Alai

Abstract

Baggrund og formål. De etiologiske faktorer, der er involveret i ætiologien af autisme, er fortsat flygtige og kontroversielle, men både genetiske og miljømæssige faktorer er blevet impliceret. Formålet med denne undersøgelse var at vurdere niveauerne og mulige miljømæssige risikofaktorer og kilder til eksponering for kviksølv, bly og aluminium hos børn med autismespektrumforstyrrelser (ASD) sammenlignet med deres matchede kontroller. Metoder. Hundrede ASD-børn blev undersøgt i forhold til 100 kontrolpersoner. Alle deltagere blev underkastet en klinisk evaluering og måling af kviksølv, bly og aluminium ved hjælp af håranalyse, som afspejler tidligere eksponering. Resultater. De gennemsnitlige niveauer af kviksølv, bly og aluminium i håret hos de autistiske patienter var signifikant højere end hos kontrollerne. Niveauerne af kviksølv, bly og aluminium var positivt korreleret med henholdsvis mors forbrug af fisk, at bo i nærheden af benzinstationer og brug af aluminiumspande. Konklusion. Niveauerne af kviksølv, bly og aluminium i håret hos autistiske børn er højere end i kontroller. Miljømæssig eksponering for disse giftige tungmetaller på vigtige tidspunkter i udviklingen kan spille en kausal rolle i autisme.

1. Indledning

Autismespektret beskriver en række tilstande, der er klassificeret som neurologiske udviklingsforstyrrelser i den femte revision af American Psychiatric Association’s Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders 5th Edition (DSM-5). Disse lidelser er karakteriseret ved sociale underskud og kommunikationsvanskeligheder, stereotype eller gentagne adfærd og interesser, sensoriske problemer og i nogle tilfælde kognitive forsinkelser.

Den stigende forekomst af ASD’er kan ikke fuldt ud forklares ved fremskridt inden for diagnostik eller pludselige genetiske skift. Der er voksende enighed blandt forskere og klinikere om, at ASD’er skyldes et samspil mellem biologiske sårbarhedsfaktorer og miljømæssige eller iatrogene overgreb .

Dette peger på betydningen af miljømæssige faktorer og rejser muligheden for en ætiologisk rolle for giftige eksponeringer: enten prænatalt, postnatal eller i et eller andet kumulativt mønster, der kombinerer virkningen af moderens, gestationens og spædbarnets eksponeringer .

Nogle mulige kilder til tungmetalforgiftning omfatter kemiske produkter, gødning, industriel maling, byggematerialer, fisk med et højt kviksølvindhold, sølvfyldninger i tænderne og kviksølvholdige konserveringsmidler (thiomersal) i vacciner. Bly kan findes i snavset ved veje og kan stadig findes i maling fra ældre huse. Børn, der spiser malingspåner, eller børn med pica kan udvikle giftige blyniveauer .

Genetisk set kan børn med autisme være mindre i stand til at afgifte giftige miljøgifte, og denne manglende evne kan prædisponere dem til at lide neurale skader, der er i overensstemmelse med autistiske adfærdstræk .

Kvinder med kronisk metaleksponering (som har akkumuleret høje vævsniveauer af kviksølv og andre metaller) kan videregive potentielt giftige metaller til deres fostre eller forgifte spædbørn gennem amning .

Vi gennemførte undersøgelsen for at undersøge de mulige risikofaktorer og kilder til eksponering for kviksølv, bly og aluminium hos børn med autistisk spektrumforstyrrelse og vurdere niveauerne af tungmetaller i hår fra både autistiske og kontrolgrupper.

2. Deltagere

Denne case-kontrolundersøgelse omfattede hundrede autistiske børn (84 drenge og 16 piger); deres alder varierede fra 2,5 til 15 år med et gennemsnit på år. Børnene blev diagnosticeret i henhold til DSM-IV TR (2000)-kriterierne af børnepsykiatere i børnepsykiatrisk klinik, børnehospitalet, Ain Shams University fra december 2011 til december 2014. Der blev udvalgt en kontrolgruppe, som omfattede hundrede alders- og kønsmatchede raske børn. Disse børn var venner og naboer, der ikke var relateret til undersøgelsesgruppen.

