室内化学物質が小児に与える影響
　　--厚生労働省の科学研究の報告より

かくたこども＆アレルギークリニック　角田和彦 

Effects of indoor chemical substances on children -From research report of Ministry of Health, Labour and Welfare

Kazuhiko Kakuta

Kakuta Child & Allergy Clinic

 

要旨

室内化学物質の小児に対する影響を把握するため、3つの調査研究が行われた。

転居前後を通して経過観察できたアレルギー性疾患を有する小児23例において、ホルムアルデヒド、揮発性有機化合物の測定を実施し、室内揮発性化学物質がアレルギー性疾患の病状に及ぼす影響を調べた。ホルムアルデヒドなど室内揮発性化学物質濃度が高い家庭では、低年齢児で気管支喘息またはアトピー性皮膚炎の悪化や発症がみられ、年長児では、神経系症状悪化がみられた。

シックハウス症候群や化学物質過敏症の他覚的診断方法として、近赤外線脳内酸素モニターを使った化学物質吸入負荷試験と吸入負荷前後の起立試験を組み合わせて実施した。シックハウス症候群では化学物質吸入で起立試験が悪化した。この方法は、シックハウス症候群や化学物質過敏症の他覚的診断および経過観察の方法として有用であった。

化学物質が知能発達に及ぼす影響を評価するため、新築家屋に転居後、または改築後にシックハウス症候群を生じた児童・生徒の知能発達を調査研究した。自宅室内化学物質濃度を測定したシックハウス症候群11例に対し、ウエクスラー式児童用知能検査第3版（WISC-Ⅲ）を実施した。言語性IQ(Verbal Intelligence Quotient：VIQ)は平均107±標準偏差6.9で、全例正常範囲であり、平均より高値であった。VIQに比べて動作性IQ（Performance Intelligence Quotient：PIQ）は平均93.5±標準偏差13.6と統計学的な有意差をもって正常者より低下していた（p<0.01）。PIQ低下の一因として、図形の中から一定の図形を見つけ出す能力（視知覚機能）が低下している可能性が認められた。

　室内化学物質は小児に影響し、気道、皮膚、神経、そして知能発達に影響することがわかった。これらの状況を認識し室内環境を整備することが望まれる。

 

Abstract

Three research studies were conducted to understand the effects of indoor chemical substances on children.

In 23 children who have allergic disease and can be observed through the moving before and after, the measurement of indoor volatile organic compounds and　 formaldehyde was carried out and the effect on the condition of allergic diseases was investigated. In house with high concentrations of indoor volatile chemicals, such as formaldehyde, the deterioration and onset of bronchial asthma were observed in younger children, and the symptoms of nervous system deterioration were observed in older children.

As the objective diagnosis method of sick house syndrome, a near-infrared brain oxygen monitor was carried out by combining a chemical substance inhalation load test and standing test before and after inhalation load test. In case with Sick house syndrome, standing test was deteriorated by inhalation of chemical substances. This method was useful for objective diagnosis of sick house syndrome, and progress observation.

In order to assess the effects of chemical substances on intelligence development, we investigated children who had a sick house syndrome. The indoor chemical concentration was measured in his house, The Wechsler Intelligence Scale for Children - III (WISC-III) was carried out. VIQ (Verbal Intelligence Quotient) is an average of 107 ± standard deviation (SD) 6.9, in all cases normal range, was higher than the average. Compared to VIQ, the PIQ (Performance Intelligence Quotient) was lower than the normal person with a statistically significant difference between the average 93.5 ± SD of 13.6 (p < 0.01). 　As cause of the decrease in PIQ, the ability to find a certain shape from a shape (visual perception function) may be deteriorated.

 It has been found that indoor chemicals affect airway, skin, nerves and intelligence development in children. It is desirable to improve an indoor environment.

 

シックハウス症候群（Sick house syndrome）、ホルムアルデヒド（Formaldehyde）、揮発性有機化合物（Volatility organic compound）、近赤外線組織酸素モニター（near-infrared brain oxygen monitor）、化学物質吸入負荷試験と起立試験（Chemical substance inhalation load test and standing test) ウエクスラー式児童用知能検査第3版（Wechsler Intelligence Scale for Children-Third Edition）

 

はじめに

現代の生活空間には、多くの化学物質が存在しており、室内空気の化学物質汚染は、子供たちの免疫、神経、内分泌などの生命維持システムに影響を及ぼし、シックハウス症候群（シックビル症候群）、シックスクール症候群、化学物質過敏症、アレルギー疾患の悪化、神経症状の悪化、内分泌異常などの病態を引き起こしていることが明らかにされてきている。

