Alai

Abstract

Bakgrund och mål. De etiologiska faktorer som är inblandade i autismens etiologi är fortfarande svårfångade och kontroversiella, men både genetiska och miljömässiga faktorer har varit inblandade. Syftet med den här studien var att bedöma nivåerna och eventuella miljöriskfaktorer och källor till exponering för kvicksilver, bly och aluminium hos barn med autismspektrumstörning (ASD) jämfört med deras matchade kontroller. Metoder. Hundra ASD-barn studerades i jämförelse med 100 kontroller. Alla deltagare genomgick en klinisk utvärdering och mätning av kvicksilver, bly och aluminium genom håranalys som återspeglar tidigare exponering. Resultat. Medelnivåerna av kvicksilver, bly och aluminium i håret hos de autistiska patienterna var betydligt högre än hos kontrollerna. Kvicksilver-, bly- och aluminiumnivåerna var positivt korrelerade med moderns fiskkonsumtion, boende i närheten av bensinstationer respektive användning av aluminiumpannor. Slutsats. Nivåerna av kvicksilver, bly och aluminium i håret hos autistiska barn är högre än kontroller. Miljöexponering för dessa giftiga tungmetaller vid viktiga tidpunkter i utvecklingen kan spela en kausal roll för autism.

1. Introduktion

Autismspektrumet beskriver en rad tillstånd som klassificeras som neuroutvecklingsstörningar i den femte revideringen av American Psychiatric Associations Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders 5th Edition (DSM-5). Dessa störningar kännetecknas av sociala brister och kommunikationssvårigheter, stereotypa eller repetitiva beteenden och intressen, sensoriska problem och i vissa fall kognitiva förseningar.

Den ökade förekomsten av ASD kan inte helt förklaras av framsteg inom diagnostik eller plötsliga genetiska förändringar. Det finns ett växande samförstånd bland forskare och kliniker om att ASD beror på ett samspel mellan biologiska sårbarhetsfaktorer och miljörelaterade eller iatrogena skador .

Detta pekar på betydelsen av miljöfaktorer och ger upphov till möjligheten att giftexponeringar kan spela en etiologisk roll: antingen prenatalt, postnatalt eller i ett kumulativt mönster som kombinerar effekten av exponering från moderns, graviditetens och barnets exponering .

En del möjliga källor till tungmetallförgiftning är kemiska produkter, gödningsmedel, industrifärg, byggnadsmaterial, fisk med hög kvicksilverhalt, tandfyllningar av silver och kvicksilverhaltiga konserveringsmedel (thiomersal) i vacciner. Bly kan finnas i jord i närheten av vägar och kan fortfarande finnas i färg från äldre hus. Barn som äter färgspån eller barn med pica kan utveckla toxiska blynivåer .

Genetiskt sett kan barn med autism ha sämre förmåga att avgifta giftiga miljögifter, och denna oförmåga kan predisponera dem för att drabbas av neurala skador som är förenliga med autistiska beteendemönster .

Kvinnor med kronisk metallexponering (som har ackumulerat höga vävnadsnivåer av kvicksilver och andra metaller) kan överföra potentiellt giftiga metaller till sina foster eller förgifta spädbarn genom att de ammar .

Vi genomförde studien för att undersöka möjliga riskfaktorer och källor till exponering för kvicksilver, bly och aluminium hos barn med autistisk spektrumstörning och bedöma nivåerna av tungmetaller i hår från både autistiska och kontrollgrupper.

2. Deltagare

Denna fall-kontrollstudie omfattade hundra autistiska barn (84 pojkar och 16 flickor); deras åldrar varierade från 2,5 till 15 år med ett medelvärde på år. Barnen diagnostiserades enligt kriterierna i DSM-IV TR (2000) av barnpsykiatriker vid barnpsykiatriska kliniken, Children’s Hospital, Ain Shams University från december 2011 till december 2014. En kontrollgrupp valdes ut som bestod av hundra ålders- och könsmatchade friska barn. Dessa barn var vänner och grannar som inte var relaterade till undersökningsgruppen.

