工业污染对认知健康的影响可能持续几代人

一项罕见的研究设计发表在《整体环境科学》（Science of the Total Environment）杂志上：犹他大学的科学家们研究了祖母在怀孕期间接触工业污染是否会影响其孙辈患智力障碍（ID）的风险。作者利用犹他州独有的深度数据库，发现祖母怀孕母亲家附近潜在污染工业企业的密度越高，其子女在下一代患上ID的几率就越高。该研究于2025年6月13日在线发表，并被收录在该期刊2025年8月10日的卷册中；犹他大学于8月20日发布了详细的摘要。

研究背景

智力障碍和其他发育障碍并不少见或属于“极端情况”：美国大约六分之一的儿童至少属于其中一种诊断类别，而 NHIS 调查中官方诊断的智力障碍比例在 2019 年至 2021 年期间存在显著差异。这给家庭、学校和医疗保健带来了沉重的负担，也是科学家们越来越多地关注环境因素（从空气质量到特定的工业排放）的作用的原因。

过去十年，产前污染物与神经发育之间的联系尤为密切。荟萃分析和大型队列研究表明，母亲孕期接触PM2.5细颗粒物及相关污染物，会导致儿童认知能力下降，包括发育障碍风险增加；同一组作者的独立研究已将每月（孕期）接触PM2.5与智力障碍风险联系起来。这在生物学上是合理的：污染物会导致全身炎症、氧化应激以及大脑发育程序的表观遗传重塑。

但经典研究几乎总是局限于一代人（母子）。与此同时，越来越多的数据表明，某些效应能够进一步“突破”——通过未来父母的生殖细胞和表观遗传记忆。临床表观遗传学和实验模型的综述描述了受孕前和怀孕期间的化学药剂如何留下DNA/染色质甲基化标记，这些标记会“重启”基因组，并与后代的风险相关。在人类样本中，这种设计很少见，因此，多代研究是下一步的重要工作，它使我们能够检查工业环境的“痕迹”是否从祖母传到了孙辈。

从技术层面上讲，这项工作依赖于数据。美国提供了独特的工具来重建工业格局的历史：拥有NAICS代码的企业登记册（即哪些产品是在家附近生产的）以及环境保护署的RSEI筛查模型，该模型通过相对的“风险评分”来汇总有毒排放。结合纵向家族登记（例如犹他州），这使我们能够将过去孕妇的居住地址与其孙辈的当前诊断联系起来，不仅评估“附近工厂的数量”，还能评估预期的毒理学负荷。正是这种“工业环境考古学”解释了这项新研究的价值。

研究方法：地图上的三代人

该团队将犹他州自闭症和发育障碍登记处与犹他州人口数据库（一个涵盖数十年医疗和人口统计数据的家谱）关联起来。研究重点关注了该州所有县2000年至2014年间出生的6380名儿童（F2代）。对于每位祖母（F0代），作者重建了孩子出生时（F1代）的居住地址，并使用邓白氏历史目录和NAICS代码计算了半径3公里和5公里范围内工业设施的密度。为了评估工厂数量和潜在的毒理学特征，研究人员还利用风险筛查环境指标（RSEI）对密度进行了加权。然后，回归模型将这些“祖母”的暴露情况与其孙辈的智力残疾诊断情况进行了比较。

主要结果

• 母系遗传最为显著。怀孕祖母家附近工业企业密度每增加一个标准差，其孙子/孙女患智力残疾的几率在3公里半径范围内增加12%（OR 1.12；95% CI 1.03-1.22），在5公里半径范围内增加9%（OR 1.09；95% CI 1.003-1.19）。考虑到RSEI评估的物体“毒性”后，估计值仍然相似：3公里半径范围内为1.12（OR 1.04-1.20），5公里半径范围内为1.08（OR 1.003-1.17）。
• 父亲的谱系也“显露出来”。对于怀孕的祖母来说，与“原始”密度的关联较弱；当用RSEI加权时，信号在5公里处被放大（OR 1.12；1.02-1.22）。
• 总体结论：历史上产前接触工业污染 - 特别是母系 - 与下一代发育障碍（特别是智力残疾）风险增加有关。

为什么会发生这种情况

这似乎违反直觉：一个成年子女怎么会带有祖母怀孕的“印记”？从生物学角度来看，两种途径最有可能。首先，表观遗传“调节”：当祖母怀上女儿时，这个女儿的生殖细胞会被储存下来，几十年后她们会成为父母——理论上，这便是长期接触有毒物质留下印记的可能性所在。其次，累积环境：工业污染地区通常带有遗传性的基础设施、生活方式和脆弱性——一些风险可能会在几代人中累积。这些只是假设，而非已证实的因果关系，但它们与越来越多关于空气污染多代影响的文献相一致。

这项特别的研究有何新内容？

作者并没有测量抽象的“雾霾”，而是重建了各县的工业历史：工厂的运营地点和时间、按生产类型划分的潜在风险（NAICS + RSEI）、孕妇居住地与家的距离。这种“考古学”方法，甚至同时研究三代人的情况都极为罕见——通常研究仅限于一次怀孕的暴露情况和现代卫星空气质量评估。本文表明，历史上的工业环境在孙辈身上留下了统计学上可区分的痕迹。

如何不夸张地解读这一点

• 本研究为观察性研究，仅展示关联性，而非已证实的因果关系。混杂因素（例如移民、家庭社会经济地位、相关污染源）仍然存在可能。
• 这是在犹他州，这里有独特的登记册和家谱；结果是否可移植到其他地区需要进行测试。
• 结果 - 智力障碍（ID），即发育障碍组中的特定临床诊断；结果并非同时涉及所有认知结果。

这对政治和家庭意味着什么——切实可行的步骤

- 城市和州：

• 在进行分区、土壤和水修复时考虑历史工业地图，优先考虑“继承”区域；
• 加强工业历史密集地区的儿童发育流行病学监测和早期筛查；
• 将商业注册（D&B/NAICS）与健康数据相结合，以评估多代风险。

- 医疗保健和学校：

• 将来自“工业”区域的家庭转介到早期发展评估和支持机构（语言治疗师、职业治疗、个人发展计划）；
• 培训儿科医生和教育工作者识别延迟的细微迹象并迅速提供帮助。

- 家庭：

• 如果您居住在工业区附近，请保持良好的家庭卫生（湿式清洁、高效空气微粒子吸尘器、在排放高峰时段以外通风），并测试水和土壤（尽可能）；
• 在怀孕期间，应避免接触有毒物质的二次来源（烟雾、溶剂），并注意避免食用含有金属的食物来源（食肉鱼等）。

科学的局限性和“下一步”

需要通过独立队列研究和不同污染物（空气、土壤、水）进行验证，采用暴露/效应生物标志物（甲基化组、表观遗传时钟）进行纵向研究，并更好地重建真实暴露情况（不仅考虑“与植物的接近程度”，还需测量排放量）。进行谱系比较（母系与父系），以及评估母系暴露和祖母暴露的综合效应（这在其他针对多种污染物的研究中已得出更高的风险），将大有裨益。

研究来源：Grineski SE 等。污染行业与发育障碍的多代影响。 《整体环境科学》，第 989 卷，第 179888 号文章；ePub 出版日期：2025 年 6 月 13 日；印刷出版日期：2025 年 8 月 10 日。https ://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.179888