根據週三發表的一項研究，暴露於工業汙染物的懷孕大鼠將其多種疾病遺傳給了未暴露的曾孫。
華盛頓州立大學的科學家發現，暴露於二惡英的懷孕大鼠的第三代後代患有高發病率的腎臟和卵巢疾病，以及青春期提前。他們還在曾孫的精子中發現了變化。
研究人員報告說，曾孫（第一代未直接暴露於二惡英）透過控制基因如何開啟和關閉的細胞變化繼承了他們的健康狀況。
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這些發現增加了一系列研究，表明暴露於環境化學物質的健康後果可能會傳遞給後代。
華盛頓州立大學的邁克爾·斯金納 (Michael Skinner) 說：“不僅暴露的個體患病，而且它還會傳遞給沒有暴露的曾孫。”斯金納是該研究的資深作者，該研究發表在 PLoS One 雜誌上。斯金納是表觀遺傳學的先驅——研究基因表達中遺傳的變化。
二噁英與癌症、生殖障礙和其他健康問題有關，是廢物焚燒爐和其他過程產生的工業副產品。
研究中使用的二噁英劑量對於實驗大鼠來說是低的，但高於大多數人從環境中暴露的劑量。這項研究提出了關於人們從食物和工業來源暴露於二惡英的問題，這些問題不容易回答。
弗吉尼亞大學專門研究表觀遺傳學的生物化學家詹妮弗·沃爾斯滕霍爾姆 (Jennifer Wolstenholme) 說：“這項研究很好地展示了低劑量二噁英造成的廣泛損害。”她沒有參與這項研究。
她說，最有趣的發現之一是，大鼠的多個器官系統都受到了影響。
在過去的幾十年裡，食物和環境中的二噁英有所減少，因為包括紙漿和造紙廠、冶煉廠和垃圾焚燒爐在內的許多行業的排放受到了監管。
這項新研究的重點是一種特定的二噁英，稱為 TCDD，它是越南戰爭期間使用的除草劑橙劑的成分。
在接觸過橙劑的越南人中，癌症發病率很高，他們的孩子也有許多出生缺陷和其他健康問題。來自美國的越南退伍軍人也高度暴露，美國政府已確定某些癌症和其他疾病是處理過橙劑的退伍軍人的“推定疾病”。
這項新研究檢查了二噁英暴露如何影響一個人的表觀基因組——DNA 和相關蛋白質化學變化的路線圖。隨著胎兒的發育，其表觀基因組會被重新程式設計，並且會因暴露而永久改變。然後，表觀基因組會代代相傳——以及對成年期疾病的易感性。
猶他州立大學專門研究表觀遺傳學的艾比·本寧霍夫 (Abby Benninghoff) 說：“這些 [第三代] 動物中疾病發病率較高的原因不是由於直接暴露，而是透過傳遞調節基因表達的密碼的變化。”她沒有參與這項研究。
科學家們早就知道環境暴露會導致基因突變。但是現在，表觀遺傳學專家發現，一些暴露似乎能夠改變基因的表達方式或開啟和關閉方式，而不會實際損害基因。然後，這些變化可以被後代繼承。
研究人員表示，這些發現並不直接適用於人類。給動物服用劑量的方式與人們接觸二噁英的方式不同，而且媽媽們在幾天內（大致相當於妊娠早期）服用劑量，這不像人類典型的低劑量和逐漸積累的暴露，沃爾斯滕霍爾姆說。她說，人類和大鼠清除體內二噁英的方式也不同。
沃爾斯滕霍爾姆說：“我們無法從這些研究中得知人們是否也同樣面臨這些相同疾病的風險。”
儘管如此，研究人員寫道，他們的發現“對接觸二噁英並正在經歷生育能力下降和成年期疾病增加的人群具有影響，並有可能將這些影響傳遞給後代。”
二噁英會在體內積累，在人體內的半衰期長達十年，因此科學家們表示，即使在暴露 20 年後懷孕的女性也有可能將暴露的後果傳遞給後代。