Ett skriftligt samtycke från föräldrarna och godkännande från den bioetiska forskningskommittén togs. Patienterna uteslöts från studien om de led av lever- eller njursjukdom, anemi eller pågående behandling för järnbrist, progressiva neurologiska störningar eller instabil epilepsi. Även barn med kvicksilveramalgam i tänderna, tidigare användning av DMSA eller andra kelatorer uteslöts.

Alla barn som togs in i studien fick rutinmässiga barnvaccinationer.

3. Metoder

Alla barn i den aktuella studien genomgick följande: Detaljerad anamnes med särskild tonvikt på antenatal eller moderns anamnes med frågor om moderns kostvanor (typ och mängd av fisk som modern konsumerade under graviditeten, särskilt tonfisk på burk och importerad fryst makrillfisk (den billigaste fisken i Egypten)), moderns tandvård (fyllning av amalgam eller avlägsnande) och om Rho(D)-immunglobulin gavs under graviditeten.

Det gjordes en utvecklingshistoria med tonvikt på alla milstolpar i utvecklingen (grovmotorik, finmotorik, sfinkterkontroll, språk, kognitiv utveckling och sociala milstolpar). Dessutom noterades beteendestörningar (historia av pica, stereotypt beteende) och kosthistoria (amning eller artificiell amning, varaktighet, avvänjningshistoria och problem under avvänjningen).

Potentiell miljögiftsexponering noterades särskilt, t.ex. bensinstation i närheten av barnets hem, matlagningsvanor (typ av redskap som används, särskilt aluminiumpannor) och åldern på patienternas hus (typ av färg och vattenledningar).

Det togs också upp tidigare historik över större barndomssjukdomar och vaccinationer.

Grundlig klinisk undersökning av alla kroppssystem med särskild tonvikt på neurologisk undersökning.

Alla autistiska barn genomgick en fullständig klinisk barnpsykiatrisk utvärdering för att diagnostisera autistiskt spektrumtillstånd och utesluta andra psykiatriska störningar i enlighet med Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders 4th Edition, Text Revision (DSM-IV-TR) .

Svårighetsgraden av autistisk symtomatologi mättes med hjälp av Childhood Autism Rating Scale (CARS) . Den består av 15 kategorier, var och en bedömd på en fyrgradig skala. Individen anses vara icke-autistisk när den totala poängen ligger inom intervallet 15-29, lätt till måttligt autistisk när den totala poängen ligger inom intervallet 30-36 och allvarligt autistisk när den totala poängen ligger inom intervallet 37-60 . Genom att genomföra flera bedömningar får man insikter om olika aspekter av autism.

IQ-bedömning (intelligent kvot) med hjälp av Stanford-Binet Intelligence Scale: IQ-värdena är följande: 20-30 betecknar allvarlig mental retardation, 31-49 är måttlig mental retardation, 50-70 är mild mental retardation, 71-89 är under genomsnittet, 90-109 är normal IQ och 110-125 är över genomsnittet.

Hårprovtagning. Vi bestämde oss för att använda hårmineralanalys för att utvärdera den långsiktiga metallexponeringen. Hårprovtagning är en icke-invasiv teknik; det är den bästa indikatorn på ett visst mineral i kroppen. Dessa prover samlades in från fall och kontroll genom en enda skärning från occipitalregionen. Proverna klipptes till längder på cirka 1,5-2 cm med en ren sax av rostfritt stål. Minst 5-10 mg hår krävdes för håranalysen. Cirka 100 hårstrån (50 mg) användes. Självhäftande papper placerades över den ände av hårstråna som var närmast hårbotten; pappret märktes med en pil som visade vilken ände av håret som var närmast hårbotten. Proverna placerades i en förseglad plastpåse.

Instrumentering. Mätningarna av bly och aluminium gjordes med den elektrotermiska atomabsorptionsspektrometern Zeenit 700 (Tyskland) utrustad med Zeeman-bakgrundskorrigering och automatisk provtagare. Hydridgenereringsteknik användes för kvicksilvermätningar.

