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工业革命给人类生活带来的无穷的便利，也让人类生活环境中出现了很多既往未曾接触的化学物质。人类的中枢系统发育过程中对环境刺激特别敏感，在发育的关键时期接触有毒化学物质很容易破坏大脑发育。
近年来，包括自闭症和注意力缺陷多动症等神经发育障碍疾病的患病率正在悄然走高，但遗传因素并不能完全解释其原因，有研究者猜测，环境中的化学物质也要为神经发育障碍负责。
近期，凯斯西储大学医学院科学团队在《自然·神经科学》发文，研究者们发现，消毒剂/个护产品中常见的季铵化合物和家具/电子产品中常用的有机磷阻燃剂会影响少突胶质细胞发育。
流行病学证据显示，儿童时期暴露于有机磷阻燃剂TDCIPP与需要特殊教育、运动功能障碍等不良神经发育结局风险增加有关，高暴露儿童相较低暴露儿童，经历不同不良神经发育结局的可能性高达2-6倍。
论文题图
既往研究中，科学家们普遍更专注神经元而非神经胶质细胞，其实胶质细胞也具有非常重要的作用。少突胶质细胞是重要的神经元支持细胞，它产生的髓鞘能够促进神经元信息传递，并为神经元提供营养和代谢支持，对维持神经元功能和寿命至关重要。有研究发现，少突胶质细胞发育受损或丢失会导致严重认知和运动障碍。
少突胶质细胞的发育窗口期很长，少突胶质细胞祖细胞（OPC）自胎儿期开始发育，在生命前两年最活跃。成熟少突胶质细胞开始产生髓鞘，这一过程在婴儿期和儿童期达到巅峰，但在青春期和成年后仍然持续。因此，少突胶质细胞在出生后很长一段时间内都容易损伤。
为了识别能够影响少突胶质细胞生成的环境化学物质，研究者构建了一个包含1823种化学物质的库，用20μM浓度处理OPC，OPC会在3天内发育为少突胶质细胞，对这一发育期的分析可以确定化学物质对少突胶质细胞的影响。
实验结果显示，80%以上的化学物质并不影响少突胶质细胞发育或活力，292种物质被认为对发育中的少突胶质细胞有细胞毒性，47种抑制少突胶质细胞生成，22种刺激少突胶质细胞生成。
研究者分析了有细胞毒性的化学物质，发现一种有共性的化学结构特征，即以氮为中心的四烷基结构。化学物质库中共有13种具有该结构的化合物，其中9种对少突胶质细胞有毒性，其中4种毒性更是名列前茅，毒性最高可导致细胞活力降低80%以上。
这种毒性是对少突胶质细胞特异性的。研究者测试了日常生活中更常见的季铵化合物，C12-C14和ADEBC，发现相较星形胶质细胞和成纤维细胞，少突胶质细胞的毒性敏感性要高21-100倍。
季铵化合物的细胞毒性对少突胶质细胞特异
接下来，研究者分析了47种抑制少突胶质细胞发育的化学物质，发现其中最丰富的是一种磷酸盐基团（见上上张图的黄色基团）。TMPP、TBPP和TDCIPP三种常见化学物质中含有该基团，这三种物质都是有机磷酸酯，广泛应用为杀虫剂和阻燃剂。
研究者用TDCIPP培养人类皮质类器官60-70天，发现虽然整体细胞密度没有改变，但少突胶质细胞减少了超过70%。
少突胶质细胞（右）显著减少
这是否意味着生活中的相应化学物质带来了疾病呢？
研究者调取了美国疾控中心的国家健康和营养前瞻调查（NHANES）数据，通过尿液中的BDCIPP估计TDCIPP暴露量。在2013-2018年调查的3-11岁美国儿童中，1763名儿童中有1753名（99.4%）尿液样本中存在BDCIPP，且水平显著高于成人，说明儿童体内的阻燃剂含量可能更高。比较不同年代，也可以发现，儿童期接触有机磷阻燃剂的问题正在加剧。
儿童接触阻燃剂越来越多
将BDCIPP水平按四分位分组，可以发现，高水平的尿BDCIPP与不良神经发育结局显著相关。水平最高组的儿童，特殊教育风险翻倍（OR 2.0），粗大运动功能障碍风险增加500%（OR 6.0）。这为有机磷阻燃剂暴露与异常神经发育之间存在正相关提供了强有力的证据。
季铵化合物和有机磷阻燃剂这两类物质在我们的生活中实在太常见了。季铵化合物是个护产品、药品、抗静电剂、消毒剂的常客，尤其是新冠疫情以来，有研究发现人类血液中部分季铵化合物水平翻了一倍。有机磷阻燃剂也早已与人类“融为一体”，在人类血液、尿液、母乳和脑脊液中均有发现。
如何避免这些生活中的常见物品？行为干预研究指出，识别正确的清洁用品和清洁方式，定期打扫房屋、勤洗手能有效减少接触阻燃剂。剩下的，还是得等源头解决问题。
参考资料：
[1]https://www.nature.com/articles/s41593-024-01599-2
本文作者丨代丝雨