UCLA 보건연구원(UCLA Health researcher)이 주도한 새로운 연구에 따르면 가정 수돗물 내 리튬 수치가 높은 임산부들이 출산한 자녀가 자폐 스펙트럼 장애로 진단될 위험성이 약간 더 높다고 밝혔다.

지난 4월 3일 미국의학협회 저널 『JAMA 소아과학(JAMA Pediatrics)』에 발표된 이 연구는 식수에서 자연적으로 발생하는 리튬이 자폐증의 환경적 위험 요소가 될 수 있다는 것을 확인한 최초의 연구이다.

이 연구의 수석 저자인 비트 리츠(Beate Ritz), UCLA의 데이비드 게펜(David Geffen) 의과대학의 신경학과 교수이자 UCLA 필딩 공중보건학교의 역학 및 환경보건학과 교수는 “발달 중인 인간의 두뇌에 영향을 미칠 수 있는 모든 식수 오염 물질은 철저한 조사가 필요하다”라며 “미래에는 리튬 배터리 사용하고 지하수 오염 가능성이 있는 매립지에 폐기하기 때문에 물 속의 인공적인 리튬 공급원이 더 널리 퍼질 수 있다. 우리의 연구 결과는 고품질 덴마크 데이터를 기반으로 하지만 세계의 다른 인구와 지역에서 다시 연구돼야 한다”라고 강조했다.

리튬의 기분 안정 효과 때문에 일부 리튬 화합물은 우울증과 양극성 장애의 오랜 치료제로 사용돼 왔다. 하지만 임신 중에 리튬을 안전하게 복용할 수 있는지에 대한 논란이 있었는데, 리튬이 유산 및 신생아의 심장 이상 또는 결함과 관련이 있다는 증거가 증가하고 있다.

환경 노출이 신경 발달 장애 및 신경 퇴행성 질환에 미치는 영향에 대한 초점을 맞춘 연구를 수행하는 리츠 교수는 리튬이 뇌 성장 및 발달에 미치는 영향에 대한 인간에 대한 연구가 거의 없다는 사실을 알게 된 후 리튬과 자폐증 위험 사이의 가능한 연관성을 조사하기로 결정했다고 말했다. 리츠 교수는 일부 실험 연구에서 물에서 자주 발견되는 자연적으로 발생하는 금속 중 하나인 리튬이 신경 발달과 자폐증과 관련된 중요한 분자 경로에 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다는 것을 발견했다.

제얀 리(Zeyan Liew) 이 연구의 제1저자이자 예일대학교 공중보건대학원의 역학 조교수는 고품질 의료 등록 데이터를 사용한 덴마크의 이전 연구 결과가 이미 음주로부터 만성 및 저용량 리튬 섭취가 성인 발병 신경 정신 질환의 발생에 영향을 줄수 있다는 것을 보여줬기 때문에 이 연구가 중요하다고 설명했다. 그러나 임산부가 섭취하는 식수의 리튬이 아이의 신경 발달에 영향을 미치는지에 대한 여부를 평가하는 연구는 수행되지 않았다.

리츠 교수와 리 교수는 덴마크 인구의 약 절반에 해당하는 151개의 공공 상수도 시설의 리튬 수치를 분석한 덴마크 연구원들과 함께 연구를 수행했다. 연구원들은 임신기간 동안 산모들의 집에 공급한 상수도시설을 확인하기 위해 덴마크 포괄적인 시민 등록 시스템(comprehensive civil registry system)의 주소 정보를 사용했다. 정신 질환을 가진 환자들의 전국 데이터베이스를 사용해 연구원들은 1997년에서 2013년 사이에 태어난 아이들을 확인하고 자폐 진단을 받지 않은 6만3천681명의 아이들과 자폐 진단을 받은 1만2천799명의 아이들을 비교했다. 연구원들은 또한 모(Mother)의 성격, 일부 사회 경제적 요인 및 대기 오염 노출을 통제했는데, 이 모든 것은 어린이 자폐증의 위험 증가와 관련이 있는 요인이다.

리튬 수치가 증가함에 따라 자폐증 진단의 위험도 증가했다고 연구원들은 보고했다. 기록된 리튬 수치의 가장 낮은 사분위수(즉, 25번째 백분위수)에 비해 2사분위수와 3사분위수의 리튬 수치는 자폐증 위험이 24~26% 더 높았다. 가장 높은 사분위수에서 위험은 가장 낮은 사분위수에 비해 46% 더 높았다.

연구원들은 데이터를 장애의 하위 유형으로 분류했을 때 증가된 리튬 수치와 자폐증 진단의 높은 위험 사이에 유사한 관계가 있음을 발견했다. 그들은 또한 리튬 수치와 자폐증 위험 사이의 연관성이 작은 마을이나 시골 지역에 비해 도시 지역에 사는 사람들에게 약간 더 강하다는 것을 발견했다.