3.1. Material och reagenser

Kalibreringslösningar framställdes från Pb, Hg och Al certifierade referensmaterial med en koncentration på 1000 mg/L som förvaras vid National Institute of Standards (NIS):(i)koncentrerad salpetersyra med en renhetsgrad på 69 %,(ii)natriumborhydrid med en renhetsgrad på 98 %,(iii)natriumhydroxid med en renhetsgrad på 99 %,(iv)ammoniumfosfat monobasisk 1 % som framställts för att användas som modifieringsmedel för blymätningar med elektrotermisk atomabsorptionsspektrometer (AAS).

3.1.1. Provberedning

Hårproverna tvättades med ren aceton och tre gånger med ultrarent vatten och lades i en torkugn vid 70°C över natten. Efter avkylning fångades proverna upp i små bitar av 2 mm längd. Ungefär 0,15-0,20 g av hårproverna vägdes, blandades med 2 ml koncentrerad salpetersyra och lades i en ugn vid 90 °C i 24 timmar. Efter avkylning överfördes proverna till 25 mL mätkolv och kompletterades med ultrarent vatten. Ytterligare utspädning krävdes när det koncentrerade området översteg kalibreringsområdet. Testvärdena rapporterades i mg/kg.

3.1.2. Statistisk metodik

De insamlade uppgifterna reviderades, kodades, tabellerades och introducerades i Statistical Package for Social Science (SPSS 15.0.1 for windows; SPSS Inc., Chicago, IL, 2001). Data presenterades och lämplig analys gjordes i enlighet med den typ av data som erhållits för varje parameter: (1) Beskrivande statistik: medelvärde, standardavvikelse (±SD) och intervall användes för parametriska numeriska data, medan median användes för icke-parametriska numeriska data och frekvens och procentandel för icke-numeriska data. (2) Analytisk statistik: Studentens t-test användes för att bedöma den statistiska betydelsen av skillnaden mellan två undersökningsgruppers medelvärden, Mann-Whitney-test (U-test) användes för att bedöma den statistiska betydelsen av skillnaden av en icke-parametrisk variabel mellan två undersökningsgrupper, ANOVA-test användes för att bedöma den statistiska betydelsen av skillnaden mellan mer än två undersökningsgruppers medelvärden, Kruskal-Wallis-testet användes för att bedöma den statistiska betydelsen av skillnaden mellan mer än två icke-parametriska variabler mellan studiegrupper, Chi-square-testet användes för att undersöka förhållandet mellan två kvalitativa variabler och Fishers exakta test användes för att undersöka förhållandet mellan två kvalitativa variabler när det förväntade antalet är mindre än 5 i mer än 20 % av cellerna.(i) Värdet 0,05 ansågs vara signifikant.

4. Resultat

Tabell 1 visar att den autistiska gruppen bestod av 84 pojkar (84 %) och 16 (16 %) flickor; deras medelålder var år. Kontrollgruppen bestod av 74 (74 %) pojkar och 26 (26 %) flickor med en medelålder på 0,04 år.

Det fanns signifikanta skillnader när det gällde hur mycket havsmat mammorna åt per månad under graviditeten (). Det fanns också signifikanta skillnader när det gäller exponering för andra miljörisker under graviditeten som moderns exponering för immunglobulin D (anti-D), tandamalgam, målning, ålder i gamla hus och moderns rökning (, 0,001, 0,001 och 0,0001, resp.). Men det fanns inga signifikanta skillnader i spädbarnsåldern när det gäller vaccination (), tabell 1.

Tabell 2 visar en signifikant ökning av moderns ålder i den autistiska gruppen jämfört med kontrollerna (). Det fanns också statistiskt signifikanta skillnader i den genomsnittliga varaktigheten av amning då autistiska patienter hade kortare varaktighet av amning än kontrollerna (), tabell 2.

Figur 1 visar att autistiska barn hade lägre IQ-värden än kontrollerna ().

För jämförelse mellan fall och kontroller när det gäller tungmetallnivåer visar att medelnivåerna av de tre giftiga tungmetallerna i hår var signifikant högre bland de studerade ASD-fallen än bland kontrollerna (, 0,023, och 0,0001 för medelnivåerna av kvicksilver, bly respektive aluminium), tabell 3 och figurerna 2 och 3.