室内化学物質が子どもたちの健康に及ぼす影響を厚生労働省科学研究費補助金事業で行われた私たちの研究の報告書に基づき、1）アレルギー・免疫との関連、２）脳血流の調節力との関連、３）知能・認知能力の発達との関連で考えていく。

１．室内で使用された化学物質が小児のアレルギー疾患の病態に及ぼす影響

　厚生労働省科学研究費補助金事業「シックハウス症候群の病態解明、診断治療法に関する研究」平成12年度～14年度1）では新築家屋の室内化学物質濃度を測定し、アレルギー疾患の病状との関連を調査した。

図１の機器で　図２に示した室内の化学物質濃度を測定した。

図１　室内化学物質濃度測定方法

 

図２　測定物質

 

　ホルムアルデヒドやTVOC（総揮発性有機化合物）など室内揮発性化学物質濃度が高い家庭では、低年齢児で気管支喘息またはアトピー性皮膚炎の悪化や発症が見られ（図３、図４）、年長児悪化例では室内ホルムアルデヒド濃度が高いほど転居後に総IgE値は上昇した。また、年長児では、神経系症状悪化がみられた2)。

図３　ホルムアルデヒド濃度と転居時年齢：ホルムアルデヒド濃度が高い低年齢では気道症状が悪化し、高年齢では神経症状が悪化する傾向がみられた。

 

図４　TVOCでもホルムアルデヒドと同様の傾向がみられた。

 

年少児では、転居後早期に、気道粘膜に分布した知覚神経に対する室内化学物質の直接的な刺激を介して起きた気道分泌物亢進、過敏性亢進により喘鳴や咳が誘発され、同様の機序で皮膚炎が悪化すると考えられた。年長児では、転居後短期間で起こる神経系の刺激を介した気道や皮膚の刺激症状に加えて神経系の症状が加わって病状が多彩になり、数ヵ月から数年を経ると、免疫系の異常な亢進が起こり、アレルギー反応が過敏になると考えられた。その後の調査では、これらの化学物質が学習障害を起こしていることも分かった（後述）。

　我々の調査も含めて多くの調査が行われた結果、建築基準法が改定され、ホルムアルデヒドやトルエンなど主な化学物質の規制が行われ、大量の化学物質に曝露されることは減少した。しかし、他の化学物質によって、まだ、室内空気汚染は持続している。

 

２. 近赤外線酸素モニターによるシックハウス症候群の診断・経過観察：化学物質吸入負荷試験と起立試験

厚生労働科学研究費補助金事業「微量化学物質によるシックハウス症候群の病態解明、診断・治療対策に関する研究」（平成15-17年度）「一般市中病院でのシックハウス症候群の診断と治療方法を研究-近赤外線酸素モニターによるシックハウス症候群の診断・経過観察：化学物質吸入負荷試験と起立試験-6年間のまとめ」の報告では近赤外線酸素モニターによるシックハウス症候群の病態把握とそれを使った経過観察の経過がまとめられた3）。　　

　シックハウス症候群・化学物質過敏症例の病状を追跡し、経過や治療効果を判断するためには、病状の判断が必要である。気道粘膜や皮膚の病状は診察所見で確認することができるが、神経系の病状変化は自覚症状にたよることが多く病態の客観的な把握が難しい。神経系の病状経過を正確に評価するためには、自覚症状に依存しないなんらかの他覚的検査が必要である。そこで、注目した検査が、苦痛を伴わず、繰り返し実施でき、病状を他覚的に判断することができる検査方法、近赤外線による脳内血流モニター（近赤外線組織酸素モニター　Near infrared spectroscopy：NIRS）である４）。　

２．１測定方法

NIRSは、組織に近赤外線を照射し反射してきた近赤外線の減衰を測定し、組織内の酸素化ヘモグロビン濃度（O2Hb）の変化を計測することにより脳内の血流状態（組織内の酸素状態）を経時的に観察することができる（図５）。

 

　

図５　近赤外線酸素モニターの原理

 

図６　近赤外線酸素モニター測定方法

  

図７　ガス吸入負荷試験、起立試験方法

 

