「史丹佛研究:空污可改變基因」 — 長期接觸空氣污染的兒童,成年後罹患心臟病的風險會大大增加:世界衛生組織表示,空汙對發育中的兒童影響甚鉅,受到髒空氣的傷害會比成人還嚴重。「空污」是當前各國皆須面對的重要議題之一。尤其,與成人相比,孩童的健康受到更大傷害!
根據世界衛生組織(WHO)研究報告,全球有高達93%(約18億)15歲以下的兒童,每天呼吸嚴重威脅健康的髒空氣。
世衛進一步解釋:
▪第一,兒童呼吸速度比成人還快,會吸入更多污染物。
▪第二,他們個頭較小,生活空間接近地面,此處污染物濃度卻也最高。
因此,對於身體、大腦尚未發育完全的兒童來說,他們更容易受到空汙危害[1]。
史丹佛大學領導的一項新研究表示,兒童若長期暴露在空氣污染當中,成年後罹患心臟病和其他疾病的機率也會跟著上升,發表在《自然科學報告》(Nature Scientific Reports)上的這項分析,是首次在人體單細胞中調查空氣污染影響的研究,並同時關注了兒童的心血管和免疫系統,而這次的發現可能會改變醫學專家和家長對兒童呼吸空氣的看法,並為那些長期暴露在嚴重空氣污染中的人提供臨床干預措施。
研究報告的主要作者瑪麗說:「我認為這份研究是可以讓人相信的,且我們有證據表示因空氣污染原因造成的免疫和心血管系統變化,更可怕的是,那些看起來只是短暫的空氣污染暴露,實際上也會改變兒童基因的調控甚至改變血壓,這都會為日後罹患疾病的風險指數奠定基礎。」[2]
■史丹佛研究:空污可改變基因
空污已被科學家視為沉默的殺手,學術界愈來愈多研究提出空污對健康的危害證據,最新研究發現,童年階段接觸空污,就足以改變基因,影響成年後的健康,且即使低水平污染,也會增加罹患心肺疾病的風險。
史丹佛大學研究發現,童年時期暴露在骯髒的空氣下可能會改變基因,並可能改變血壓,從而增加成年時罹患心臟病與其他疾病的風險。
研究人員針對居住在加州弗雷斯諾市(Fresno)6~8 歲兒童群體為研究對象,主要是西班牙裔。選擇這個城市原因是這個地方受到工業、農業和野火等原因影響,是加州空氣污染程度最高的城市。
研究人員計算 1 天、1 週和 1、3、6 和 12 個月的平均空氣污染暴露量,結合當地健康和人口統計調查、血壓讀數和血液樣本,並首次使用質譜分析免疫系統細胞,可同時對多達 40 個細胞標記物進行更靈敏的測量,讓研究人員可更深入了解污染暴露的影響。
研究發現長時間暴露於PM2.5、一氧化碳和臭氧,與甲基化增加有關,甲基化是 DNA 分子改變,可改變 DNA 活性而不改變序列,基因表達這種改變可能會傳給後代。研究人員還發現,空氣污染與單核球[3]的增加有關,這種白血球在動脈斑塊的形成有關鍵作用,並可能使兒童成年後罹患心臟病。
這項研究發表在《自然科學報告》,是首次在單細胞層級研究空氣污染的影響,並同時關注兒童的心血管和免疫系統。
■「空氣污染被視為沉默的殺手」— 是疫情過後人類面臨最迫切的生存危機:美國心臟協會及 Lippincott Williams & Wilkins 聯合發行的醫學期刊《循環》(Circulation)一項新研究分析 2000~2016 年超過 6,300 萬美國醫療保險患者的數據,並研究三種不同類型的污染物,PM2.5、二氧化氮和臭氧對健康的影響,結果發現,即使是長期接觸低於國家標準的空污,也會增加肺炎、心臟病、中風和心律不整的風險。
2019 年 PM2.5 污染最嚴重國家排名,前十名都是中東與亞洲國家,分別是孟加拉、巴基斯坦、蒙古、阿富汗、印度、印尼、巴林、尼泊爾、烏茲別克、伊拉克,中國排第 11,台灣排名第 58。
