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許多出生在汽油中鉛使用的高峰時期(20世紀(jì)60~80年代)的成年人在童年時期就接觸過鉛。許多研究都表明，鉛是一種神經(jīng)毒物。鉛會干擾大腦發(fā)育。接觸鉛的兒童鉛智力、精細(xì)運動技能和情緒調(diào)節(jié)能力下降。盡管在生命的早期接觸鉛的長期后果尚不清楚，但以人口為代表的出生隊列研究達尼?。?/span>Dunedin）研究表明，兒童時期接觸鉛之前與38歲時的智商缺陷有關(guān)，這意味著兒童時期的智商下降。兒童時期的鉛暴露是否與成人的神經(jīng)退行性疾病直接相關(guān)尚不清楚。達尼丁研究被用來檢驗這樣一種假設(shè)，即兒童時期的鉛暴露與中年大腦結(jié)構(gòu)完整性的磁共振成像(MRI)測量結(jié)果的差異有關(guān)，這可能預(yù)示著成年后患神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險更大(表現(xiàn)為更低的皮質(zhì)厚度、皮質(zhì)表面積、海馬體體積和分?jǐn)?shù)各向異性；更大的白質(zhì)體積；更老的大腦年齡)。由于功能差異的證據(jù)加強了對大腦結(jié)構(gòu)的研究，因此，與鉛相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)差異伴隨著認(rèn)知能力的差異，暗示著衰退或早期功能受損的假設(shè)也得到了檢驗。正如之前報道的那樣，達尼丁研究表明，兒童血鉛水平與同期檢測的其他發(fā)達國家隊列的血鉛水平相匹配。然而，與其他隊列不同的是，達尼丁研究隊列中沒有鉛暴露的社會模式；正如之前報道的那樣，被試在社會經(jīng)濟階層中表現(xiàn)出類似的鉛含量升高，這為測試鉛暴露的后果提供了獨特的背景，而不會造成潛在的社會經(jīng)濟混亂。根據(jù)核磁共振(MRI)測量結(jié)果，假設(shè)兒童時期血鉛水平較高的成年人大腦完整性較差，鉛暴露與大腦完整性之間的關(guān)聯(lián)將伴隨著較差的認(rèn)知功能。 思影曾多次解讀此類人與環(huán)境的文獻（直接點擊即可瀏覽），可結(jié)合閱讀，提高理解： 1.移動通信設(shè)備射頻電磁場的暴露量與青春期前兒童大腦腦容量發(fā)育之間的關(guān)系 7.空氣污染和噪聲與老年人局部腦結(jié)構(gòu)的關(guān)系 8.任務(wù)態(tài)fMRI研究：城市綠化與個體情感獲益的神經(jīng)關(guān)聯(lián) 被試是達尼丁研究的成員。整個隊列包括1972年4月至1973年3月在新西蘭達尼丁出生的所有個體，他們在3歲時參加了第一次評估。該隊列代表了新西蘭南島總?cè)丝诘娜可鐣?jīng)濟地位。在成人健康方面，該隊列與新西蘭國家健康和營養(yǎng)調(diào)查的關(guān)鍵指標(biāo)(例如，體重指數(shù)、吸煙情況、就診記錄)以及新西蘭同齡公民受教育程度普查相匹配。該隊列主要是白人。評估在出生時和3、5、7、9、11、13、15、18、21、26、32和38歲進行，最近一次數(shù)據(jù)收集于2019年4月完成，當(dāng)時為45歲。存檔的兒童血鉛數(shù)據(jù)與45歲時收集的腦部結(jié)構(gòu)完整性的MRI測量和認(rèn)知能力測量相關(guān)聯(lián)。在11歲時采集了大約30毫升的靜脈血。全血樣品采用石墨爐原子吸收光譜法進行分析。血鉛的單位是微克/分升(1μg/dL=0.0483μmol/L)。研究中的信息提供者、被試、研究人員和中年隨訪的工作人員對檔案中的血鉛水平不可見。