壤,尤其是這些工廠附近的住家。建築物外含鉛塗料的碎屑亦可能進入建築物周圍的土壤中,整修房屋時若未小心施工,會讓含鉛塗料污染土壤的問題更為嚴重。一旦土壤中含有鉛,風揚起塵土時就會把鉛吹入家中和庭院。 更多環境毒物、基因、影響時機仍有待探究

基因和精神分裂症等心理疾患的關係,學術上已經完整確立,但是環境中毒素和心理疾患間的關係仍有待進一步探討。此研究僅針對精神分裂症進行,實際上牽涉的層面可能更廣。Guilarte博士說,「我們指略知皮毛,這次研究著重在鉛,但環境中仍有其他毒素會干擾腦中NMDAR受體的運作。」

例如環芳香烴(PAHs,多環芳香族化合物,是由2~7個不等的苯環所組成的線狀、角狀或一團狀的化學結構物)就是潛在的空氣污染毒物之一。PAHs是石油、媒、瀝青的成份之一,也是燃燒化石燃料和生質燃料的副產物。研究顯示高溫烘烤過的肉和燻魚中,都含有相當多的PAHs。PAHs受關注是因為其中一些化合物會致癌、誘導基因突變,並已知會導致發育中胎兒的生理缺陷。

Guilarte指出DISC1只是與精神分裂症有關的基因之一,「可能還有一些基因也有關係。」

透過進一步的研究,或許能釐清環境因子和基因分別/或交互作用對促成精神分裂症的貢獻,或是否有其他心理問題交織其中。

例如Guilarte一項進行中的研究,正著手探討鉛曝露是否是造成某種專門神經元(parvalbumin-positive GABA 中間神經元)缺陷的單一因子──目前已知精神分裂症患者的此種神經元有受到影響。

科學家也希望能定位出鉛曝露影響的關鍵時期,不論是胎兒出生前、出生後,或兩者皆是。

這份報告的研究者還包括約翰霍普金斯大學醫學院的博士後研究員 Bagrat Abazyan,以及該醫學院行為神經生理學暨神經免疫學研究室主任 Mikhail Pletnikov(負責操作DISC1基因鼠實驗)。神經影像學則由該大學放射科 Susumu Mori博士負責。研究經費由國家衛生研究院(NIH)之下的國家環境衛生科學院(NIEHS)贊助。 Lead Exposure Shown to Trigger Schizophrenia NEW YORK, New York, June 5, 2013 (ENS)

※ 全文及圖片詳見:ENS

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