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2019-11-01孩童牙齒裡的「重金屬歷史檔案」可望成過動與自閉的重點特徵
599 期
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隨著醫療的發展，越來越多特殊疾病能在治療黃金期前被發現，並及時處理。有別於基因檢測、行為評估等方法，近日，發表於《轉譯精神病學》（Translational Psychiatry）的研究發現，注意力不足過動症（attention deficit hyperactivity disorder, ADHD）與自閉症譜系障礙患者（autism spectrum disorder, ASD）等個案的牙齒，也留下一些利於診斷的線索。
重金屬代謝竟露出馬腳
ADHD與ASD，皆是在大腦發育時期產生異常的疾病，先前研究也表明，當人體暴露在具有毒金屬物質的環境下一段時間，大腦發育就可能發生改變。根據生活科學網（Live Science）報導，哥倫比亞大學（Columbia University）醫學中心心理學家瑪格莉絲（Amy Margolis）針對該份報告解釋，ADHD與ASD阻斷的化學物質傳導路徑有相同之處，而此類族群血液與尿液中所含的金屬種類及濃度，也不同於一般典型族群。
深入剖析牙齒裡的秘密
研究團隊以《精神疾病診斷與統計手冊第五版》（DSM-5）的標準化方法，從瑞典篩選出74位ADHD與ASD的孩童，包括一組三胞胎、30對雙胞胎及11個單胎個案，針對他們脫落的乳牙進行查驗。由於胎兒的牙齒會在母體孕期的第4~6個月累積出一層層的珐瑯質（enamel），每層之間會留下年輪般的痕跡；只要針對這些牙齒組織進行調查，便可得知孩童血液在不同時間下的元素與濃度，進而了解孩童過去的生長環境。
科學家利用電漿束，將牙齒磨至生長環（growth ring）那一層，緊接著偵測雷射在牙組織中產生的帶電粒子，找到以特定模式鑲嵌於牙齒內的金屬代謝物。
在這些微量金屬中，有如鋅（Zn）這種對生物而言不可或缺的元素，也有像是鉛（Pb）這種具有毒性的危險因子。而與未患有神經發展障礙（neurodevelopmental disorders）、大腦發展較典型的個案相比，這兩類個案的金屬代謝循環有較低的規律性與複雜性（complexity），且經演算法分析後發現，此一現象與患病之間可能存在某種的關係，可作為一種生物標記（biomarkers）用以協助作疾病的判別。
基因探尋之旅即將展開
不過，研究第一作者、美國西奈山伊坎醫學院（Icahn School of Medicine）計算生物學家柯爾汀（Paul Curtin）認為，即便有這樣的發現，人們至多可了解這些孩童過去曾暴露在含重金屬的環境；然而，團隊更想知道的是，胎兒未出世時，重金屬是如何在母體裡影響他們。另外，俄亥俄州立大學（The Ohio State University）精神病學教授亞諾德（Eugene Arnold）也提到，目前已知某些基因能造成維生素、礦物質在吸收與代謝上的差異，或許未來可針對主掌金屬代謝的基因進行調查。
雖說目前此種牙齒成分識別的方法，並無法立即用於臨床操作，但孩童在產前、產後與早期發展中特定金屬代謝循環失調的特徵，將能協助醫師更精確地診斷並對症下藥，以幫助其未來的發展。
Christine Austin et al., Dynamical properties of elemental metabolism distinguish attention deficit hyperactivity disorder from autism spectrum disorder, Translational Psychiatry, 2019.