被試在他們45歲時完成了一項神經(jīng)成像采集，包括使用配備64通道頭頸部線圈的西門子Skyra 3T掃描儀，通過T1加權(quán)、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)和擴散加權(quán)序列評估大腦結(jié)構(gòu)。使用高分辨率結(jié)構(gòu)圖像對三個領(lǐng)域的初步研究結(jié)果進行了估計(表1)：(1)灰質(zhì)(平均皮質(zhì)厚度、總皮質(zhì)表面積、雙側(cè)海馬體積)；(2)白質(zhì)(白質(zhì)體積[WMH]和整體分?jǐn)?shù)各向異性[理論范圍，0{擴散是完全各向同性的}到1[{擴散是完全各向異性的}])；以及(3)大腦年齡差距估計(BrainAGE)，與年齡相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)差異的綜合指數(shù)，計算方法是每個研究成員在成像時的實際年齡與他們的MRI預(yù)測年齡之間的差距，這是使用機器學(xué)習(xí)算法估計的，最初是在大型獨立隊列中訓(xùn)練的，目的是從廣泛年齡范圍內(nèi)的MRI數(shù)據(jù)預(yù)測實際年齡(0的BrainAGE指數(shù)表示相當(dāng)于實際年齡的大腦年齡；正值和負(fù)值分別代表較大和較年輕的大腦年齡)。
表1.大腦(A組)和認(rèn)知(B組)結(jié)果測量的描述。 
后續(xù)測試評估兒童鉛暴露與中年腦結(jié)構(gòu)完整性之間的區(qū)域特異性，包括灰質(zhì)(360個皮質(zhì)區(qū)域的厚度和表面積以及12個核團的皮質(zhì)下灰質(zhì)體積)和白質(zhì)(44個腦區(qū)的各向異性分?jǐn)?shù))的二次MRI結(jié)果。認(rèn)知健康是在45歲時使用客觀的認(rèn)知表現(xiàn)測試(韋氏成人智力量表第四版；潛力范圍40-160，標(biāo)準(zhǔn)化為平均值100[SD=15])來衡量的。此外，每天認(rèn)知功能的主觀報告由被試和被試提名的知情人提供。被試和信息提供者都對被試在過去一年中是否經(jīng)歷了特定記憶和注意力問題進行了評分。被試和信息提供者提供的評分均在全隊列以標(biāo)準(zhǔn)化z分?jǐn)?shù)評估(平均值為0[SD=1])(表1)。首先，為整個隊列生成描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分別為有血鉛數(shù)據(jù)和沒有血鉛數(shù)據(jù)的被試生成描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)；使用t檢驗檢驗有無數(shù)據(jù)的被試之間的差異。其次，使用普通的最小二乘回歸檢驗兒童血鉛水平與腦成像結(jié)果之間的關(guān)系。每個結(jié)果都使用：(1)性別調(diào)整的基線模型進行檢驗，在該模型中，結(jié)果與童年血鉛水平和性別進行回歸，以說明已知的鉛代謝和腦形態(tài)上的性別差異；(2)完全調(diào)整的模型，其中結(jié)果回歸到童年血鉛水平和性別、母親智商和童年社會經(jīng)濟地位上。在這些初步測試之后，使用相同的方法建立了預(yù)先指定的探索性模型，以測試兒童血鉛水平與成人大腦結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系的區(qū)域特異性，重點關(guān)注次要大腦結(jié)果：皮質(zhì)厚度和表面積、皮質(zhì)下灰質(zhì)體積和區(qū)域特異性分?jǐn)?shù)各向異性。