空气污染可能是新的主导因素

有时空气污染很容易看到。它从烟囱顶部滚滚而下，从高速公路上疾驰的汽车排气管中喷涌而出。雾霾弥漫在德里、北京和洛杉矶等城市的空气中，将阳光分割成一片暗淡的雾霾。

不过，大多数时候，肮脏的空气看起来只是空气而已。世界上约 92% 的人口和美国一半以上的人口生活在空气质量不健康的地区。世界卫生组织称空气污染是世界上“最大的单一环境健康风险”，每年导致数百万人过早死亡。这是一个重大的公共卫生问题，原因可能出乎意料：吸入肮脏的空气对肺部不利，而且肺部和心血管系统之间的联系意味着它也会给心脏带来压力。

但越来越明显的是，空气污染的影响并不局限于肩膀以下的身体部位——它们会以各种方式伤害大脑，其中许多方式研究人员仍在试图了解。一个主要感兴趣的领域是什么？接触污染的空气如何影响婴儿和儿童的认知发展。研究人员发现环境毒素会损害年轻人的大脑并不感到震惊，因为他们以前就见过这种情况。

罗切斯特大学环境医学教授 Deborah Cory-Slechta 说：“对我来说，空气污染在某种程度上就是下一个线索。”

20 世纪初，铅随处可见，它被用来制造吸尘器和油漆，还被用作汽油的配料。铅具有毒性，人们对其健康影响的担忧引发了监管斗争，但直到 20 世纪 80 年代，研究人员才发现，即使是低水平的铅暴露也会增加儿童认知和行为问题的风险——就像现在科学家们开始研究空气污染一样。

虽然两者并不完全相似，但与铅一样，空气污染也对低收入和少数族裔社区产生了不成比例的影响。与铅一样，空气污染很容易进入环境，但很难去除。“我在这个领域做得越多，就越觉得问题严重，”科里-斯莱克塔说。

大脑污染

Cory-Slechta 最初研究的是铅暴露的影响，当她第一次听说空气污染可能带来类似的危害时，她持怀疑态度。但当她所在大学的一个研究空气污染和肺部发育的研究小组询问她是否有兴趣研究他们研究中用到的老鼠的大脑时，她觉得她不妨看看。

她惊讶地发现，小鼠大脑的几乎每个区域都出现了炎症和损伤。“而这发生在停止接触空气污染整整两个月后，”科里-斯莱克塔说。

生活在空气污染严重的地区，记忆力、注意力和词汇量都会下降，智力测试成绩也会低于平均水平，行为也会变得不良。空气污染还与注意力缺陷多动障碍和自闭症谱系障碍等发育障碍有关。

动物研究支持了那些人类报告的结果，因为研究人员可以更严格地控​​制污染暴露。他们表明，空气污染会导致啮齿动物的行为变化和大脑变化，如某些分子水平失衡、大脑区域过度活跃以及神经元受损——其中许多与这些动物的神经发育疾病的表现相对应。正如 Cory-Slechta 在她最初的研究中观察到的那样，在暴露于空气污染后，小鼠大脑中会出现广泛的炎症，这会损害神经元，并在发育过程中阻止大脑正常组织。

尽管这项研究还不足以明确得出空气污染与人类发育变化之间的因果关系，但两者之间存在很强的关联，动物研究也进一步证实了这一点。“我们在人类流行病学研究和动物研究之间找到了很好的对应关系，”科里-斯莱克塔说。

空气中的颗粒通过几种不同的途径进入人体和大脑：它们可以通过肺部进入血液，然后直接到达大脑，或引起人体免疫反应的变化，引发破坏性炎症。鼻腔和大脑之间只有一层薄薄的屏障，空气污染中的微小颗粒可以直接穿过。

然而，我们对空气污染影响背后的机制仍有很多不了解的地方。空气污染是由不同类型、不同大小和不同来源的颗粒组成的。一些最大的颗粒大约是人类头发宽度的十分之一——从微观尺度来看很大，但仍然小到可以进入肺部。其他被称为超细颗粒的颗粒则处于纳米尺度。污染物由二氧化氮和臭氧组成，也可能含有锌、锡甚至铅等微小金属碎片。其成分会因社区、街区和小时的不同而发生变化。

