生命历程空气污染暴露与认知衰退：1946年英国出生队列的见解

亮点

• 中年接触较高水平的二氧化氮（NO2）和颗粒物（PM10）与从中年到老年的加工速度减慢和言语记忆下降有关。
• 接触多种空气污染物与69岁时总体认知状态评分较低有关，该评分由阿登布鲁克认知评估III（Addenbrooke’s Cognitive Examination III, ACE-III）测量。
• 增加的一氧化氮暴露与老年人海马体积较小相关，而NO2和PM10暴露与脑室体积增大有关。
• 这些发现加强了证据，表明生命历程中的空气污染暴露对认知老化和大脑结构完整性有负面影响。

背景

随着全球人口老龄化，认知衰退和痴呆症成为具有重大社会经济影响的主要公共卫生挑战。识别可改变的环境风险因素对于预防至关重要。特别是来自交通源的环境空气污染被认为是神经退行性和认知障碍的可能贡献者。先前的研究已经证明了空气污染暴露与痴呆风险之间的关联，但大多数研究仅考察了晚年的暴露或横断面认知结果。涵盖整个生命周期多个时间点的综合评估，包括客观的大脑成像数据，较为有限。本研究利用独特的医学研究委员会国家健康与发展调查（NSHD）1946年英国出生队列，结合嵌入式神经影像学，探讨成人期空气污染暴露与晚年认知和结构脑结果之间的长期关联。

研究设计

这项基于人群的队列研究利用了NSHD参与者在1946年3月单周内出生的纵向数据。样本包括多达2,148名参与者，在43至69岁期间进行了认知评估，以及502名在69-71岁参加Insight 46神经影像学子研究的参与者。空气污染暴露指标——二氧化氮（NO2）、一氧化氮（NOx）、10微米以下颗粒物（PM10）、2.5微米以下细颗粒物（PM2.5）、粗颗粒物（PMcoarse）和2.5微米以下颗粒物吸光度（PM2.5abs）——被分配给中年期（45-64岁），并调整了早期生活污染物（黑烟、二氧化硫）。认知结果评估包括言语记忆（15项回忆）、加工速度（视觉搜索任务）和总体认知状态（阿登布鲁克认知评估III）。脑部MRI测量了全脑、脑室、海马和白质高信号体积。使用广义线性混合模型控制了社会人口学混杂因素，包括吸烟和社区剥夺。

关键发现

在1,534名从43岁到69岁接受言语记忆和加工速度评估的参与者中，NO2和PM10暴露增加显著与加工速度减慢相关（NO2 β -8.121 每四分位数范围[IQR]增加，95% CI -10.338 至 -5.905；PM10 β -4.518，95% CI -6.680 至 -2.357），表明中年期认知减慢。言语记忆显示出较弱但一致的负面关联。

在69岁时，所有测试的空气污染物暴露增加与较低的ACE-III认知状态评分相关（对于NO2，β -0.589，95% CI -0.921 至 -0.257），证实了与污染负担相关的整体认知劣势。

在神经影像学子研究中，分析了453名参与者，结果显示较高的NOx暴露与较小的海马体积相关（β -0.088，95% CI -0.172 至 -0.004），这是记忆和阿尔茨海默病的关键区域。此外，NO2和PM10暴露与脑室体积增加相关（NO2 β 2.259，95% CI 0.457 至 4.061；PM10 β 1.841，95% CI 0.013 至 3.669），这是脑萎缩的标志。白质高信号体积未显示一致的关联。

专家评论

这项研究利用了一个独特详细的生命历程数据集，结合了稳健的空气污染建模、重复的认知评估和脑成像，阐明了环境暴露如何在几十年后影响大脑健康。纳入中年暴露窗口，当大脑衰老加速时，解决了理解暴露时间的关键缺口。与认知领域和结构脑变化的关联提供了生物学合理性，表明空气污染有助于神经退行性过程。尽管考虑了混杂因素，但仍不能排除残余混杂。此外，该队列在种族上较为同质，且来自历史出生队列，这可能限制了其对当代多样化人群的推广性。尽管如此，这些发现与机制数据一致，显示污染物引起的神经炎症和氧化应激影响海马完整性。因此，改善空气质量的努力可以成为减轻老年人群认知衰退的一种可改变策略。

结论

1946年英国出生队列研究表明，中年接触较高水平的二氧化氮、一氧化氮和颗粒物与晚年较差的认知表现、整体认知障碍和不利的大脑结构变化（包括海马萎缩和脑室扩大）有关。这些发现加强了越来越多的证据，表明空气污染具有神经毒性效应，并强调了在痴呆预防策略中进行环境干预的重要性。未来的研究应探索在种族多样人群中机制，并评估减少暴露对认知轨迹的影响。

资金支持

本工作得到了国家卫生和护理研究所（NIHR）、医学研究委员会（MRC）、英国阿尔茨海默病研究、阿尔茨海默病协会、MRC痴呆症平台英国和英国脑研究的支持。

参考文献

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