通過使用FDR方法對多次比較進行多重比較校正（p<0.05），并根據(jù)測試的皮質(zhì)區(qū)域(皮質(zhì)厚度和表面積分別為360)、皮質(zhì)下體積(12個)和白質(zhì)束(44個)的數(shù)量進行調(diào)整，得出了每種測量類型的測量范圍顯著性閾值。還進行了事后敏感性測試，調(diào)整了所有主要和次要測試，以確定與MRI測量大腦完整性和認(rèn)知能力測量相關(guān)的成人健康指標(biāo)：飲酒、吸煙和高血壓，這些測試是在45歲時進行的（表2）。
表2.45歲健康測量描述(飲酒、吸煙和高血壓)(A組)以及兒童血鉛水平與主要結(jié)果之間的關(guān)系，并對健康測量進行額外調(diào)整(B組)。分析僅限于有完整吸煙、高血壓和飲酒數(shù)據(jù)的被試：N甚至是跨行的。飲酒量分為三類：低=不經(jīng)常飲酒；中等=女性每周飲酒少于7杯，男性每周飲酒14杯，兩人都不超過6次狂歡活動；高飲酒=女性每周飲酒超過7次，男性每周飲酒14次，或者任何一種飲酒活動都超過6次?？駳g事件=女性一次喝4杯或更多酒，男性喝5杯或更多酒。高血壓=血壓高于140/90。第三，按照與上一步驟相同的方法，使用性別調(diào)整和完全調(diào)整的模型，使用普通最小二乘回歸估計兒童血鉛水平和認(rèn)知結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)。根據(jù)這些模型，客觀認(rèn)知測試結(jié)果接受兩次單獨的額外調(diào)整。(1)調(diào)整在步驟2中確定的45歲時與鉛相關(guān)的顯著腦結(jié)果，以確定鉛—智商相關(guān)性是否發(fā)生在與鉛—腦關(guān)聯(lián)相同的個體中，使用Clogg test (一種中介模型的計算方法)來確定統(tǒng)計上顯著的效應(yīng)大小衰減。(2)在鉛測試之前測量的兒童認(rèn)知測試表現(xiàn)(通過韋克斯勒兒童智力量表)(表1)進行了調(diào)整，以確定45歲時的鉛—智商關(guān)系是否反映了從童年到中年的縱向下降。事后敏感性分析顯示認(rèn)知衰退的測試也使用了變化分?jǐn)?shù)和混合效應(yīng)回歸。鉛水平作為一項連續(xù)指標(biāo)進行了分析。統(tǒng)計效應(yīng)大小以具有臨床意義的5-μg/dL單位表示，在隊列中約為一個標(biāo)準(zhǔn)差，是歷史“關(guān)注水平”(10μg/dL)（國際通用）和當(dāng)前參考值(5μg/dL)的倍數(shù)。高于歷史關(guān)注水平的被試的平均主要結(jié)果也與歷史關(guān)注水平或低于歷史關(guān)注水平的被試(≤10μg/dL)進行比較。每個模型中只包括那些有每個結(jié)果的所有協(xié)變量的完整數(shù)據(jù)的被試。在總體分析樣本為N=564的情況下，初步分析對低至80%統(tǒng)計power下的Cohenf2=0.02的統(tǒng)計效應(yīng)大小具有潛在的敏感性。統(tǒng)計學(xué)意義的閾值為雙尾P=0.05。認(rèn)知結(jié)果使用Stata 16.1版進行分析，腦結(jié)果使用R 3.4.4版進行分析。所有的主要和次要結(jié)果和分析都是預(yù)先指定的。由于大量的主要和次要結(jié)果的多重比較可能導(dǎo)致I型錯誤，研究結(jié)果應(yīng)該被解釋為探索性的。在1037名原始隊列成員(93%為白人)中，有997人在45歲時仍然活著，其中564人(57%)在11歲時接受過血鉛檢測(302人[54%]為男性)(表3)。94%的被試在生日后的2個月內(nèi)進行了評估，98%的被試在4個月內(nèi)進行了評估。年齡在45歲、有(n=564)和沒有(n=433)兒童血鉛數(shù)據(jù)的被試在其母親的智商或其社會階層出身方面沒有統(tǒng)計學(xué)意義上的差異(表4)。