“毒性取决于所处的汤的具体类型，”在西奈山研究环境医学和公共卫生的罗莎琳德赖特说。

因此，空气污染研究人员面临的主要挑战之一就是区分哪些颗粒可能最危险，哪些颗粒可能比较无害。“朝这个方向迈出的任何一步，对比一下某些成分和其他成分，都将是有价值的，”赖特说。

我们还不太了解在发育过程中空气污染影响最大的时间段。例如，母亲接触空气污染会影响胎儿发育，婴儿期和生命最初几年的接触也会对儿童造成伤害。但目前尚不清楚最大的伤害实际上发生在什么时候。然后是剂量的问题。空气污染会发生变化，当人们进入不同的环境时，接触量可能会激增——比如在高速公路上开车穿过隧道。这种极端的、暂时的接触和长期的环境接触之间的区别仍然很模糊。

赖特表示，美国国立卫生研究院实施的环境对儿童健康结果的影响 (ECHO) 项目有望产生新的、可靠的数据来帮助回答这些问题。该项目旨在招募 50,000 名儿童，并跟踪神经发育和环境暴露等情况。“这项举措将在这一领域迈出一大步，”她说。“希望从长远来看，它能推动政策制定。”

预防损害

关于空气污染，我们确实知道的一件事是，低收入社区和有色人种社区的空气污染更严重。美国的种族和少数民族儿童更有可能在污染严重的地区上学，而在世界各地，低收入地区的空气污染物浓度更高。

种族和少数民族儿童以及低收入地区的儿童也可能受到他们所接触的空气污染的更强烈影响。这是因为应对社会压力因素（如粮食不安全或制度化的种族主义）可能会加剧空气污染等环境压力因素对他们神经和认知发育的影响。

“研究表明，如果你没有同时感受到空气污染带来的压力，你不一定会看到强烈的影响，”赖特说。她说，这意味着解决其中一些社会问题可能是减轻有毒空气有害影响的一种方法。“这将是干预措施，而不是说，改变空气。”

同样的模式也适用于铅暴露——它对少数族裔和低收入群体的影响尤为严重，而且压力会加剧这种影响。同样，丰富、无压力的环境可以防止铅造成的损害。

然而，与铅不同，解决问题的根源并不像从油漆和汽油中去除一种成分那么简单（这已经够复杂了，美国仍在努力跟上）。

赖特说，空气污染的问题在于它无处不在。美国各地的空气质量正在改善，而与此同时，世界各地的贫困城市污染水平却在上升。但我们仍然不知道污染到底需要降到多低才能避免发展影响，赖特说。“即使在我们对空气质量进行监管的临界水平下，它仍然可能有毒。”

根据《清洁空气法》，美国也只测量空气污染中发现的某些类型的颗粒物——例如，环境保护署 (EPA) 没有制定超细颗粒物水平的标准，而超细颗粒物可能具有独特的一系列健康影响。科里-斯莱希塔说，只在我们能看到的措施上取得进展并不一定意味着我们在所有类型的空气污染方面都取得了进展。

此外，美国环保署署长斯科特·普鲁特在过去一年中已采取措施削弱或取消现有的空气污染法规。普鲁特还重组了美国环保署利用科学证据制定政策的方式——该机构将不再考虑使用机密数据进行的研究。大量空气污染研究使用医疗记录（根据道德准则，这些记录仍属机密），包括儿童发展研究。这一决定将有助于证明美国环保署放松化工厂或工厂排放法规的任何决定都是合理的，他们将能够无视表明其危害儿童的证据。

铅研究遇到了来自在其产品中使用这种金属的各个行业的类似挑战，他们反对法规并试图对科学研究表示怀疑。

尽管面临挑战，但铅的先例为防治空气污染的道路变得更加容易。

“围绕铅的斗争是这些问题的典型代表，它打破了一些障碍，”科里-斯莱希塔说。“在那个时候，早期，有一项又一项的研究试图让人们相信铅暴露与智商变化有关。”她说，这在今天已是常识，但当研究在 20 世纪 90 年代逐渐升温时，人们不愿意承认它是一种神经毒素。

“很多争论都是围绕铅展开的，”科里-斯莱克塔说。“现在，当你说空气污染会对行为产生影响时，没有人会质疑这一点。所以我们能够更快地采取行动，而且我们已经取得了很大进展。”