공중보건연구원들에게 귀중한 자원으로 입증된 덴마크의 포괄적인 시민 데이터베이스 외에도 덴마크를 이 연구에 이상적으로 만든 몇 가지 다른 요인들이 있다. 덴마크의 병입 생수 소비량은 유럽에서 가장 낮은 편에 속한다. 이는 덴마크인들은 수돗물에 크게 의존한다는 것을 의미한다. 덴마크는 또한 상수도의 미량 금속 및 기타 오염 물질을 측정하기 위한 강력한 시스템을 갖추고 있다. 리츠 교수는 덴마크 물의 리튬 수치가 다른 국가와 비교할 때 낮거나 중간 수준일 가능성이 높다고 말했다.

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Higher lithium levels in drinking water may raise autism risk

For the first time, researchers report possible link between autism and lithium in water supply

Pregnant women whose household tap water had higher levels of lithium had a moderately higher risk of their offspring being diagnosed with autism spectrum disorder, according to a new study led by a UCLA Health researcher.

The study, published April 3 in JAMA Pediatrics, is believed to be the first to identify naturally occurring lithium in drinking water as a possible environmental risk factor for autism.

“Any drinking water contaminants that may affect the developing human brain deserve intense scrutiny,” said lead study author Beate Ritz, MD, PhD, professor of neurology in the David Geffen School of Medicine at UCLA and professor of epidemiology and environmental health at the UCLA Fielding School of Public Health. “In the future, anthropogenic sources of lithium in water may become more widespread because of lithium battery use and disposal in landfills with the potential for groundwater contamination. The results of our study are based on high-quality Danish data but need to be replicated in other populations and areas of the world.”

Because of lithium’s mood-stabilizing effects, some lithium compounds have long been used as a treatment for depression and bipolar disorders. However, there has been debate about whether mothers can safely take lithium during pregnancy amid increasing evidence it is associated with higher risk of miscarriage and cardiac anomalies or defects in newborns.

Ritz, whose research focuses on how environmental exposures influence neurodevelopmental disorders and neurodegenerative diseases, said she decided to examine the possible association between lithium and autism risk after finding there had been little research in humans about how lithium affects brain growth and development. Still, she found that some experimental research indicated lithium, which is among several naturally occurring metals often found in water, could affect an important molecular pathway involved in neurodevelopment and autism.

Zeyan Liew, PhD, MPH, first author of the study and an Assistant Professor of Epidemiology at the Yale University School of Public Health, added that this study was important because prior research findings from Denmark using high-quality medical registry data have already shown that ingestion of chronic and low-dose lithium from drinking can influence the occurrence of adult onset neuropsychiatric disorders. However, no study has been performed to assess whether lithium from drinking water consumed by pregnant women affects their child’s neurodevelopment.

Ritz and Liew worked with Danish researchers who analyzed lithium levels in 151 public waterworks in Denmark, representing the water supply for about half of the country’s population. To identify which waterworks supplied mothers’ homes at the time of their pregnancy, the researchers used address information from Denmark’s comprehensive civil registry system. Using a nationwide database of patients with psychiatric disorders, the researchers identified children who were born in 1997-2013, and compared 12,799 diagnosed with autism against 63,681 children who did not have an autism diagnosis. The researchers also controlled for maternal characteristics, some socioeconomic factors and air pollution exposures, all of which have been linked to increased risk of autism in children.

As lithium levels increased, so did the risk of an autism diagnosis, the researchers reported. Compared to the lowest quartile of recorded lithium levels – in other words, those in the 25th percentile – lithium levels in the second and third quartiles were associated with a 24-26% higher risk of autism. In the highest quartile, the risk was 46% higher compared to the lowest quartile.

The researchers found a similar relationship between increased lithium levels and higher risk of autism diagnosis when the data were broken down by subtypes of the disorder. They also found the association between lithium levels and autism risk was slightly stronger for those living in urban areas compared to smaller towns and rural areas.

In addition to Denmark’s comprehensive civil databases that have proven to be valuable resources for public health researchers, several other factors made Denmark ideal for this study. Denmark’s consumption of bottled water ranks among the lowest in Europe, meaning Danes largely rely on tap water. The country also has a robust system for measuring trace metals and other contaminants in their water supply. Ritz said lithium levels in Denmark’s water, when compared to other countries, are likely in the low to moderate range.

Other study authors include Qi Meng and Qi Yan, both of UCLA, and Danish researchers Jörg Schullehner, Birgitte Hansen, Søren Munch Kristiansen, Denitza D. Voutchkova, Jørn Olsen, Annette Kjær Ersbøll, Matthias Ketzel, and Ole Raaschou-Nielsen.

The study was supported by the National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS; R21ES024269). Schullehner was supported by the Danish Big Data Centre for Environment and Health, which was funded by the Novo Nordisk Foundation Challenge Programme (grant NNF17OC0027864). The authors declared no competing interests.

[출처 = UCLAhealth(https://www.uclahealth.org/news/higher-lithium-levels-drinking-water-may-raise-autism-risk) / 2023년 4월 3일]