全球 90% 人口呼吸不安全的空氣,是對人類健康的最大威脅之一,每年導致死亡人數增加近 700 萬人,其中呼吸系統疾是全球第二大最常見的死亡原因。空氣污染被視為沉默的殺手,是疫情過後人類面臨最迫切的生存危機[4]。
■兒童健康之環境威脅
依據世界衛生組織(WHO)資料,23%全球疾病負擔和 26%五歲以下兒童死亡可歸因於有調整可能的環境因素。以全球觀點來看,傳染性疾病仍是影響兒童健康極重要的環境因子。
但對已開發或工業化國家來說,導致兒童罹病或致死最主要因素已被慢性疾病取代。氣喘、神經發展性疾病、白血病與腦瘤、兒童肥胖盛行率逐年增加,且有越來越多證據顯示,環境暴露為重要致病因子。
人體可經由多種途徑接觸到環境汙染物,吃的食物、飲用的水、呼吸的空氣與家塵、個人用品如乳液的皮膚接觸等都是常見來源。兒童某些特質讓他們特別容易受到環境毒素的危害,例如喜歡把手放到嘴巴的行為,可能增加來自地毯、家塵或土壤中毒物接觸。
以每單位體重與成人相比,孩子喝較多的水、吃較多的食物、呼吸較多的空氣;大多數的汙染物可以通過胎盤或經由母乳傳給幼兒。
兒童的代謝系統發育較不成熟;兒童處於快速生長與發育階段,這些精細的發展進程容易被外來因子干擾、破壞;再者,對於生命早期的環境暴露,兒童比成人有更多時間發展成慢性疾病。
近年來的研究更支持健康與疾病發育起源(Developmental Origins of Health and Disease)的理論,即早期的生命事件,包括母體內源性因素如基因、營養,和外源性暴露如環境汙染物,都可能影響整個生命歷程的發展與健康。
2002 年世界衛生組織在曼谷舉行「第一屆兒童健康之環境威脅」國際會議,提出幾項措施,包括移除汽油中的鉛、清潔的飲用水、減少汞污染和反吸菸運動等。
而臺灣過去重大環境污染議題,從半世紀前含砷地下水導致的烏腳病流行、米糠油遭多氯聯苯汙染的油症事件、有機化學廢料或重金屬農地污染;到近期與食品安全相關的惡意添加三聚氰胺的毒奶粉事件、起雲劑遭非法添加的塑化劑事件,這些對健康面向最大的影響往往是孕產婦及幼童;同時,臺灣也面對全球氣候變遷或室外空氣污染威脅。
依據 PM2.5 的來源,東北部因地理位置,大多數汙染來自境外移入如大陸霾害,而其他地方則以本地製造為主,包括交通運輸如道路揚塵、工業汙染、燒稻草或金紙等活動。
還有各種新興關注汙染物(Contaminants of emerging concern),因為人類活動而進入環境生態圈。這些物質可能長期存在環境中,或已在人類或其他生物體被檢測到,卻未納入規律監測或管制,這都是未來訂定管制標準或策略時的挑戰,應特別考量易受傷害族群之兒童健康[5]。
■污染顆粒會入侵母體,5 歲以下兒童是最大受害者
兒童尤其是受空氣污染危害的弱勢族群,原因是兒童更接近地面,並且呼吸速度比成人更快,時常用嘴巴呼吸而不是有天然過濾系統的鼻子。兒童在戶外的時間更多,一旦孩子暴露在外,污染物會對他們的身體產生更嚴重的影響,原因是 3 歲以前,童年大腦每秒建立超過一百萬個新神經連接,身體和大腦正在快速成長。
PM 2.5 會經由鼻子和嘴進入兒童的身體,透過呼吸道進入血液,到達身體的每個器官。這些顆粒會破壞這些器官的正常功能,包括破壞腦細胞,並增加兒童在以後生活中發展心臟、大腦、呼吸、免疫和發育狀況的風險。
