ハイライト
- 中年期に二酸化窒素（NO2）と粒子状物質（PM10）への曝露が高いほど、中年から高齢期にかけて情報処理速度が遅くなり、言語記憶が低下する可能性があります。
- さまざまな大気汚染物質への曝露は、69歳時の全般的な認知状態スコア（Addenbrooke’s Cognitive Examination III (ACE-III)で測定）が低いことに関連しています。
- 亜硝酸ガスへの曝露が増えると、海馬体積が小さくなる傾向があり、NO2とPM10への曝露が高齢者の脳室体積の増大と関連しています。
- これらの知見は、生涯にわたる大気汚染への曝露が認知老化と脳構造の健全性に悪影響を与えるという証拠を強化しています。
背景
世界の高齢化とともに、認知機能の低下と認知症は重要な公衆衛生の課題であり、社会経済的な影響も大きいです。予防のために、変更可能な環境要因を特定することは重要です。特に交通源からの大気汚染は、神経変性疾患や認知機能障害の原因となる可能性があります。これまでの研究では、大気汚染への曝露と認知症のリスクとの関連が示されていますが、大部分は晩年の曝露または横断的な認知結果のみを検討しています。生涯を通じて複数の時間点で包括的に評価し、客観的な脳画像を用いた研究は限られています。本研究では、英国医療研究評議会（MRC）の国民健康開発調査（NSHD）1946年出生コホートを活用し、成人期における大気汚染への曝露と晩年の認知機能および脳構造の結果との長期的な関連を調査しました。
研究デザイン
この人口ベースのコホート研究では、1946年3月の1週間に生まれたNSHD参加者を対象とした縦断データを利用しました。認知評価には43歳から69歳までの最大2,148人の参加者が含まれ、Insight 46神経画像サブスタディには69〜71歳の502人が含まれました。大気汚染への曝露指標（NO2、NOx、PM10、PM2.5、粗粒子状物質（PMcoarse）、PM2.5吸収度）は、中年期（45〜64歳）の間隔で割り当てられ、早期の汚染物質（黒煙、二酸化硫黄）を調整しました。認知アウトカムには、言語記憶（15項目リコール）、情報処理速度（視覚探索タスク）、全体的な認知状態（Addenbrooke’s Cognitive Examination III）が含まれました。脳MRIでは、総脳容積、脳室容積、海馬容積、白質高信号容積を測定しました。社会人口統計学的な混在因子（喫煙、地域の困窮度）は、一般化線形混合モデルを使用して制御されました。
主要な知見
43歳から69歳まで言語記憶と情報処理速度を評価した1,534人の参加者の中で、NO2とPM10への曝露が増えると、情報処理速度が遅くなることが有意に関連していました（NO2 β -8.121 per 四分位範囲 [IQR] 増加、95% CI -10.338 to -5.905；PM10 β -4.518、95% CI -6.680 to -2.357）。これは、中年にわたる認知機能の低下を示しています。言語記憶は弱いが一貫した負の関連がありました。
69歳では、すべての大気汚染物質への曝露が高まるにつれて、ACE-III認知状態スコアが低下することが示されました（NO2の場合、β -0.589、95% CI -0.921 to -0.257）。これは、汚染負荷による全体的な認知機能の劣位性を裏付けています。
神経画像サブスタディでは、453人の参加者が分析され、NOxへの曝露が高まると、海馬体積が小さくなることが示されました（β -0.088、95% CI -0.172 to -0.004）。これは、記憶とアルツハイマー病に関連する重要な領域です。さらに、NO2とPM10への曝露は、脳室体積の増大（NO2 β 2.259、95% CI 0.457 to 4.061；PM10 β 1.841、95% CI 0.013 to 3.669）に関連していました。これは、脳萎縮のマーカーです。白質高信号体積には一貫した関連はありませんでした。
専門家のコメント
この研究は、詳細な生涯経過データセットと堅牢な大気汚染モデリング、反復的な認知評価、脳画像を活用して、環境曝露が何十年も後に脳の健康にどのように影響するかを明らかにしています。特に、脳老化が加速する中年期の曝露窓を組み込むことで、曝露タイミングに関する重要なギャップを解決しています。認知ドメインと脳構造の変化との両方の関連性は、大気汚染が神経変性プロセスに寄与する生物学的な根拠を提供します。混在因子は考慮されましたが、残存混在は排除できません。さらに、コホートは民族的に均質で、歴史的な出生コホートであるため、現代の多様な人口への一般化には制限があります。それでも、これらの知見は、汚染物質が神経炎症と酸化ストレスを誘導することで海馬の健全性に影響を与えるというメカニズムデータと一致しています。したがって、空気質の改善は、高齢者の認知機能低下を軽減する変更可能な戦略となり得ます。
結論
1946年英国出生コホート研究は、中年期に二酸化窒素、亜硝酸ガス、粒子状物質への曝露が高まると、後の生活での認知機能の低下、全体的な認知機能障害、海馬萎縮、脳室拡大などの脳構造の悪化との関連があることを示しています。これらの知見は、大気汚染の神経毒性効果の増大する証拠を強化し、認知症予防戦略における環境介入の重要性を強調しています。今後の研究では、民族的に多様な人口でのメカニズムを探索し、曝露を減らすことで認知経過に与える影響を評価する必要があります。
資金
この研究は、国立保健研究所（NIHR）、医療研究評議会（MRC）、アルツハイマー・リサーチUK、アルツハイマー協会、MRC認知症プラットフォームUK、脳研究UKの支援を受けました。
参考文献
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