蓝色婴儿综合症

通过 罗杰·史密斯

环境或感染是否会导致新生儿血液疾病?

生物学 环境 药物

当前的问题

这篇文章从发行

2009年3月至4月

第97卷第2期
第94页

DOI: 10.1511 / 2009.77.94

科学可以是发现和解决问题的有力工具,但它也可能是一个混乱的非线性过程,无法提供所有答案。在这种情况下,人们被迫根据可获得的信息做出最佳决策,这常常是出于谨慎的考虑,尤其是在涉及公共卫生的情况下。这些决定是否过于保守通常将是长期辩论的话题。一个这样的例子,涉及饮用水标准和新生儿的健康,已经持续了半个多世纪。

1987年, 美国医学会杂志 作为其Landmark系列的一部分,转载了一个案例研究,该案例研究最初于1945年发布,并附有评论和一份新的致命实例的报告。原始论文的作者Hunter Comly是爱荷华州的一名儿科住院医师,他描述了两个以前无法识别的婴儿血液状况的例子。这种疾病被称为婴儿高铁血红蛋白血症,其主要症状是紫或发蓝(因此该病有时也被称为蓝婴儿综合症)。紫osis病也可能是先天性心脏病的症状,因此Comly认为这两种情况可能会混淆。

经典股票/阿拉米

广告权利

在被称为法洛四联症的先天性疾病中,复杂的结构缺陷使血液从身体回流到心脏后可以再次被泵出,而无需去肺进行氧气的补充。当分子中的铁与氧结合时,红细胞中的血红蛋白就会变成红色。释放氧气时,它变成蓝紫色,这就是静脉发蓝的原因。动脉中的脱氧血过多,皮肤从粉红色变为蓝色(紫osis来自希腊 基安诺斯岛 表示深蓝色)。

或者,某些化学物质可以氧化血红蛋白中的铁。改变后的形式称为高铁血红蛋白,失去了与氧气结合的能力,颜料现在变为绿褐色或几乎黑色。人体所含的酶可以逆转高铁血红蛋白血症,但只能达到一定水平。血液水平达到15%之后,成年人明显发。如果超过一半的血红蛋白被转化,将严重阻碍氧气的输送,特别是向大脑的输送,可能导致呼吸窘迫,并可能导致死亡。

在先天性心脏病中,如果用氧气治疗,紫osis易于改善,如果在空气中摇晃一滴流血,其颜色通常会变淡和变红。由于高铁血红蛋白不结合氧气,因此处于这种状况的婴儿不会“吸收”氧气,并且暴露于空气中的流血样品的颜色几乎没有变化。

这两个条件看起来也有些不同。在1918年的流感大流行期间,单词“ heliotrope”用来描述缺氧性紫cyan的颜色,而高铁血红蛋白的紫often常被描述为石板灰色。可通过简单的实验室测试来鉴定和定量血液中的高铁血红蛋白,高血红蛋白的婴儿会对静脉注射亚甲蓝快速反应-这种蓝色染料会使蓝色婴儿变粉红色。产后出现紫,通常首先在嘴唇上发现,然后逐渐扩散到手指和脚趾的指甲床,脸部,然后扩散到整个身体。先天性心脏病和高铁血红蛋白血症均会导致缺氧和外周血管舒张,从而加剧紫。

不要喝水

在Comly首次描述的疾病(现在称为井水高铁血红蛋白血症)中,患病的婴儿出生时看起来很健康,并且通过出院一直保持健康。仅在家庭环境中几天,几周或几个月后才出现紫osis。使Comly的论文如此引人注目的是对这种疾病的病因学的充分解释,这一解释在60年来一直无可争议。

伦敦圣巴塞洛缪医院/摄影研究员

他意识到,“从医院到农场住所,婴儿环境的唯一重大变化是用于配制配方奶的水中。”但是,医院用水和家庭用水之间的区别是什么?在第三例收治和对一个孩子进行亚甲蓝治疗后,她的父亲要求确切知道他的井中有什么“毒药”。对水的分析表明硝酸盐含量高。

向该地区的其他医生查询的未发表的类似病例又多了17例,有1人死亡,这表明该病比怀疑的更为普遍。随着医生报告看到用井水喂养的粉状配方奶粉喂养的婴儿出现无法解释的紫osis现象,对爱荷华州井中硝酸盐含量的测量表明,最初采样的91口井中有一半以上的硝酸盐氮含量超过10百万分之一,其中20包含百万分之65。

