自闭症谱系障碍儿童头发中重金属与必需矿物质水平及其与症状严重程度的关联研究

《Biological Trace Element Research》：Evaluation of Heavy Metals and Essential Minerals in the Hair of Children with Autism Spectrum Disorder and Their Association with Symptom Severity

本期推荐：厦门医学院团队通过分析1-16岁不同严重程度自闭症谱系障碍（ASD）儿童头发样本中21种元素水平，发现重度ASD患儿体内铜（Cu）、钒（V）、钴（Co）、镍（Ni）、砷（As）、镉（Cd）和铅（Pb）显著升高，且存在性别与年龄差异。该研究为环境重金属暴露与ASD症状严重程度的关联提供了直接证据，对ASD的早期干预具有重要指导意义。

　　

自闭症谱系障碍（ASD）作为一种复杂的神经发育性疾病，其发病率在全球范围内呈现令人担忧的增长趋势。美国监测数据显示，ASD患病率从2000年的1/150飙升至2023年的1/36，这种"沉默的流行病"正给家庭和社会带来沉重负担。尽管遗传因素被认为是ASD的重要诱因，但环境因素的影响日益受到关注——特别是在血脑屏障发育尚未完善的胎儿期和婴幼儿阶段，重金属暴露可能导致不可逆的神经损伤。然而，关于重金属蓄积与ASD症状严重程度的具体关联，特别是中国人群中的相关证据仍存在显著空白。

厦门医学院公共卫生与医学技术系的周旭兰、夏晓春等研究人员联合厦门市妇幼保健院团队，在《Biological Trace Element Research》发表了一项突破性研究。他们采用病例对照设计，收集181名1-16岁儿童（包括57名对照、53名轻中度ASD和71名重度ASD）的头发样本，通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测21种元素水平，并结合儿童自闭症评定量表（CARS）评估症状严重程度。研究特别关注了不同性别和年龄亚组的元素差异模式。

关键技术方法包括：1）采用DSM-IV和ICD-10标准确诊ASD，通过CARS量表进行严重程度分级；2）标准化采集枕部头发样本，经微波消解处理后使用Agilent 7500ex ICP-MS检测元素含量；3）质量控制采用国家标准物质GBW07601a，回收率控制在90.57%-103.53%；4）使用Kruskal-Wallis检验分析非正态分布数据。

研究结果揭示多个重要发现：

1. 基线特征分析显示：重度ASD组早产率（21.13%）显著高于对照组（10.53%），提示早产可能是ASD严重程度的危险因素。

2. 元素水平比较：

• 必需矿物质：重度ASD患儿铜（Cu）水平显著升高（8.63 vs 7.38 μg/g），而女孩重度ASD组钾（K）水平异常降低。
• 重金属元素：重度ASD组钒（V）、钴（Co）、镍（Ni）、砷（As）、镉（Cd）和铅（Pb）均显著高于对照组，其中铅（Pb）水平高达1.778 vs 0.881 μg/g。

3. 性别差异分析：

• 男孩：重度ASD组Cu、As、Cd和Pb显著升高
• 女孩：主要表现为K降低和Pb升高

4. 年龄分层结果：

• 1-6岁患儿：重度ASD组锰（Mn）、Cu、V、Co、Ni、As、Cd和Pb全面升高
• 7-16岁患儿：Cu和As差异最为显著

讨论部分指出，这些发现为ASD的环境病因学提供了重要线索。重金属的神经毒性机制可能涉及：1）通过氧化应激破坏神经元功能；2）诱发神经炎症反应；3）干扰突触可塑性。特别是铅（Pb）和砷（As）的显著关联，与其已知的神经发育毒性高度一致。研究创新性地揭示了元素失衡模式与ASD严重程度的剂量-反应关系，为临床通过环境干预改善症状提供了理论依据。

该研究的现实意义在于：1）建立头发元素分析作为ASD辅助诊断工具的可行性；2）强调孕期和儿童早期减少重金属暴露的预防价值；3）为开发针对重金属螯合和元素平衡调节的干预策略奠定基础。未来研究需要扩大样本量并追踪母婴暴露史，以进一步明确因果关系。这项工作标志着我国在ASD环境因素研究领域取得重要进展，为破解"自闭症之谜"提供了新的科学视角。