Der blev indhentet et skriftligt samtykke fra forældrene og en godkendelse fra den bioetiske forskningskomité. Patienterne blev udelukket fra undersøgelsen, hvis de led af lever- eller nyresygdom, anæmi eller igangværende behandling for jernmangel, progressive neurologiske lidelser eller ustabil epilepsi. Også børn med kviksølvamalgam i tænder, tidligere brug af DMSA eller andre chelatorer blev udelukket.

Alle børn, der blev optaget i undersøgelsen, modtog rutinevaccinationer i barndommen.

3. Metoder

Alle børn i den aktuelle undersøgelse blev underkastet følgende: Detaljeret anamneseoptagelse med særlig vægt på antenatal eller moderens anamnese med spørgsmål om moderens kostvaner (type og mængde af fisk, som moderen indtog under graviditeten, især tunfisk på dåse og importeret frossen makrelfisk (den billigste fisk i Egypten)), moderens tandarbejde (fyldning af amalgam eller fjernelse), og om der blev givet Rho(D)-immunglobulin under graviditeten.

Der blev taget en udviklingshistorie med vægt på alle udviklingsmæssige milepæle (grovmotorik, finmotorik, sphincterkontrol, sprog, kognitiv udvikling og sociale milepæle). Der blev også noteret adfærdsforstyrrelser (historie med pica, stereotyp adfærd) og kosthistorie (amning eller kunstig ernæring, varighed, fravænningshistorie og problemer under fravænning).

Potentielle miljømæssige giftige eksponeringer blev især noteret såsom benzinstation i umiddelbar nærhed af barnets hjem, madlavningsvaner (type af redskaber, der anvendes, især aluminiumspande) og patienternes husets alder (type maling og vandrør).

Der blev også taget en forhistorie om større børnesygdomme og vaccinationer.

Grundig klinisk undersøgelse af alle kropssystemer med særlig vægt på neurologisk undersøgelse.

Alle autistiske børn blev underkastet en fuldstændig klinisk børnepsykiatrisk evaluering med henblik på diagnose af autistisk spektrumforstyrrelse og udelukkelse af andre psykiatriske lidelser i henhold til Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders 4th Edition, Text Revision (DSM-IV-TR) .

Sværhedsgraden af autistisk symptomatologi blev målt ved hjælp af Childhood Autism Rating Scale (CARS) . Den består af 15 kategorier, der hver vurderes på en firepunktsskala. Individet betragtes som ikke-autistisk, når den samlede score falder i intervallet 15-29, let til moderat autistisk, når den samlede score falder i intervallet 30-36, og alvorligt autistisk, når den samlede score falder i intervallet 37-60 . På grundlag af flere vurderinger får man indsigt i forskellige aspekter af autisme.

IQ-vurdering (intelligent kvotient) ved hjælp af Stanford-Binet Intelligence Scale : IQ-områderne er som følger: 20-30 betegner alvorlig mental retardering, 31-49 er moderat mental retardering, 50-70 er mild mental retardering, 71-89 er under gennemsnittet, 90-109 er normal IQ, og 110-125 er over gennemsnittet.

Hårprøveudtagning. Vi besluttede at bruge hårmineralanalyse til at evaluere langtidsmetaleksponering. Hårprøveudtagning er en ikke-invasiv teknik; det er den bedste indikator for et givet mineral i kroppen. Prøverne blev indsamlet fra tilfælde og kontrol ved en enkelt klipning fra den occipitale region. Prøverne blev klippet til en længde på ca. 1,5-2 cm med en ren saks af rustfrit stål. Der var behov for mindst 5-10 mg hår til håranalysen. Der blev anvendt ca. 100 hårstrå (50 mg). Klæbepapiret blev anbragt over den ende af hårstråene, der var tættest på hovedbunden; papiret blev markeret med en pil, der angav den ende af håret, der var tættest på hovedbunden. Prøverne blev anbragt i en forseglet plastpose.

Instrumentering. Målingerne af bly og aluminium blev foretaget med elektrotermisk atomabsorptionsspektrometer Zeenit 700 (Tyskland) udstyret med Zeeman-baggrundskorrektion og automatisk autosampler. Der blev anvendt hydridgenereringsteknik til kviksølvmålinger.