Vid undersökning av sambandet mellan miljöriskfaktorer och giftiga tungmetallnivåer bland fallen fann vi följande: Det fanns ett signifikant samband mellan patientens fiskkonsumtion och kvicksilvernivåerna; även de närliggande bensinstationerna påverkade blynivåerna, medan användningen av aluminiumpannor ökade aluminiumnivån hos de studerade autistiska patienterna (, 0,047, respektive 0,04), tabellerna 4, 5 och 6.

Ett viktigt resultat i den aktuella studien var avsaknaden av ett signifikant samband mellan allvarlighetsgraden av de autistiska manifestationerna, mätt med CARS-skalan, hos fallen och tungmetallnivån, tabell 7.

5. Diskussion

Den aktuella studien genomfördes på 100 autistiska barn; deras åldrar varierade från 2,5 till 15 år med ett medelvärde . Åttiofyra procent av dem var män och 16 % var kvinnor, med ett förhållande mellan män och kvinnor på 4 : 1.

Vid jämförelse mellan nivåerna av bly, kvicksilver och aluminium i håret hos de autistiska patienterna och kontrollerna, var nivåerna signifikant högre bland fallen än kontrollerna (, 0,023, och 0,0001, resp.).

I överensstämmelse med dessa resultat var Fido och Al-Saad i Kuwait, Al-Ayadhi i Riyadh och El sheshtawy et al. i Egypten.

Enligt Geier et al. gav 58 forskningsartiklar empiriska bevis som var relevanta för frågan om en koppling mellan en ASD-diagnos och en eller flera exponeringar för giftiga metaller. 74 % av de undersökta studierna visade på ett signifikant samband mellan ASD-diagnos och exponering för giftiga metaller. Dessa utredare drog slutsatsen att balansen i studierna stöder ett samband mellan ASD-diagnoser och exponering för giftiga metaller.

I motsats till dessa resultat rapporterade vissa studier att det inte fanns något samband mellan en högre kroppsbelastning av giftiga metaller och en ASD-diagnos, Abdullah et al. och Albizzati et al. . Dessutom fann Holmes et al. och Kern et al. att hårutskiljningsmönster av tungmetaller bland autistiska spädbarn var avsevärt reducerade i förhållande till kontrollen.

Avseende kvicksilver (Hg). I den aktuella studien var den genomsnittliga kvicksilvernivån hos de autistiska patienterna ( mg/kg) signifikant högre än hos kontrollerna ( mg/kg) med ; detta stämde överens med andra studier som bedömer den ökade kvicksilverkroppsbelastningen/toxiciteten hos personer som diagnostiserats med autismspektrum .

I den aktuella studien korrelerade vi vissa riskfaktorer som är förknippade med kvicksilvertoxicitet och våra autistiska barn. När det gäller moderns fiskkonsumtion under graviditeten var den signifikant högre än kontrollernas (). Och det fanns en statistiskt signifikant ökning av kvicksilverhalterna i håret när fiskkonsumtionen ökade (). Detta stämmer överens med resultaten från . Dessutom fann Fang et al. att kvicksilverkoncentrationen i håret var positivt förknippad med den genomsnittliga massan fisk som konsumeras varje vecka, vilket tyder på att fiskkonsumtion är den främsta bidragande faktorn till Hg i håret.

Den här studien visade också att moderns användning av tandamalgam var statistiskt sett mer än kontrollerna (). Även om kvicksilvernivåerna ökade när moderns användning av tandamalgam ökade hos autistiska patienter, nådde denna ökning inte statistisk signifikans (). Studier gjorda av fann att kvicksilver från moderns amalgamfyllningar resulterade i en signifikant ökning av kvicksilverkoncentrationen i vävnader och hår hos foster och nyfödda barn. Dessutom korrelerade kvicksilverbelastningen i placenta, foster och spädbarn med antalet amalgamfyllningar hos mödrarna.