从公共卫生的角度来看,那些硝酸盐含量高的井显然是不可取的。它们中的大多数是旧的,浅而挖的而不是被钻孔的,并且它们经常具有不足的外壳。许多地表覆盖不良,因此含有硝酸盐肥料或富含硝酸盐的动物排泄物的地表径流可以自由进入。它们经常在bar场,饲养场或养禽场附近被发现,有些被大肠菌污染。尽管水井是整个家庭的饮用水源,但只有配方奶喂养的婴儿受到了影响,而且大多数婴儿的年龄都小于三个月。

随后在中西部各州进行的独立调查确认了爱荷华州的初步结果。 1951年对所有48个州以及阿拉斯加和夏威夷的领土进行了最全面的调查,确定了278例病例,其中39例死亡。 没有发现井中的硝酸盐含量低于百万分之十的案例,只有2.3%的案例涉及百万分之十至二十的井。超过百万分之二十时,症状的严重程度似乎与硝酸盐的含量平行。从未有母乳喂养的婴儿;也没有使用市政供水的家庭。没有发现第二次世界大战之前的病例报告。但是,对于这种情况,医生的报告不是强制性的,实际数字可能更高。

但是到该报告发表时,最坏的情况似乎已经过去,整个案例的数量在1950年代初期稳步下降。如今,这种疾病几乎消失了,报道只偶尔出现在文献中。自1960年代中期以来,仅报告了2例病例,而自2000年以来,均未报告。这一流行病在突然消失后就象突然出现一样,没有采取任何预防措施。无论是由于公众意识,农村饮用水质量的大幅度改善,母乳喂养的趋势还是其他因素,都永远不会为人所知。

硝酸盐转化为亚硝酸盐

Comly意识到,他需要解释新生儿对硝酸盐的敏感性,以使照片更完整。他还需要说明生物惰性硝酸盐如何将血红蛋白氧化为高铁血红蛋白。最可能的氧化剂候选物是亚硝酸盐,已知它是高铁血红蛋白的有效生成剂。为了找到它,他只需要看婴儿肠道的各种正常微生物区系就可以了。已知肠道中存在许多常见的生物,它们可以将硝酸盐转化为亚硝酸盐。然后,亚硝酸盐很容易吸收到血液中,从而对其造成损害。

但是,在成年人中,摄入的硝酸盐(其中97%以上来自蔬菜和其他食物而不是水)绝不会与肠道菌群接触,肠道菌群主要存在于结肠中。硝酸盐在十二指肠中迅速吸收,并迅速在尿中排泄。这导致考虑了患病婴儿中第二常见的发现,即以呕吐或腹泻形式引起的肠胃不适的证据,这种现象通常引起人们的关注。发现一些接受测试的婴儿的胃pH值相对于成人值较高。推测胃和十二指肠的酸性环境会阻止微生物区系侵入成年人的小肠。但是,如果新生儿的pH值足够高,则还原硝酸盐的生物也许可以在小肠中存活并与未吸收的硝酸盐接触。随着婴儿的成长,这个问题应该可以自行解决,因为到六个月大时,他们肚子里的酸会增加到成年人的水平。再加上这种酶的相对缺乏,可以逆转婴儿红细胞中高铁血红蛋白的产生,这足以说明它们对硝酸盐的敏感性。正如Comly的解释所言,它既完整又合理,但距离科学证明还有很长的路要走。

很大程度上是由于Comly的建议,美国百万分之十的硝酸盐氮迅速成为美国饮用水的标准,并且在1995年美国国家研究委员会(National Research Council)的最新审查中重申了这一最高水平。不幸的是,从原饮用水中去除硝酸盐涉及大量费用。常规治疗方法无效。目前唯一使用的离子交换方法要昂贵得多。但是,处于危险之中的三个月以下的婴儿是我们这个群体中最脆弱,最受情感困扰的群体之一,所有人都同意我们最希望保护这一群体。

新综合症?