3.1. Materialer og reagenser

Kalibreringsopløsninger blev fremstillet af Pb, Hg og Al certificerede referencematerialer med en koncentration på 1000 mg/L, der opbevares på National Institute of Standards (NIS):(i)koncentreret salpetersyre med en renhed på 69 %,(ii)natriumborhydrid med en renhed på 98 %,(iii)natriumhydroxid med en renhed på 99 %,(iv)ammoniumphosphat monobasisk 1 %, der er fremstillet til brug som modificator for blymålinger ved elektrotermisk atomabsorptionsspektrometer (AAS).

3.1.1. Prøveforberedelse

Hårprøverne blev vasket med ren acetone og tre gange med ultrarent vand og lagt i en tørreovn ved 70 °C natten over. Efter afkøling blev prøverne fanget i små stykker på 2 mm længde. Ca. 0,15-0,20 g hårprøver blev vejet, blandet med 2 mL koncentreret salpetersyre og lagt i en ovn ved 90°C i 24 timer. Efter afkøling blev prøverne overført til 25 mL målekolbe og suppleret med ultrarent vand. Det var nødvendigt med yderligere fortynding, når det koncentrerede område oversteg kalibreringsområdet. Testværdierne blev angivet i mg/kg.

3.1.2. Statistisk metodologi

De indsamlede data blev revideret, kodet, tabuleret og indført i Statistical Package for Social Science (SPSS 15.0.1 for windows; SPSS Inc., Chicago, IL, 2001). Dataene blev præsenteret, og der blev foretaget en passende analyse i overensstemmelse med den type data, der blev opnået for hver parameter: 1) Deskriptiv statistik: Middelstandardafvigelse (±SD) og interval blev anvendt for parametriske numeriske data, mens median blev anvendt for ikke-parametriske numeriske data og frekvens og procentdel for ikke-numeriske data. 2) Analytisk statistik: Student’s t-test blev anvendt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellen mellem to undersøgelsesgruppers gennemsnit, Mann-Whitney-test (U-test) blev anvendt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellen af en ikke-parametrisk variabel mellem to undersøgelsesgrupper, ANOVA-test blev anvendt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellen mellem mere end to undersøgelsesgruppers gennemsnit, Kruskal-Wallis-testen blev anvendt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellen mellem mere end to ikke-parametriske variabler for undersøgelsesgrupper, Chi-kvadrat-testen blev anvendt til at undersøge forholdet mellem to kvalitative variabler, og Fisher’s exact-testen blev anvendt til at undersøge forholdet mellem to kvalitative variabler, når det forventede antal er mindre end 5 i mere end 20 % af cellerne.(i) værdi på 0,05 blev anset for signifikant.

4. Resultater

Tabel 1 viser, at den autistiske gruppe bestod af 84 drenge (84 %) og 16 (16 %) piger; deres gennemsnitsalder var år. Kontrolgruppen bestod af 74 (74%) drenge og 26 (26%) piger med en gennemsnitsalder på ,04 år.

Der var signifikante forskelle med hensyn til mængden af havmad, som mødrene spiste om måneden under graviditeten (). Der var også signifikante forskelle med hensyn til eksponering for andre miljørisici under graviditeten som moderens eksponering for immunoglobulin D (anti-D), tandamalgam, maling, alder af gammelt hus og moderens rygning (, 0,001, 0,001 og 0,0001, resp.). Men der var ingen signifikante forskelle i spædbarnsalderen med hensyn til vaccination (), Tabel 1.

Tabel 2 viser en signifikant stigning i moderens alder i autistiske gruppe i forhold til kontrolgruppen (). Der var også statistisk signifikante forskelle i den gennemsnitlige varighed af amning, idet de autistiske patienter havde kortere varighed af amning end kontrollerne (), tabel 2.

Figur 1 viser, at autistiske børn havde lavere IQ-scoringer end kontrolbørnene ().

Sammenligning mellem tilfælde og kontroller med hensyn til tungmetalniveauer viser, at de gennemsnitlige niveauer af de tre giftige tungmetaller i hår var signifikant højere blandt de undersøgte ASD-tilfælde end blandt kontrollerne (, 0,023, og 0,0001 for de gennemsnitlige niveauer af henholdsvis kviksølv, bly og aluminium), Tabel 3 og Figur 2 og 3.

Ved undersøgelse af forholdet mellem miljømæssige risikofaktorer og niveauer af giftige tungmetaller blandt tilfældene fandt vi følgende: Der var en signifikant sammenhæng mellem patientens fiskeforbrug og kviksølvniveauet; også de nærliggende benzinstationer påvirkede blyniveauet, mens brugen af aluminiumspande øgede aluminiumniveauet hos de undersøgte autistiske patienter (, 0,047, og 0,04, resp.), Tabel 4, 5 og 6.

Et vigtigt resultat i den aktuelle undersøgelse var fraværet af signifikant sammenhæng mellem sværhedsgraden af de autistiske manifestationer, som målt ved CARS-skalaen, hos tilfældene og tungmetalniveauet, Tabel 7.

5. Diskussion

Den aktuelle undersøgelse blev udført på 100 autistiske børn; deres alder varierede fra 2,5 til 15 år med en gennemsnitlig . Fireogfirs procent af dem var mænd og 16% var kvinder, med et mand/kvinde-forhold på 4 : 1.

Ved sammenligning mellem niveauerne af bly, kviksølv og aluminium i hår fra de autistiske patienter og kontrollerne var niveauerne signifikant højere blandt tilfældene end kontrollerne (, 0,023, og 0,0001, resp.).

I overensstemmelse med disse resultater var Fido og Al-Saad i Kuwait, Al-Ayadhi i Riyadh og El sheshtawy et al. i Egypten.

I henhold til Geier et al. leverede 58 forskningsartikler empiriske beviser, der var relevante for spørgsmålet om en sammenhæng mellem en ASD-diagnose og en eller flere eksponeringer for giftige metaller. 74 % af de undersøgte undersøgelser viste en signifikant sammenhæng mellem en ASD-diagnose og eksponering for giftige metaller. Disse forskere konkluderede, at balancen i undersøgelserne understøtter en sammenhæng mellem ASD-diagnoser og eksponering for giftige metaller.

I modsætning til disse resultater rapporterede nogle undersøgelser, at der ikke var nogen sammenhæng mellem en højere kropsbelastning af giftige metaller og en ASD-diagnose, Abdullah et al. og Albizzati et al. . Desuden fandt Holmes et al. og Kern et al. at hårudskillelsesmønstre af tungmetaller blandt autistiske spædbørn var signifikant reduceret i forhold til kontrol.

Med hensyn til kviksølv (Hg). I den nuværende undersøgelse var det gennemsnitlige kviksølvniveau hos de autistiske patienter ( mg/kg) signifikant højere end hos kontrollerne ( mg/kg) med ; dette var i overensstemmelse med andre undersøgelser, der vurderer den øgede kviksølv kropsbyrde/toksicitet hos personer diagnosticeret med autismespektrum .

I den nuværende undersøgelse korrelerede vi nogle risikofaktorer forbundet med kviksølvforgiftning og vores autistiske børn. Hvad angår moderens fiskeforbrug under graviditeten, var det signifikant højere end for kontrolpersonerne (). Og der var en statistisk signifikant stigning i kviksølvindholdet i håret, efterhånden som fiskeforbruget steg (). Dette er i overensstemmelse med resultaterne af . Desuden fandt Fang et al. at hårkviksølvkoncentrationen var positivt forbundet med den gennemsnitlige masse af fisk, der indtages ugentligt, hvilket indikerer, at fiskeforbruget er den vigtigste bidragyder til Hg i håret.

Denne undersøgelse viste også, at moderens brug af tandamalgam var statistisk set mere end kontrollerne (). Selv om kviksølvniveauet steg i takt med, at moderens brug af tandamalgam steg hos autistiske patienter, nåede denne stigning ikke statistisk signifikans (). Undersøgelser foretaget af fandt, at kviksølv fra moderens amalgamfyldninger resulterede i en betydelig stigning i kviksølvkoncentrationen i væv og hår hos fostre og nyfødte børn. Desuden var placenta, foster og spædbarn kviksølvbyrden i kroppen korreleret med antallet af amalgamfyldninger hos mødrene.

I modsætning til vores resultater rapporterede, at der ikke var noget bevis for, at eksponering for tandamalgam var forbundet med forringede neuropsykologiske funktioner.

Og selv om der var en signifikant stigning i kviksølvniveauet i autistiske tilfælde med moderens brug af Rho(D)-immunglobulin, var denne stigning ikke statistisk signifikant (). Dette resultat blev støttet af, der afslørede en signifikant sammenhæng mellem den samlede kviksølveksponering i den prænatale og tidlige postnatale periode fra thimerosalholdige immunoglobuliner og sværhedsgraden af autisme. Også undersøgelser, der er foretaget, viste de samme resultater. På den anden side fandt man, at prænatal eksponering for thimerosal-holdigt Rho(D)-immunglobulin ikke øger risikoen for autisme.

Med hensyn til bly (Pb). I den aktuelle undersøgelse var det gennemsnitlige blyniveau hos de autistiske patienter ( mg/kg) signifikant højere end hos kontrolpersonerne ( mg/kg) med . Jiang et al. undersøgte tungmetalkoncentrationer i hår hos autistiske børn i førskolealderen og fandt, at blykoncentrationen i håret var signifikant forhøjet.

Den aktuelle undersøgelse viste en statistisk stigning i blyniveauet med tilstedeværelsen af nærliggende benzinstationer (). Dette er i overensstemmelse med dette resultat, en undersøgelse foretaget af Naeher et al. som viste, at blyniveauet hos børn, der bor i nærheden af benzinstationer, var marginalt højere end hos børn, der bor væk fra benzinstationer.

Med hensyn til aluminium (Al). I den aktuelle undersøgelse var det gennemsnitlige aluminiumniveau hos de autistiske patienter ( mg/Kg) signifikant højere end hos kontrolpersonerne ( mg/Kg) med . Dette er i overensstemmelse med Tomljenovic og Shaw , som viste, at Al, et meget neurotoksisk metal og det mest almindeligt anvendte vaccineadjuvans, kan være en væsentlig medvirkende faktor til den stigende forekomst af ASD i den vestlige verden.

Med hensyn til brugen af aluminiumspande var det signifikant højere i de undersøgte tilfælde end i kontrollerne (). Abu-Taweel et al. dokumenterede eksperimentelt, at perinatal oral Al-eksponering, herunder brug af aluminiumspande, især under graviditet og ammeperiode, kan påvirke musenes foster under udvikling in utero. Så aluminiumseksponering har potentielle og langvarige neurotoksiske farer og kan ændre egenskaberne af det dopaminerge system og dermed ændre tærsklen for dette system eller andre relaterede systemer i senere aldre.

Et interessant resultat i vores undersøgelse var fraværet af statistisk signifikant sammenhæng mellem niveauerne af kviksølv, bly og aluminium og autismesværhedsgraden. Dette var ikke i overensstemmelse med det, der blev fundet ved sammenligning af hårkoncentrationen af autistiske tilfælde i forhold til kontroller, at der blev konstateret forhøjede hårkoncentrationer for tungmetaller hos autistiske børn og korrelerede med symptomernes sværhedsgrad. Adams et al. fandt også, at kroppens belastning af giftige metaller var signifikant relateret til variationerne i autismens sværhedsgrad. De metaller, der havde størst indflydelse, var bly (Pb), kviksølv (Hg) og aluminium (Al). Geier et al. foreslog, at virkningen af giftige metaller kan være mere tydelig hos personer, der er diagnosticeret med moderat til svær ASD, i modsætning til deltagere, der er diagnosticeret med en mild ASD.

Det kan hævdes, at børn med ASD ikke er de eneste børn, der udsættes for potentielt giftige metaller; grunden til, at autistiske patienter viser større koncentration af potentielt giftige metaller i vævet, kan være et resultat af en større evne til at ophobe toksiner, hvilket igen fører til en ændring af biokemiske processer. Børn med autistiske spektrumforstyrrelser udviste også lavere niveauer af de ernæringsmæssige elementer calcium, kobber, krom, mangan, magnesium, jern, selen og kobolt. Da autistiske børn udviser dårlige spisevaner, kan de lave vævsniveauer forklares ved et utilstrækkeligt ernæringsindtag.