I motsats till våra resultat rapporterades att det inte fanns några bevis för att exponering för tandamalgam var förknippad med försämrade neuropsykologiska funktioner.

Och även om det fanns en signifikant ökning av kvicksilvernivån i autistiska fall med moderns användning av Rho(D)-immunglobulin, var denna ökning inte statistiskt signifikant (). Detta resultat stöddes av som avslöjade ett signifikant samband mellan total kvicksilverexponering under prenatala och tidiga postnatala perioder från thimerosalinnehållande immunglobuliner och svårighetsgraden av autism. Även studier som gjorts visade på samma resultat. Å andra sidan fann man att prenatal exponering för Thimerosal-innehållande Rho(D)-immunglobulin inte ökar risken för autism.

Vad gäller bly (Pb). I den aktuella studien var den genomsnittliga blynivån hos de autistiska patienterna ( mg/kg) betydligt högre än hos kontrollerna ( mg/kg) med . Jiang et al. studerade tungmetallkoncentrationer i hår hos autistiska barn i förskoleåldern och fann att blykoncentrationen i håret var signifikant förhöjd.

Den aktuella studien visade en statistisk ökning av blynivåerna med närvaro av närliggande bensinstationer (). Detta stämmer överens med detta resultat, en studie gjord av Naeher et al. som visade att blynivåerna hos barn som bodde i närheten av bensinstationer var marginellt högre än hos barn som bodde långt från bensinstationer.

Avseende aluminium (Al). I den aktuella studien var den genomsnittliga aluminiumnivån hos de autistiska patienterna ( mg/Kg) betydligt högre än hos kontrollerna ( mg/Kg) med . Detta stämmer överens med Tomljenovic och Shaw , som visade att Al, en mycket neurotoxisk metall och det vanligaste vaccinadjuvanset, kan vara en betydande bidragande faktor till den ökande prevalensen av ASD i västvärlden.

Avseende användningen av aluminiumpannor var den signifikant högre hos de studerade fallen än hos kontrollerna (). Abu-Taweel et al. dokumenterade experimentellt att perinatal oral Al-exponering inklusive användning av aluminiumpannor, särskilt under graviditet och amningsperiod, kan påverka det foster som utvecklas i livmodern hos möss. Aluminiumexponering har alltså potentiella och långvariga neurotoxiska risker och kan ändra egenskaperna hos det dopaminerga systemet och kan därmed ändra tröskeln för det systemet eller andra relaterade system vid senare åldrar.

Ett intressant resultat i vår studie var avsaknaden av ett statistiskt signifikant samband mellan nivåerna av kvicksilver, bly och aluminium och autismens svårighetsgrad. Detta stämde inte överens med det som konstaterades att vid jämförelse av hårkoncentrationen hos autistiska fall jämfört med kontroller noterades förhöjda hårkoncentrationer för tungmetaller hos autistiska barn och korrelerade med symtomens svårighetsgrad. Adams et al. fann också att kroppens belastning av giftiga metaller var signifikant relaterad till variationerna i autismens svårighetsgrad. De metaller som hade störst påverkan var bly (Pb), kvicksilver (Hg) och aluminium (Al). Geier et al. föreslog att påverkan av giftiga metaller kan vara tydligare hos personer med diagnosen måttlig till svår ASD jämfört med deltagare med diagnosen lindrig ASD.

Det kan hävdas att barn med ASD inte är de enda barn som utsätts för potentiellt giftiga metaller; anledningen till att autistiska patienter uppvisar högre koncentrationer av potentiellt giftiga metaller i vävnaden kan vara ett resultat av en större förmåga att ackumulera gifter, vilket i sin tur leder till en förändring av biokemiska processer. Barn med autistiska spektrumstörningar uppvisade också lägre nivåer av näringsämnena kalcium, koppar, krom, mangan, magnesium, järn, selen och kobolt. Eftersom autistiska barn uppvisar dåliga matvanor kan de låga vävnadsnivåerna förklaras av ett otillräckligt näringsintag.