此外,暴露在污染物中與早產和低出生體重、子宮內認知發育受損以及自然流產有關,大約 18% 的早產可歸因於子宮內污染顆粒物的暴露。子宮內和兒童接觸空氣污染也與支氣管炎和哮喘、肺功能降低、復發或慢性呼吸系統疾病,以及生長發育受損有關。溫哥華和上海的大規模研究發現,接觸微粒物質、二氧化氮和一氧化氮與自閉症的發病率之間存在關聯。
隨著對化石燃料繼續毒害空氣、食物和水,城市變得愈來愈不適合居住,且只有少數人能夠逃脫,扭轉空污問題需要政府和企業採取勇敢和激進的行動,如果這些努力沒有實現,兒童將成為最大的受害者[6]。
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
[1] 商業周刊「小孩玩得越開心,空氣就越乾淨!這座遊樂場如何在空汙城市辦到」:https://www.businessweekly.com.tw/international/blog/3007345
[2](明日科學)「長期接觸空氣污染的兒童,成年後罹患心臟病的風險會大大增加」:https://tomorrowsci.com/healthy/%E9%95%B7%E6%9C%9F%E6%8E%A5%E8%A7%B8%E7%A9%BA%E6%B0%A3%E6%B1%A1%E6%9F%93%E7%9A%84%E5%85%92%E7%AB%A5%EF%BC%8C%E6%88%90%E5%B9%B4%E5%BE%8C%E7%BD%B9%E6%82%A3%E5%BF%83%E8%87%9F%E7%97%85%E7%9A%84%E9%A2%A8/
[3](維基百科)「單核球」:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%95%E6%A0%B8%E7%BB%86%E8%83%9E
單核球是人體免疫系統中的一種白血球,單核球產生於骨髓,在血管內為單核球,血管外就變成巨噬細胞。其在人體免疫系統內有兩種作用:一,補充正常狀態下的巨噬細胞和樹狀細胞;二,在有炎症信號下,單核球會在8到12小時快速聚集到感染組織,並分化出巨噬細胞和樹狀細胞產生免疫反應。在白血球中的數量約佔2%~10%。
[4](Technews 科技新報)「沉默的殺手,史丹佛研究:空污可改變基因」:https://technews.tw/2021/02/26/air-pollution-can-change-dna/
[5](國家衛生研究院兒童醫學及健康研究中心)「環境健康」:https://chrc.nhri.org.tw/professionals/files/chapters/11_5_%E7%92%B0%E5%A2%83%E5%81%A5%E5%BA%B7.pdf
[6](Technews 科技新報)「污染顆粒會入侵母體,5 歲以下兒童是最大受害者」:https://technews.tw/2019/03/11/child-is-the-biggest-suffer-from-air-pollution/
➤➤照片
(天下雜誌)「全球3億兒童吸有毒空氣 傷身又傷腦」:https://www.cw.com.tw/article/5079099
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單細胞測序 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最佳解答
《MIT Tech 麻省理工科技評論》
* 【科學家利用甲烷菌生產合成橡膠原料異戊二烯,產量比同類細菌高出 179 倍】異戊二烯是一種非常有價值的石化產品,是生產粘合劑、合成橡膠等各種消費品的主要原料之一。
每年大約有 80 萬噸異戊二烯是從石油中提煉出來的。為了減緩氣候變化,盡量減少對化石燃料的依賴,相關學者一直致力於尋找替代的、可再生化學物質來源來生產異戊二烯,這些替代品包括酵母、大腸桿菌和藍藻等。
近日,內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家尼科爾・布安(Nicole Buan)及其同事對一種甲烷菌進行基因工程改造後,能夠產生大量的異戊二烯,且產量遠遠超過了其他微生物。
產甲烷菌以釋放甲烷而聞名,這種單細胞微生物廣泛存在於人類和其他動物的內臟,以及海洋底部的深海熱泉等沒有氧氣的地方。
* 【閃電是如何給地球和其它地方帶來生命的?】在其它星球上搜尋生命的過程就如同烹飪,所有的素材都具備了 —— 水、溫暖的氣候、濃厚的大氣層、適當的養分、有機物以及能量源。然而,如果沒有一個可以促進這些素材相互反應的過程或環境,那麼你只能得到一些毫無用處的原材料。
所以說,有時候生命需要靈感的火花 —— 也許需要幾萬億個。一項發表於《自然・通訊》雜誌的新研究表明,在地球上生命首次出現的大約 35 億年前,閃電作為關鍵媒介合成了構成有機物的磷。磷是構成 DNA、RNA、ATP(所有已知生命體的能量來源),以及像細胞膜這樣的生物結構的重要物質。
* 【又一黑洞照片問世!偏振光下M87超大質量黑洞圖像公開】天文學家近日發佈了一張 M87 星系中心超大質量黑洞的新圖像,這張圖像是 2019 年第一張黑體照片的後續,但它更清晰,圖片中的偏振光描摹了這個超大質量黑洞的磁場線。
2019 年 4 月 10 日,事件地平線望遠鏡創造了歷史的新壯舉——發佈了有史以來黑洞的第一張圖像,黑洞看起來就像一個亮橙色圓圈,位於 5300 萬光年之外,由分布在四大洲的八個射電天文台拍攝到的。
* 【鋸末製成的生物塑料可在三個月內完全降解】
近日,耶魯大學研究人員將鋸末通過生物降解等方法打造成為了一種具有諸多優點的新型生物塑料,在保有高強度的同時,還能夠在三個月的時間內完全降解。該團隊已將有關這項研究的詳情發表在近日出版的《自然可持續》(Nature Sustainability)期刊上。
* 【一個月內240顆衛星上天!SpaceX成功發射第23批Starlink衛星】美東時間 3 月 24 日凌晨 4 時 28 分,SpaceX 的「獵鷹」9-1.2 型火箭從佛羅里達州的卡納維拉爾角太空軍基地第 40 號發射台發射升空,將 60 顆衛星送入軌道。火箭發射大約 9 分鐘以後,將近 230 英尺高的一級助推器在位於大西洋的「我依然愛你」(Of Course I Still Love You)號回收船上著陸,返回地球。
火箭發射大約 1 小時後,二級助推器將繼續推進 60 顆星鏈衛星。所有的衛星都在近地軌道上運行。
* 【麻省理工學院通過觀察天體確定複雜碳環分子多環芳烴】
麻省理工學院天體化學家布瑞特·麥奎爾領導的團隊借助綠岸望遠鏡,在距離地球 430 光年的金牛座分子雲(TMC-1)中,確定了兩種獨特的多環芳烴(PAHs),其由幾個相連的六邊形碳環和氫原子組成。他們首次在星際雲中發現了能夠解釋生命起源的複雜含碳分子多環芳烴(PAHs),且濃度遠超此前預期,研究這些分子和其他類似分子可以幫助他們更好地瞭解生命在太空中是如何開始的。
* 【杜克大學開發出用於異常環境檢測的「蜻蜓」機器人】
杜克大學基於仿生學開發出一款名叫 DraBot 軟體機器人,長度僅為 2.25 英吋(5.7 釐米),可效仿蜻蜓在水面上滑行,在檢查是否有漏油、高酸度和其他異常情況有獨特優勢。該研究已發表在《先進智能系統》雜誌上。
* 【iPhone 與 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度】
最新研究表明,蘋果的 iPhone和 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度。這項研究由斯坦福大學進行,並由蘋果公司資助。該研究將傳統的步行測試、使用 iPhone 和 Apple Watch 傳感器在門診測量以及通過應用程序遠程進行的步行測試進行比較。它還納入了被動收集的活動數據。
* 【美國科學家利用X射線對神經元進行無線調制,幫助治療和改善腦部疾病】
美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員與四所大學的研究人員合作發明利用X射線對神經元進行無線調制的方法。該療法依靠光學和遺傳學的突破,通過注射納米顆粒來刺激大腦深處的神經元,有可能幫助治療慢性抑鬱症和疼痛。
* 【新型高精度溫度計可為量子計算機快速測溫】
瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新型溫度計,借助其可以實現在量子計算過程中,直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度。相關研究成果發表在《物理評論X》期刊上。
* 【吃辣還有這好處?辣椒素能增加造血乾細胞動員能力!】血液癌亦稱血癌,就是我們平常說的白血病。白血病佔惡性腫瘤總發病數的 5% 左右,患有這類惡性腫瘤的人,需要先進行連續化療再進行骨髓移植,以用健康造血乾細胞代替受損乾細胞。我們都知道,交感神經可以調節造血乾細胞生態位,但骨髓中傷害性神經元的貢獻尚不清楚。
近日,阿爾伯特·愛因斯坦醫學院和北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員在小鼠身上做了實驗,併發現兩個結果:1.傷害性感受神經元通過降鈣素基因相關肽(CGRP,Calcitonin gene related peptide,人類用分子生物學方法發現的首個活性多肽)的分泌可以誘導造血乾細胞動員;2.辣椒素觸發傷害性神經元的激活,從而顯著增強了小鼠造血乾細胞動員能力。
* 【歐洲核子研究中心 LHCb 實驗結果正挑戰物理學的領先理論】
歐洲核子研究中心 LHCb(大型強子對撞機)實驗的英國物理學家今天公佈了新的結果,測量出現了兩種不同類型的美誇克(又名底誇克)衰變,這些結果可能暗示了違反粒子物理學現有標準模型。美誇克通過弱相對作用,可以衰變為上誇克或粲誇克,但新的結果表明,這可能不會發生。
* 【特斯拉聯合創始人與Specialized合力,共同解決電動自行車電池問題】電動自行車既有摩托車的功能,又可以使用自行車的腳踏騎行。它以輕便、易操控、節能環保等優勢,成為越來越多人出行選擇。通常,當騎車人踩踏板或使用油門時,那些安裝在自行車下管或集成在自行車下管內的電池會啓動電動機。
但是,電動自行車的問題也日益突出。比如,當電池用盡時該怎麼處理,是直接將這些電子垃圾送入垃圾站,還是有其他更好的解決方案?
最近,美國第三大自行車製造商 Specialized(按市場份額標準)給出了不一樣的答案。它選擇與特斯拉的聯合創始人兼前首席技術官 Jeffrey Straubel 合作,目的是讓電動自行車的蓄電池通過回收擁有第二次生命。
* 【火星上消失的水源可能隱藏在地殼之下】數十億年之前,溫暖的火星上分布著湖泊和海洋。而在大約 30 億年以前,這些巨大的水體在火星表面消失得無影無蹤。多年來,科學家們一直認為,隨著火星大氣層的削弱,其表面的水分逃逸到了太空之中。
然而,這些水源或許並沒有一直向上逃逸,而是朝著反方向進入了地下。加州理工學院研究人員開發的新模型顯示,我們仍然有可能在火星的地殼下發現 30% 到 99% 的古老水源,相關論文被發表在《科學》雜誌上。
單細胞測序 在 國家衛生研究院-論壇 Facebook 的最讚貼文
➥【高血壓會延遲病毒清除並加劇COVID-19患者的呼吸道過度發炎反應】:COVID-19患者中,高血壓(HT)和心血管疾病(CVD)是進展成重症的主要危險因素。
但是,主要的抗高血壓療法—血管緊張素轉換酶抑製劑(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEIs)和血管緊張素受體阻滯劑(angiotensin receptor blockers,ARBs)對於致病或是治療的效果目前仍不清楚。
本研究是由德國柏林研究機構的心臟科臨床醫師、分子流病學家、病毒學及感染症等專家學者共同發表,將臨床數據(n = 144)和呼吸道樣本的單一細胞定序資料(n = 48)結合細胞實驗,觀察到高血壓患者免疫細胞具有明顯的發炎反應傾向,並且與COVID-19的疾病進展有關。
■ 其重要發現包括:
1.在高血壓及其他心血管疾病患者中,未經ACEI或ARB治療的高血壓患者進展成COVID-19重症的比例最高;ACEI及ARB治療與降低高血壓相關的COVID-19重症風險有關;與ARB治療相比,ACEI治療對降低重症病例的幅度更大;接受ACEI治療的高血壓及心血管疾病患者進展成COVID-19重症的比例與無高血壓/心血管患者幾乎相同。
2.接受ACEI治療的高血壓及其他心血管疾病患者中的病毒清除率與沒有心血管疾病的COVID-19患者的清除率相似,而接受ARB治療的患者的病毒清除率可能會延遲。在患者住院期間持續監測病毒量(qPCR)隨時間的變化發現:
(1)HT患者的病毒清除率比無HT或CVD患者低
(2)與無HT / CVD的患者相比,ACEI治療的患者在第一次病毒呈陽性後長達16天病毒清除率無明顯差異
(3)與無HT / CVD的患者相比,ARB治療與病毒清除率隨時間的推移明顯降低,也比接受ACEI患者的病毒清除率低
3.ARB治療的COVID-19患者的細胞內抗病毒反應(cell-intrinsic antiviral response)降低,可能會造成前述觀察到的病患清除病毒能力延遲
4.抗高血壓治療不會改變SARS-CoV-2病毒進入細胞的受體ACE2的表現量,因此,接受ACEI或ARB治療的患者不會更容易感染SARS-CoV-2
5.高血壓患者的巨噬細胞(non-resident macrophages,nrMa)和嗜中性白血球,特別是在ARB治療下,表現更高的促發炎細胞素CCL3和CCL4以及趨化因子受體CCR1。因此,與ACEI治療相比,ARB治療在緩解高血壓相關的過度炎症方面沒有那麼有效
這項研究指出,高血壓患者的免疫活化在COVID-19疾病中大大增強,並且為這些患者與炎症相關的疾病不良反應提供解釋。作者們的發現符合一般臨床指引的建議,不建議終止ACEI或ARB治療,而且顯示ACEI可能是COVID-19流行期間更有益的抗高血壓治療。
儘管這項研究是對COVID-19患者的呼吸系統進行的最大的單細胞研究之一,但作者也指出,單細胞RNA定序(scRNA-seq)研究結論通常僅限於部份的患者。
因此,在目前有限的規模下還無法確定臨床療效。未來仍需要...完整轉譯文章,詳連結:http://forum.nhri.org.tw/covid19/virus/j_translate/j2506/ ( 財團法人國家衛生研究院 齊嘉鈺醫師摘要整理)
📋 Nature Biotechnology - 2020-12-24
Hypertension delays viral clearance and exacerbates airway hyperinflammation in patients with COVID-19
■ Author:Saskia Trump, Soeren Lukassen, Markus S. Anker, et al.
■ Link:https://www.nature.com/articles/s41587-020-00796-1
〈 國家衛生研究院-論壇 〉
➥ COVID-19學術資源-轉譯文章 - 2021/02/08
衛生福利部
疾病管制署 - 1922防疫達人
疾病管制署
單細胞測序 在 【陈巍学基因】单细胞RNA测序分析图解读 - YouTube 的推薦與評價
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