在1980年代,似乎出现了一种新现象,即与炎症性肠病(包括腹泻,酸中毒,感染和肠胃炎)有关的一种婴儿高铁血红蛋白血症,在这种情况下,尚不能明确确定是否暴露于过量的硝酸盐。这些报告中的第一个出现在1982年左右。在一年的时间里,作者看到11名婴儿患有高铁血红蛋白血症,腹泻和酸中毒三联征。所有人都在三个月以下,并且都住在有市政供水的房屋中。尽管在至少其中一些病例中怀疑有感染,但未分离出常见的粪便病原体。

同年,以色列的一份报告描述了一项对58例婴儿进行的研究,这些婴儿年龄在1周至1年半之内,因急性腹泻入院。超过100名没有胃肠道疾病的入院婴儿作为对照。所有人都喂了相同的牛奶,食物和水,并对其进行了硝酸盐和亚硝酸盐分析。该研究排除了具有混杂因素的婴儿,例如遗传缺陷或接触产生高铁血红蛋白的药物或化学物质。据称,受影响的婴儿均无紫the症,58名中只有12名的高铁血红蛋白水平高于8%。然而,腹泻较严重的婴儿似乎有较高的高铁血红蛋白水平。饮用水中的硝酸盐浓度远低于美国标准,饮食中的硝酸盐含量异常低。酸中毒程度和高铁血红蛋白水平没有明确的相关性。

最具开创性的观察结果是,受影响的婴儿血液中的硝酸盐含量较高,而这些水平确实与高铁血红蛋白血症的程度相似。患病的婴儿尿液中的硝酸盐排泄量比饮食中要多出几倍。在对照组中,硝酸盐的尿排泄量与每日摄入量大致相同或略高。此前,麻省理工学院的科学家已经证明了无菌大鼠体内硝酸盐的产生。

通常,这两个报告打开了闸门。在1983年至1996年之间,医学文献中报告了90多例病例,然后,令人发疯的是,该报告停止了出现,就像50年前的高水份高铁血红蛋白血症一样。

1999年,哈德森研究所全球食品问题中心的Alex Avery及其同事在对一些看似无关的炎症性肠病文献进行了分析之后,对病因进行了巧妙的解释。注意到以色列较早的一项研究强烈暗示体内产生的亚硝酸盐是导致高铁血红蛋白血症的原因,其终产物硝酸盐在尿液和血液中的含量升高,并暗示精氨酸参与了内源性一氧化氮的产生。一氧化氮在许多生理过程中作为正常生物介体的重要性直到最近才被认识到。在溶液中,一氧化氮与亚硝酸盐平衡存在。有一些公开的证据表明某些病毒或肠道细菌感染会导致人结肠上皮细胞中一氧化氮水平升高。尽管这些研究集中于解释肠道的病理变化,但它们为高铁血红蛋白血症提供了可能的解释。但是,该解释尚未表明为什么婴儿可能更易感。

停滞不前

对生物医学科学家而言,没有什么比研究极低发病率的疾病更令人沮丧的了。婴儿高铁血红蛋白血症的两种发作均自发结束是一件好事,因为目前还没有进一步阐明这两种情况的消息。尽我们最大的努力,在研究不再存在且没有令人满意的动物模型的疾病时,我们面临着巨大的障碍。也没有任何动机进行此类研究。

艾利为内源性疾病的病因提供的假说当然与外源性井水硝酸盐假说不符。如果科姆(Comly)是错的,那么外源硝酸盐就变成了鲱鱼,硝酸盐的饮用水标准被设定在不必要的低水平。社区在追求硝酸盐去除方面可能已经花费了不必要的费用。 但是,第一个小流行病中涉及井水硝酸盐的证据至少比第二个中胃肠道感染的证据强(如果不是更强)。井水中硝酸盐含量与高铁血红蛋白血症严重程度之间明确的剂量反应关系,以及婴儿对硝酸盐敏感性的逻辑解释,支持了第一个发作的病因学,但第二个发作缺乏相应的病因。

科学根本不能总是提供干净利落的答案,为了保护公众,有时必须根据已知事实做出昂贵的政策决策。我们似乎不得不得出这样的结论,即一种极其罕见的毒性疾病,即婴儿的高铁血红蛋白血症,与内源性亚硝酸盐的两次暴露有关,但是由两种完全不同的机制引起的。更不可能的是,在20世纪下半叶的十二年间,这两个事件突然出现,然后自发解决。正如福尔摩斯(Sherlock Holmes)对沃森博士所说的那样,“当您消除了不可能的事情时,无论多么不可能的事情,剩下的都是事实。”从某种程度上讲,它也可以证明目前已有50年历史的硝酸盐饮用水标准。

美国科学家评论政策

保持话题。尊重。我们保留删除评论的权利。

请阅读我们的 评论政策 评论之前。