Det antages derfor, at ASD-patienter har problemer med den kemiske vej, der gør det muligt for dem at afgifte metaller for at afhjælpe forskellige klynger af autistiske symptomer . Beviser viser, at autistiske børn viser en øget ophobning af toksiner, som måske ikke blot skyldes overdreven eksponering, men en udtalt manglende evne til at behandle og fjerne toksiner fra kroppen. En sådan mekanisme kan føre til en ophobning af giftige tungmetaller og kemiske toksiner og øger aktiviteten af frie radikaler i kroppen .

Adams et al. observerede, at udskillelsesvejene for giftige metaller kan variere betydeligt blandt undersøgelsespersoner, der er diagnosticeret med moderat til svær ASD i modsætning til deltagere, der er diagnosticeret med en mild ASD. Dette kan være af særlig betydning, når man undersøger koncentrationer af giftige metaller i håret hos små børn, fordi tidligere undersøgelser har antydet, at giftige koncentrationer i håret kan være relateret til udskillelseshastigheder af giftige metaller. Nye beviser understøtter teorien om, at nogle ASD’er kan skyldes en kombination af genetisk/biokemisk modtagelighed, specifikt en nedsat evne til at udskille kviksølv (Hg), og eksponering for Hg i kritiske udviklingsperioder .

Eksponering for Hg kan forårsage immun-, sensoriske, neurologiske, motoriske og adfærdsmæssige dysfunktioner svarende til træk, der definerer/associeres med ASD’er, og disse ligheder strækker sig til neuroanatomi, neurotransmittere og biokemi . Blyforgiftning hos børn har skadelige virkninger på udviklingen af udbredte hjerneområder, herunder dem, der er involveret i kognitiv, kommunikativ og social funktion .

Hjernen er det organ, der er mest følsomt over for blyeksponering . Blyforgiftning forstyrrer den normale udvikling af et barns hjerne og nervesystem. Biologiske skader fra giftigt materiale og øget miljøeksponering på vigtige tidspunkter i udviklingen kan spille en kausal rolle i ætiologien af autistiske lidelser og øger potentielt sværhedsgraden af autistiske symptomer.

I 2009 rapporterede Blaylock og Strunecka, at aluminium forårsager oxidativ stress i hjernevæv, hvilket forværrer den kliniske præsentation af autisme ved forværring af excitotoksicitet og ved mikroglial priming. De foreslog, at de heterogene symptomer på autismespektrumforstyrrelser har en forbindelse med dysregulering af glutamatergisk neurotransmission i hjernen sammen med en forstærkning af excitatorisk receptorfunktion ved proinflammatoriske immuncytokiner som den underliggende patofysiologiske proces. I denne henseende kan excitotoksiner i kosten, herunder aluminium, forværre den kliniske præsentation ved at forværre excitotoksiciteten og ved mikroglial priming. Dette åbner diskussionen om brugen af ernæringsmæssige faktorer, der reducerer excitotoksicitet og hjernebetændelse som en manøvre til at afhjælpe neurotoksiske virkninger af aluminium .

Begrænsning af vores undersøgelse var en stikprøvestørrelse; så en større stikprøvestørrelse fra flere steder er nødvendig for at forbedre den statistiske styrke af denne undersøgelse og validere eller afkræfte dens resultater. Der var også skævhed i stikprøven for kontrolpersoner: kontrolpersonerne blev udvalgt blandt venner og naboer til de autistiske patienter. Dette gav let adgang til et rimeligt match af geografisk placering og socioøkonomisk status, men det er ikke den mest stringente metode.

Konklusionen er, at der var højere niveauer af tungmetallerne kviksølv, bly og aluminium i håret hos børn med autisme sammenlignet med kontrolpersoner; disse høje niveauer var statistisk set positivt korreleret med nogle risikofaktorer som stort fiskeforbrug under graviditeten, moderens rygning og brug af anti-D og aluminiumspander; disse niveauer var dog ikke korreleret med autismens sværhedsgrad. Biologisk skade fra tungmetaller som et neurotoksisk stof ud over genetisk modtagelighed i form af nedsat evne til at udskille tungmetaller og/eller øget miljøeksponering på nøgletidspunkter i udviklingen kan spille en kausal rolle i autisme.

Interessekonflikter

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen interessekonflikter.