表3.被試的人口統(tǒng)計、MRI腦結(jié)果測量和認(rèn)知測量(N=564)。b.使用Freesurfer 5.3版測量整個皮質(zhì)的平均皮質(zhì)厚度。在使用HCP-MPP1.0分割的隨訪分析中，對局部皮質(zhì)厚度的測量進行了研究(圖1)。c.使用Freesurfer 5.3版測量整個皮質(zhì)的總表面積。區(qū)域表面積的局部測量在隨訪分析中使用HCP-MPP1.0包進行了調(diào)查(圖1)。d.用Freesurfer’s自動分割(ASEG)算法測量雙側(cè)海馬區(qū)的總體積，雙側(cè)海馬區(qū)是大腦中對學(xué)習(xí)和記憶起重要作用的區(qū)域。e.使用“unidentified bright objects”算法測量腦白質(zhì)的總體積。白質(zhì)高信號是T2加權(quán)MRI掃描上的亮點，是白質(zhì)惡化的標(biāo)志。對變量進行對數(shù)變換，得到近似正態(tài)分布。f.白質(zhì)束的分?jǐn)?shù)各向異性。分?jǐn)?shù)各向異性是水分子沿區(qū)域擴散而不是隨機擴散的趨勢的無單位量度。較高的值表示擴散受限，被認(rèn)為是腦白質(zhì)完整性增強的MRI信號。分?jǐn)?shù)各向異性從0(擴散為完全各向同性)到1(擴散為完全各向異性)。使用FMRIB軟件庫擴散工具箱進行測量。在約翰霍普金斯大學(xué)白質(zhì)圖譜的后續(xù)分析中，對每一束的局部測量分?jǐn)?shù)各向異性進行了研究。g.腦年齡差距估計指數(shù)(BrainAGE Index)是年齡相關(guān)腦結(jié)構(gòu)的綜合神經(jīng)影像生物標(biāo)志物，它通過大腦橫斷面測量來估計不同大腦結(jié)構(gòu)中與衰老相關(guān)的變異。BrainAGE指數(shù)是通過訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)算法來估計的，以便根據(jù)從廣泛年齡范圍內(nèi)的大樣本個體中收集的結(jié)構(gòu)性MRI數(shù)據(jù)來預(yù)測按時間順序排列的年齡。使用一種公開可用的算法，根據(jù)表面積、皮質(zhì)厚度和皮質(zhì)下體積數(shù)據(jù)估計大腦AGE指數(shù)，從而得出大腦年齡差距估計，即一個人基于MRI數(shù)據(jù)預(yù)測的年齡與他們的實際年齡之間的差值。BrainAGE正值表明，大腦在形態(tài)上比個人實際年齡所預(yù)測的要“更老”。h.在45歲時，使用韋氏成人智力量表第四版評估客觀認(rèn)知能力，以得出總體全面智商。分?jǐn)?shù)越高，表明認(rèn)知表現(xiàn)越好。i.被試的日常認(rèn)知功能是由了解被試的個體報告的。記憶和注意力問題量表(相關(guān)的ATR=0.66；P<0.001)通過取這兩個分?jǐn)?shù)的平均值合并，產(chǎn)生一個在全隊列中標(biāo)準(zhǔn)化的綜合信息報告者報告的認(rèn)知問題量表，平均值為0(SD=1)。J.被試日常認(rèn)知功能也通過被試自我報告進行評估。研究人員對被試前一年的記憶力和注意力進行了標(biāo)準(zhǔn)化訪談。將記憶和注意力問題量表(相關(guān)ATR=0.56；P<0.001)合并，取這兩個分?jǐn)?shù)的平均值，得到全隊列標(biāo)準(zhǔn)化的綜合自我報告認(rèn)知問題量表，平均值為0(SD=1)。
圖1.兒童期血鉛水平和中年期大腦結(jié)構(gòu)灰質(zhì)測量之間的分組關(guān)聯(lián)，包括皮質(zhì)厚度(A)和表面積(B)。如果你對腦結(jié)構(gòu)，機器學(xué)習(xí)及腦功能數(shù)據(jù)處理感興趣，請瀏覽思影科技課程及服務(wù)：
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表4.11歲時有血鉛數(shù)據(jù)和無血鉛數(shù)據(jù)的被試在45歲時的初步研究結(jié)果比較。兒童血鉛水平范圍為4~31μg/ dL（10.99 [4.63]μg/ dL）； 258名被試（46％； 156 [60％]名男性）的血鉛水平高于國際關(guān)注的歷史水平10μg/ dL，530名被試（94％； 287 [54％]名男性）的血鉛水平高于當(dāng)前參考水平5μg/ dL。24名女孩的血鉛水平低于男孩（女孩平均為10.42μg/ dL [n = 262]，男孩為11.48μg/ dL [n = 302]；差值為1.06；95%置信區(qū)間，1.82~0.30；P = .007）。鉛暴露沒有顯著的社會經(jīng)濟梯度（血鉛水平與家庭社會經(jīng)濟地位之間的Pearson r = -0.01； P = .86）；血鉛水平高的兒童屬于所有社會經(jīng)濟群體。508名被試(分析樣本的90%)有所有協(xié)變量和灰質(zhì)測量的數(shù)據(jù)。平均皮質(zhì)厚度為2.6(SD=0.1)mm，平均總皮質(zhì)表面積為186.5(SD=16.4)cm2，平均雙側(cè)海馬體積為8.7cm3(SD=0.8)cm3。共有502或503名被試(89%)有腦白質(zhì)測量數(shù)據(jù)。平均白質(zhì)體積為6.5(SD，0.8)log mm3，平均整體分?jǐn)?shù)各向異性(0~100)為42.6(SD=1.2)。512名被試(91%)有腦年齡指數(shù)數(shù)據(jù)，平均指數(shù)為?0.2年(SD=7.9)。在多項測量中，兒童時期血鉛水平較高與中年大腦結(jié)構(gòu)完整性的MRI測量結(jié)果不同有關(guān)(圖2)(表5)。校正協(xié)變量后，兒童血鉛水平每升高5-μg/ dL與總皮質(zhì)表面積減少1.19cm2相關(guān)(95% CI, ?2.35 ~ ?0.02 cm2;P =.05 ; β =?0.07 )，平均海馬灰質(zhì)體積縮小0.10cm3(95%CI，? 0.17~? 0.03cm3；P=0.006；β=? 0.11)。血鉛水平與平均皮質(zhì)厚度之間沒有統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)性(b=?0.004 mm；95%CI，?0.012~0.004 mm；P=0.39；β=?0.04)。兒童血鉛水平每高5-μg/dL，整體分?jǐn)?shù)各向異性降低0.12(95%CI，?0.24至?0.01；P=0.04；β=?0.10)。血鉛水平與經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后的體重?zé)o顯著相關(guān)性(b=0.05log mm3；95%CI，?0.02~0.13log mm3；P=0.05，β=0.07)。此外，兒童血鉛水平每高5-μg/dL與0.77歲的老年腦平均年齡指數(shù)相關(guān)(95%CI，0.02~1.51；P=0.05；β=0.09)；盡管在中年評估時年齡相同，兒童時期血鉛水平高于歷史國際關(guān)注水平(>10μg/dL)的被試，在調(diào)整協(xié)變量后，其平均腦平均年齡指數(shù)比兒童時期血鉛水平或以下的被試高1.52歲(95%CI, 0.14~2.9；P=0.03)。對45歲飲酒、吸煙和高血壓的測量進行額外調(diào)整并沒有改變結(jié)果。
圖2.兒童血鉛水平與中年腦結(jié)構(gòu)完整性MRI測量的關(guān)系。BrainAGE表示大腦年齡差距估計；WMH表示腦白質(zhì)體積。每個小組提供了兒童血鉛水平和45歲時磁共振成像(MRI)腦結(jié)果測量之間的關(guān)系的散點圖，帶有回歸線及其95%的可信區(qū)間(陰影區(qū)域)。方框圖顯示了血鉛水平和大腦結(jié)果的分布。統(tǒng)計效應(yīng)估計描述了兒童時期血鉛水平每升高5-μg/dL，結(jié)果的單位變化。
表5.45歲兒童血鉛水平與腦、認(rèn)知結(jié)果的關(guān)系。對兒童血鉛水平與灰質(zhì)和白質(zhì)完整性的區(qū)域MRI測量之間的關(guān)聯(lián)進行的預(yù)先指定的二級分析表明，這種關(guān)聯(lián)沒有區(qū)域特異性(圖1)。分析顯示，血鉛水平與皮質(zhì)層厚度有混合相關(guān)(360個分區(qū)中有246個呈負(fù)相關(guān))，而與較小的表面積(360個分區(qū)中有339個呈負(fù)相關(guān))和較低的各向異性分?jǐn)?shù)(44個分區(qū)中有38個呈負(fù)相關(guān))有更一致的關(guān)聯(lián)。同樣，在其他皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)中也觀察到與較小的海馬體積相關(guān)(12個核團中有12個呈負(fù)相關(guān))。盡管考慮到多重比較后分區(qū)相關(guān)在α水平上并不顯著，但相關(guān)大小與主要整體結(jié)果中報告的相關(guān)大小是一致的。 認(rèn)知測量結(jié)果 528名被試(94%)有所有協(xié)變量和韋氏第四版智商認(rèn)知表現(xiàn)測量的數(shù)據(jù)(101[14.9])，511名被試(91%)有信息提供者報告的被試認(rèn)知功能數(shù)據(jù)(0.0[1.0])，524名被試(93%)有自我報告的被試認(rèn)知功能數(shù)據(jù)(?0.1[0.9%])。 11歲時血鉛水平較高的被試在45歲時的智商測試得分低于同齡人(表5)。調(diào)整協(xié)變量后，兒童血鉛水平每高5-μg/dL，智商量表得分降低2.07分(95%CI，? 3.39~? 0.74；P=0.002，β=? 0.14)。與鉛相關(guān)的認(rèn)知缺陷往往發(fā)生在表現(xiàn)出與鉛相關(guān)的大腦差異的同一個體上。使用與鉛相關(guān)的大腦測量(皮質(zhì)表面積、海馬體體積、各向異性分?jǐn)?shù)和腦年齡指數(shù))對鉛與智商的相關(guān)性進行統(tǒng)計調(diào)整，導(dǎo)致適度的、統(tǒng)計上顯著的相關(guān)性性衰減(27.3%衰減；調(diào)整后的b=?1.48點；95%CI，?2.89~?0.07；衰減的Clogg檢驗t=?9.88；P<0.001)。在智力下降的殘差變化模型中，45歲時與鉛有關(guān)的智力缺陷表明從童年起表現(xiàn)的下降。(經(jīng)協(xié)變量和兒童智商調(diào)整后的b=?1.97；95%CI，?2.92~?1.0 3；P<0.001；β=?0.12)(圖3)。通過改變分?jǐn)?shù)或混合效應(yīng)對縱向認(rèn)知變化進行建模，考慮到評估時的損耗和年齡，回歸并沒有改變結(jié)果。兒童時期血鉛水平高于歷史國際關(guān)注水平(>10μg/dL)的被試從童年到45歲的智商平均下降了2.62分。相反，從兒童到成年，處于或低于關(guān)注水平的兒童智商平均提高1.05分，差異有顯著性意義(95%CI; 2.03~5.31；P<0.001)。 
圖3.兒童血鉛水平與兒童至45歲認(rèn)知功能下降的關(guān)系。達尼丁研究被試根據(jù)童年鉛暴露情況測試的從童年到成年的認(rèn)知表現(xiàn)的變化。研究被試根據(jù)鉛暴露的嚴(yán)重程度被分成4組(兒童時期每增加5-μg/dL血鉛水平1組)。在A-D組中，方框圖代表了兒童評估和成人評估的智商得分分布。在A-D的右側(cè)，每個被試的完整智商變化以單獨的線條表示。這些線條固定在兒童智商評估的平均分?jǐn)?shù)上；向上的線條代表45歲時的智商分?jǐn)?shù)高于童年時期，而向下的線條代表的是45歲時的智商分?jǐn)?shù)低于童年時期的智商分?jǐn)?shù)。E組中的方框圖代表了每個鉛暴露組兒童和成年之間認(rèn)知變化的分布。11歲時血鉛水平較高的成年人在信息提供者認(rèn)知問題評估量表上的得分比同齡人差(表5)。調(diào)整協(xié)變量后，兒童時期血鉛水平每升高5-μg/dL，信息提供者報告的認(rèn)知問題的得分增加0.12分(95%CI，0.01~0.23；P=0.03；β=0.11)。然而，兒童血鉛水平與被試認(rèn)知問題的自我報告之間沒有統(tǒng)計學(xué)意義的相關(guān)性(b=?0.02；95%CI，?0.10~0.07；P=.6 8；β=?0.0 2)。在這項縱向隊列研究中，童年時期較高的血鉛水平與較小的皮質(zhì)表面積、較小的海馬灰質(zhì)體積、較低的整體分?jǐn)?shù)各向異性以及中年時在大腦MRI上測量到的較老的BrainAGE指數(shù)相關(guān)。兒童時期血鉛水平較高與中年時大腦皮質(zhì)變薄或白質(zhì)體積負(fù)荷增加無關(guān)。這些結(jié)果與現(xiàn)有的關(guān)于早期鉛暴露與大腦形態(tài)和功能相關(guān)的有限證據(jù)是一致的。在評估鉛水平的兒童中尚未進行大規(guī)模成像；然而，一項包括大約10000名兒童(平均年齡為10歲)的MRI研究發(fā)現(xiàn)，鉛暴露風(fēng)險最高的兒童(基于社區(qū)貧困率和住房年齡)往往皮質(zhì)灰質(zhì)體積較小，皮質(zhì)表面積較小，認(rèn)知測試表現(xiàn)較差。Cincinnati鉛研究成員的青年成人隨訪，在產(chǎn)前和學(xué)齡前幾年進行鉛暴露測試，同樣發(fā)現(xiàn)了多個區(qū)域皮層灰質(zhì)體積（n = 157；平均年齡20.8歲）、整體分?jǐn)?shù)各向異性（n = 91;平均年齡22.9歲）以及多個區(qū)域白質(zhì)體積(n=144；平均年齡26.8歲)有與鉛相關(guān)的差異。皮質(zhì)表面積與皮質(zhì)體積高度相關(guān)(r≈0.90)，在45歲時的研究結(jié)果與之前的研究結(jié)果一致，并擴展了以前的研究結(jié)果。這項研究是基于MRI測量，并沒有直接研究腦組織。然而，在細(xì)胞水平上，這些核磁共振測量的鉛相關(guān)腦形態(tài)差異可能表明神經(jīng)元變小，神經(jīng)發(fā)生減少，樹突分枝減少，或神經(jīng)纖維改變(灰質(zhì)差異)；軸突剪枝（pruning）中斷，輕度膠質(zhì)增生或脫髓鞘(白質(zhì)差異)；以及提示老年大腦的整體形態(tài)特征。鉛與皮質(zhì)表面積、海馬體積、各向異性分?jǐn)?shù)和BrainAGE指數(shù)相關(guān)，但與皮質(zhì)厚度或WMH體積無關(guān)的研究結(jié)果提出了兩個互補性假設(shè)。首先，核磁共振測量表明，與鉛相關(guān)的中年大腦完整性差異可能反映了形態(tài)領(lǐng)域早期發(fā)育中斷的長期后果，其特征是達尼丁研究被試在長期慢性鉛暴露過程中(產(chǎn)前至青春期)的積極發(fā)育。皮質(zhì)表面積、海馬體體積和白質(zhì)微結(jié)構(gòu)完整性在童年期間增加，并在成年早期達到峰值。相反，皮質(zhì)厚度在2歲時達到峰值，處于平臺期，然后下降，反映了剪枝和年齡相關(guān)的變薄，而白質(zhì)體積在整個兒童時期趨于穩(wěn)定，反映出兒科腦白質(zhì)病變的罕見性。其次，這個中年群體可能還沒有足夠的年齡來檢測鉛與所有大腦指標(biāo)的關(guān)系。隨著皮質(zhì)變薄和白質(zhì)體積隨年齡增長，這些區(qū)域的差異可能會出現(xiàn)。在這項研究中，血鉛水平較高的兒童在中年時客觀評估的認(rèn)知表現(xiàn)也較低，反映了童年時期的下降和日常認(rèn)知問題的較高比率。- 這項研究僅在一個國家/地區(qū)調(diào)查了1個隊列，應(yīng)在其他地方復(fù)制。
- 這項研究沒有衡量累積鉛暴露（例如皮質(zhì)或小梁骨鉛）或內(nèi)源性鉛暴露（例如血鉛水平反映了從骨骼中遷移出來的鉛）的方法。
- 對6個主要結(jié)果指標(biāo)的假設(shè)驅(qū)動測試沒有針對多重比較進行校正，增加了I型錯誤的可能性。
總而言之，這些發(fā)現(xiàn)表明，在含鉛汽油時代，童年時期的鉛暴露可能會導(dǎo)致核磁共振(MRI)測量的大腦結(jié)構(gòu)完整性降低，幾十年后認(rèn)知功能也會變差。盡管像癡呆癥這樣的神經(jīng)退行性疾病在這個45歲的人群中出現(xiàn)還為時過早，但在這種背景下，這些發(fā)現(xiàn)提出了這樣一種可能性，即兒童時期接觸鉛可能是晚年神經(jīng)退行性疾病的一個風(fēng)險因素，原因有三。首先，雖然神經(jīng)成像測量是橫向的，但有證據(jù)表明，在這項研究中，形態(tài)與鉛暴露的成年人相似的個體(灰質(zhì)和白質(zhì)完整性的MRI測量較低，大腦年齡指數(shù)較高)可能在老年時患癡呆癥的風(fēng)險更高。第二，鉛暴露會導(dǎo)致認(rèn)知缺陷，從童年到中年，認(rèn)知能力下降，這是一個已知的癡呆風(fēng)險因素。第三，其他人（不是被試自己）可以識別出輕度功能障礙，提示認(rèn)知能力下降的臨床意義閾值可能要早于65歲出現(xiàn)，那時通常會出現(xiàn)癡呆等神經(jīng)退行性疾病。這些發(fā)現(xiàn)對公共衛(wèi)生、研究和臨床實踐具有潛在的影響。對于臨床醫(yī)生和政策制定者而言，成年人（兒童時期）中鉛水平升高的成人，包括在鉛汽油高峰時期暴露的數(shù)百萬成年人，可以被視為有潛在的神經(jīng)退行性疾病風(fēng)險。對于研究人員而言，這些結(jié)果加強了對鉛暴露評估的兒童隊列的長期隨訪的關(guān)注，其中很少有人對成年后進行評估。
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