Det antas därför att ASD-patienter har problem med den kemiska väg som gör att de kan avgifta metaller för att lindra olika kluster av autistiska symptom . Det finns bevis för att autistiska barn uppvisar en ökad ansamling av gifter som kanske inte bara beror på överdriven exponering utan på en uttalad oförmåga att bearbeta och eliminera gifter från kroppen. En sådan mekanism skulle kunna leda till en uppsamling av giftiga tungmetaller och kemiska gifter och ökar aktiviteten av fria radikaler i kroppen .

Adams et al. observerade att utsöndringsvägarna för giftiga metaller kan variera avsevärt bland försökspersoner med diagnosen måttlig till allvarlig ASD i motsats till deltagare med diagnosen lindrig ASD. Detta kan vara av särskild betydelse när man undersöker koncentrationer av giftiga metaller i håret hos små barn, eftersom tidigare studier har antytt att giftiga koncentrationer i håret kan vara relaterade till utsöndringshastigheterna för giftiga metaller. Nya bevis stöder teorin att vissa ASD kan bero på en kombination av genetisk/biokemisk känslighet, särskilt en minskad förmåga att utsöndra kvicksilver (Hg), och exponering för Hg under kritiska utvecklingsperioder .

Exponering för Hg kan orsaka immunologiska, sensoriska, neurologiska, motoriska och beteendemässiga störningar som liknar de egenskaper som definierar/förknippas med ASD, och dessa likheter sträcker sig till neuroanatomi, neurotransmittorer och biokemi . Blyförgiftning hos barn har skadliga effekter på utvecklingen av utbredda hjärnområden, inklusive de som är involverade i kognitiv, kommunikativ och social funktion .

Hjärnan är det organ som är mest känsligt för blyexponering . Blyförgiftning stör den normala utvecklingen av ett barns hjärna och nervsystem. Biologiska skador från giftigt material och ökad miljöexponering vid viktiga tidpunkter i utvecklingen kan spela en kausal roll i etiologin för autistiska störningar och ökar potentiellt svårighetsgraden av autistiska symtom.

År 2009 rapporterade Blaylock och Strunecka att aluminium orsakar oxidativ stress i hjärnvävnaden, vilket förvärrar den kliniska presentationen av autism genom att förvärra excitotoxicitet och genom mikroglial priming. De föreslog att de heterogena symtomen på autismspektrumstörningar har ett samband med dysreglering av glutamatergisk neurotransmission i hjärnan tillsammans med förstärkning av excitatorisk receptorfunktion genom proinflammatoriska immuncytokiner som den underliggande patofysiologiska processen. I detta avseende kan excitotoxiner i kosten, inklusive aluminium, förvärra den kliniska presentationen genom att förvärra excitotoxiciteten och genom mikroglial priming. Detta öppnar diskussionen för användning av näringsfaktorer som minskar excitotoxicitet och hjärninflammation som en manöver för att lindra neurotoxiska effekter av aluminium .

Begränsningen av vår studie var en provstorlek; så en större provstorlek från flera platser behövs för att förbättra den statistiska kraften i denna studie och validera eller motbevisa dess resultat. Det fanns också en snedvridning av urvalet för kontrollerna: kontrollerna valdes bland vänner och grannar till de autistiska patienterna. Detta möjliggjorde en enkel tillgång till en rimlig matchning av geografiskt läge och socioekonomisk status, men är inte den mest rigorösa metoden.

Slutsatsen är att det fanns högre halter av tungmetallerna kvicksilver, bly och aluminium i håret hos barn med autism jämfört med kontrollerna. Dessa höga halter var statistiskt positivt korrelerade med vissa riskfaktorer som konsumtion av fisk under graviditeten, rökning hos mödrar och användning av anti-D och aluminiumpannor, men dessa halter var inte korrelerade med autismens allvarlighetsgrad. Biologiska skador från tungmetaller som en neurotoxisk substans vid sidan av genetisk känslighet i form av nedsatt förmåga att utsöndra tungmetaller och/eller ökad miljöexponering vid viktiga tidpunkter i utvecklingen kan spela en kausal roll för autism.

Interessentkonflikter

Författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter.