- 大気汚染への曝露が Lewy body 認知症など特定の認知症リスクの増加と直接的に関連
- PM2.5 と呼ばれる微小粒子状物質に長期間曝露すると、遺伝的に認知症素因のある人で発症が加速
- 米国内の5,650万人のデータ分析の結果、PM2.5 曝露が3つの主要な神経変性疾患の入院リスクを著しく高める
- マウス実験で PM2.5 曝露により脳内の αSyn タンパク質蓄積と記憶障害が誘発
- 遺伝子発現解析では、PM2.5 曝露による脳の遺伝子変化が認知症患者と類似したパターンを示す
研究概要と主な結果
- 5,650万人規模の大規模な人口データを分析した結果、大気汚染（特に PM2.5）に曝露されるとLewy body 認知症など特定の形態の認知症発症リスクが増加
- この研究は9月4日付の Science 誌に掲載
- PM2.5 は直径 2.5マイクロメートル以下の空気中粒子で、自動車排ガス、山火事、工場の排煙などから発生
PM2.5 曝露と認知症の関連性
- Lewy body 認知症は Parkinson’s disease with dementia および dementia with Lewy bodies の2種類を含む用語
- どちらのタイプでも、脳の神経細胞内で α-synuclein（αSyn）タンパク質が凝集して Lewy body が形成され、これにより神経細胞が機能を失い死滅
- 既存研究では、自動車排ガス、山火事、工場の排煙など長期の大気汚染曝露がパーキンソン病認知症リスクの増加と関連することが確認されている
人口データとリスク分析
- 研究チームは2000〜2014年の米国内のLewy body 認知症およびパーキンソン病患者5,650万人の入院記録を分析し、PM2.5 曝露がリスクに与える影響を評価
- 長期的に PM2.5 に曝露された場合、3つの神経変性疾患の入院リスクが増加し、Lewy body 認知症では12%のリスク増加が確認された
- PM2.5 曝露が高い地域の居住者は、そうでない地域に比べてLewy body 認知症の発症率が高い
マウス実験の結果
- マウスに10か月間鼻から PM2.5を曝露した結果、迷路探索や新奇物体認識など記憶関連行動の困難がみられた
- 10か月後、脳内でαSyn タンパク質の異常蓄積が増加
- PM2.5 曝露はマウス脳の側頭葉の萎縮と記憶障害につながり、αSyn タンパク質が除去された遺伝子改変マウスではこれらの変化は観察されなかった
- αSyn タンパク質の凝集は曝露マウスの腸と肺でも見つかり、これは正常マウスおよび改変マウスでは見られなかった
- αSyn タンパク質は種子（Seed）のように体の一部の器官から脳へ伝播し、最終的に認知症を引き起こす可能性がある
- PM2.5 は肺に蓄積して炎症を引き起こし、血流を通じて血液脳関門を通過できる
遺伝的素因と PM2.5 の影響
- 研究チームはマウスに PM2.5 を曝露した後、遺伝子発現の変化を分析し、これを Lewy body 認知症患者と比較
- 分析の結果、脳の**前帯状皮質（anterior cingulate cortex）**における遺伝的変化が認知障害と密接に関連することを確認
- PM2.5 に曝露されたマウスと認知症患者の遺伝子発現変化は高い相関を示し、パーキンソン病（認知症なし）患者ではこのような傾向は見られなかった
1件のコメント
Hacker Newsの意見
この記事は、相関関係と因果関係を取り違えるありがちな誤りを繰り返している。主な結果は、(1) PM2.5への曝露がヒトの認知症と相関していること、そして (2) マウスを使った実験結果だ。しかし、これによってヒトにおける因果関係が証明されたわけではない。論文は慎重に「関連している(associated)」という表現を使っているが、プレスリリースはその厳密さを捨てて、すぐにヒトで因果関係があるという主張に飛躍している。たとえば、長期曝露は認知症の発症を加速させる、といった具合だ。実際そうかもしれないとは思うが、論文はそれを示してはいない
その通り、認知症になりやすい人が、あえて汚染のひどい場所へ引っ越す可能性も同じくらいあると言えてしまうね
Parkinson's Planでは、この疾患に関連する危険因子が深く扱われている。特に大気汚染との関連にも触れられていて、場合によっては引き金になる可能性があるとしている（理由はまだ分かっていない、という趣旨）。「時々原因になる」ことも因果関係と見なせるのかは疑問だ
記事に出ている地図は、よく見てもそれほどはっきりしたものではない。研究は読んでいないが、相関がそこまで強いようには見えない
関連性の記事が出るたびに、なぜいつもこの話になるのか分からない。統計学の入門を少しかじれば、相関関係と因果関係の違いは誰でも知ることになる。私たちが人口規模の相関研究を行うのは、二重盲検試験が倫理的に不可能だったり、現実的でなかったりするからだ。特定の集団にだけ意図的に悪い空気を吸わせるのは、現時点では倫理的に不可能だ。実際に議論すべきなのはデータだ。この研究では用量依存的な結果が見つかっており、これは強い関連を示唆している。作用機序も明確だ（空気→肺→血流→脳）。こうした結果は議論の余地があるというより、私たちがすでに知っていた大気汚染の有害性をさらに裏づける証拠だ
記事のタイトルとサブタイトルで因果関係を示す表現を使っているのは残念だ。幸い本文では、相関関係と因果関係の区別はきちんと維持されている
世界には、PM2.5の測定値を公開している空気質センサーがおよそ5万台ある。それでも、優れた空気質予測モデルは存在しない。私が住んでいるダブリンとストックホルムには、それぞれ30〜50台ほどのセンサーがある。私がまもなく出版するO'Reilly本の最初の演習は、シンプルな機械学習を使って空気質予測（pm25）を作ってみるというものだ（天気と過去の空気質記録を使用）。コードはこちらで確認できる
Miami Dadeの認知症発生率は全米でも最も高い水準で、Utahはかなり低い。ところが、Utahのほうが空気質は悪いのに認知症は少ない。なぜなのか気になる
年齢調整をしないといけない。たとえ大気汚染が認知症の主要因だとしても、その疾患が発症するまでには何十年もかかる。Utahは全米50州の中で出生率が最も高く、人口が最も若い（平均年齢31.5歳）。Floridaは最も高齢な州ではないが、ほぼ上位だ（平均年齢42.7歳）
転居効果も考える必要がある。多くの人は退職後にFloridaへ移住し、それ以前は別の地域で汚染に晒されていた時間のほうが長い
認知症は、分かっている限りでは単一要因で引き起こされる病気ではない。こうした研究では空気質が概ね認知症と相関していることは示されるが、空気質そのものが直接・間接の原因なのか、それとも別の要因と強く結びついているのかは、まだ分かっていない。Utahについて言えば、飲酒や薬物使用が少なく、身体活動や屋外活動が多いなど、いくつもの要因がある。またUtahの平均的な空気質は、メディアで言われるほど実際には悪くない。山岳地形のため冬には汚染が滞留するが、実際のSalt Lake CityのPM2.5平均濃度は、人口50万人以上の都市の中では11番目に低い水準だ
退職後にどこに住むかは、生涯にわたる汚染曝露の場所を反映していないかもしれないし、Floridaは退職者、特に呼吸器疾患（認知症のように空気質の影響を受けるもの）を持つ人が多く集まる場所でもある
CDCのアルツハイマー死亡率データを見ても、Floridaの認知症死亡率は高い
では、北京、ムンバイ、ウランバートルに住む人たちの将来も暗いのだろうか？ PM2.5濃度が200を超える都市も何十年も存在しているが、そうした極端な死亡率上昇の話は聞いたことがない
都市の大気汚染はある程度避けられないが、家庭内の汚染にも注意を払う必要がある。ステーキをフライパンで焼いただけで測定値が急上昇するのを見て衝撃を受けた
空気清浄機は比較的安価で、調理による室内汚染を大きく減らしてくれる。私が使っていた、やや信頼性に欠けるセンサー基準でも効果を実感できた。NYTimes Wirecutterの空気清浄機レビュー
住宅環境で、調理によって発生した室内汚染が認知症と関連するという研究があるのか気になる
こうした研究は、実際には政策決定者に向けられていることが多い。政策によって現実に変化を起こせる主体がいる
もし調理による室内汚染が問題なら、料理人に認知症がより多く見つかるはずではないか？ 実際そうなのか気になる
吸入系ドラッグや喫煙などですでに高リスク群にいる人たちに、大気汚染がどんな影響を与えるのかも気になる。結果ははるかに深刻になると予想している。参考リンクはslashdotの記事。肺の瘢痕、肺気腫、気管支疾患などがあると、長期的には肺が粉塵をより長く留めるようになり、その結果として健康リスクが高まる可能性がある
すべての吸入薬物が同じではない。喫煙やパイプ、低品質の大麻の喫煙（特にフィルターなし）は、PM2.5や燃焼ガスを発生させるため危険になりうる。一方で、ドライハーブベポライザーを使った吸入は、PM2.5や燃焼ガスをほとんど発生させないので、リスクは低い。大麻の揮発性成分には、むしろ抗炎症作用があるかもしれない
これは論理的にしっくりこない。今の話だと、薬物使用者や喫煙者が「高リスク群」だということになるが、実際の問題は薬物や煙、すす、灰を直接吸い込む行為そのものなのに、大気汚染だけを心配すべきだという議論に聞こえる。それでも、ヨーロッパ圏全体の大気汚染水準は他地域よりずっと低いという事実を知らせるのは役立つかもしれない。ビジュアル資料
山火事を消火する消防士も、認知症リスクが高いのだろうか
この分野の専門家がいたら、空気中の農薬が大気粒子研究でどう扱われているのか知りたい。個人的には、PM研究は主に燃焼由来物質に焦点を当てているという理解だ。だが、農薬もPM測定値に含まれるのか、それとも別個に研究されているのか気になる。以前、農薬が認知症やパーキンソン病と関連しているという記事を読んだ記憶がある
ロンドンのように、この80年間で空気質が大きく改善した都市では、認知症発生率も実際に下がっているのだろうか
研究でPM2.5濃度をどの水準で設定して評価したのか気になる。論文全文が見られない