大多數關於二噁英的人體研究都集中在成人和胎兒的直接暴露上。一項對 1976 年義大利安舒塞韋索的工業事故的研究記錄了在暴露於二惡英後長達 25 年懷孕的女性的孫輩的健康缺陷。沒有人體研究調查過一個人的二噁英暴露將如何影響他們的曾孫。
南加州大學的環境流行病學家凱莉·布雷頓 (Carrie Breton) 說：“儘管在人類中進行跨代研究具有挑戰性，但未來的流行病學研究將非常有趣地調查其中一些人群，例如越南退伍軍人或塞韋索佇列，以評估是否發現腎臟和卵巢疾病的發生率也有類似增加。”
今年早些時候，斯金納的研究小組發現，暴露於高劑量二噁英和其他化學物質的懷孕大鼠將負面的健康影響傳遞給了它們的曾孫女，她們在青春期出現了囊腫和其他卵巢問題，即使她們沒有直接暴露。
2011 年，研究人員發現，在懷孕小鼠暴露於二惡英後，第三代的生育能力下降。
在新研究中，允許大鼠活得更久，因此研究人員可以檢查各種疾病，並研究二噁英暴露的遺產是如何在幾代人的精子中記錄的。
研究人員寫道：“這些發現是環境誘導的表觀遺傳跨代遺傳成年期疾病的一個例子。”
之前的二噁英研究使用了高劑量。這項新研究使用了 TCDD 致死口服劑量的很小一部分，以避免暴露產生任何急性毒性作用。使用的劑量與人們從環境中暴露的劑量無法相比。然而，由於二噁英的生物蓄積，某些人體內的劑量可能會非常高，斯金納說。
研究人員寫道，劑量的目的是“不是評估暴露於二惡英的環境風險”，而是“研究暴露於 TCDD 是否可以促進疾病的表觀遺傳跨代遺傳”。現在可以使用這些資料來評估暴露於二惡英的環境風險。
在研究中，懷孕大鼠在胎兒 8 天和 14 天大時暴露於二惡英。在兒童和曾孫滿一歲後，測量了他們睪丸、前列腺、腎臟和卵巢的損傷情況。
與對照組相比，第一代後代患有更多前列腺疾病和兩種型別的卵巢疾病。與對照組大鼠相比，曾孫的腎臟疾病、青春期變化和卵巢疾病更為普遍。
沃爾斯滕霍爾姆說：“即使沒有進一步的二噁英暴露，這些損害中的一些也會持續到後代。”
與對照組相比，暴露於二惡英的第三代雌性大鼠的青春期異常幾乎高出八倍。47% 的第三代雌性患有青春期提前。對照組中有 6% 的人有青春期異常，其中大多數是早發。
本寧霍夫說：“這是一個深刻的觀察結果。”
第三代雌性大鼠也顯示卵巢疾病增加，這與之前的研究一致。
對於雄性大鼠，其祖先曾暴露於二惡英的第三代大鼠的腎臟疾病顯著較高，這是首次報告此類發現。27% 的第三代雄性大鼠有腎臟損傷的跡象，而對照組約為 9%。
第三代雌性大鼠每隻大鼠的多種疾病或異常的發生率也較高。
更復雜的是，直接暴露於二惡英的大鼠與後代有不同的疾病譜，因此“人們不能一定透過觀察直接暴露的個體來預測後代可能的疾病結果”，本寧霍夫說。
斯金納說，曾孫（第一代沒有直接暴露於二惡英）的精子在 DNA 的 50 個區域中，由於其祖先暴露於二惡英而導致了基因表達的明顯變化。這些區域可以用作“祖先暴露和疾病的生物標誌物”。這意味著研究人員可以使用這些區域作為路線圖來追蹤幾代人之間的二噁英暴露。
該研究的重點是 TCDD，但斯金納推測所有二噁英的行為方式都相同，但這仍有待研究。
其他環境化學物質在實驗動物中也具有跨代效應，包括 BPA、鄰苯二甲酸鹽、農藥氯菊酯、烯菌靈和甲氧滴滴涕以及驅蟲劑 DEET。
代表化學公司的美國化學理事會沒有回覆置評請求。
這篇文章最初在環境健康新聞上發表，這是一個由非營利媒體公司環境健康科學出版的新聞來源。