NIRSとして浜松ホトニクス社製NIRO300を使用。センサーを右前頭と後頭部に装着し、椅子に坐って測定を開始する（図６、図７）。

１）起立試験：起立・座位の体位変化による脳血流量（O2Hb濃度）の変化を観察した。起立後数分間の状態を観察後、座位にして変化を観察する。

２）ガス吸入負荷試験：化学物質ガスを吸入し脳血流量（O2Hb濃度）の変化を観察する。ポリ袋に脱脂綿を1枚入れ、各物質溶液を脱脂綿にスポイトで滴下し、ポリ袋の口を閉じて振り、揮発させた。直径8cmの紙製のリングを使って約8cmの広さに開口させて左手に持ち、鼻に近づけて少し匂いがしたところで止め、我慢できる程度の位置で約1分間保持してもらうことで、吸入濃度を自己調節してもらう。各ガスのポリ袋直上10cmでのおおよその濃度は労働現場での許容濃度以下であった。また、検査実施前の検査室内の各化学物質濃度測定結果は厚生労働省の指針値以下であった。

ガス吸入時は、体位を変化させないように、また、意識して無理に匂いをかがないように、また、袋を鼻に近づけ過ぎないように注意した。吸入中、吸入後の脳内酸素状態の変化、症状を記録した。

３）ガス吸入負荷後の起立試験：ガス吸入負荷後に再度起立試験を実施し、脳血流量（O2Hb濃度）の変化を観察し、ガス吸入負荷が起立試験に及ぼす影響を調べた。

２．２　所見

　ガス吸入負荷判定はO2Hbが基線より2μmol以上の変動で陽性とした。

２．２．１ガス吸入試験

１）各ガス吸入負荷試験によって、シックハウス症候群・化学物質過敏症の疑いがない例ではO2Hbは変化しない（図８）。

　　

図８  吸入負荷試験による酸素化ヘモグロビンの変化　ガス吸入負荷試験　正常例　41歳女性

 

２）シックハウス症候群・化学物質過敏症例では、脳血流量（O2Hb濃度）濃度が低下または上昇し、症状が誘発された（図９）。

図９　14歳女性：新築家屋転居後、吐気、立ちくらみ、頭痛、全身倦怠感、失神を繰り返した。

 

２．２．２起立試験

起立試験判定基準：起立時O2Hbが基線に戻らず２μmol以上の変化で陽性とした。

１）起立試験正常例

正常者は起立直後または座位直後に一過性に脳血流量（O2Hb濃度）が低下したが、十数秒で以前の状態にもどり、脳血流量（O2Hb濃度）は一定に維持された(図１０)。

 

図１０　29歳男性　起立試験正常例O2Hbは起立や座位への変化で一時的に低下するが、自己調節されて、前の値に戻る

 

２）起立試験陽性例

シックハウス症候群・化学物質過敏症例では起立後脳血流量（O2Hb濃度）は低下したままで、もとのレベルにもどらず、座位になることで前状態に回復した。起立によって低下した脳血流量（O2Hb濃度）が、座位で回復し前レベルを超えて上昇、その後低下し前状態に戻る過程で頭痛などの症状が誘発された(図１１)。正常者では、化学物質ガスを吸入した前後で、起立試験に変化はみられなかったが(図8)、シックハウス症候群・化学物質過敏症の例では、ガスを吸入後に起立試験は悪化した(図8)。

ガス吸入前後の起立試験の変化をみることで、その症例の病状の程度や、化学物質に対する反応、さまざまな治療の効果を判断することができた。

 

 

　　

図１１　起立試験陽性例　13歳男児　シックスクール症候群　症状：頭痛　体育館トルエン濃度0.32ppmと高値

 

２．３　経過観察を行った症例

　床下に有機リン系シロアリ駆除剤を使用した新築家屋に転居後神経症状を発症した男児の一例の経過を追った。

現病歴： 9歳時、床下白蟻駆除剤使用し、換気システムは台所とトイレの換気扇のみの新築一戸建て家屋に転居した。転居直後より、頭痛・吐気・めまい、立ちくらみ、酔ったような感じなど神経系の症状が繰り返し出現した。赤血球コリンエステラーゼが1.5単位（正常値1.8－2.2単位：Routh法）と低値、電子瞳孔計検査（瞳孔の大きさを計測する検査）では初期瞳孔面積（光刺激を与える前の瞳孔の面積）は年齢正常値に対して1.4標準偏差小さく（瞳孔が正常値より縮瞳し、副交感神経優位の所見）、床下の白蟻駆除剤（有機リン系殺虫剤）の影響が考えられた。

NIRSによる起立試験では脳血流量（O2Hb濃度）が著明に低下し、ガス負荷後にはさらに低下した。

表１　室内化学物質の経過

 

転居2年8ヶ月後の室内化学物質濃度測定結果（表１）は、TVOC（揮発性有機化合物の総和）は居間で1300μg/m3であり厚生労働省の目標値400μg/ｍ3　を超えていた。2F洋間のホルムアルデヒドは0.312ppmで、いずれも厚生労働省の指針値（ホルムアルデヒド0.08ppm）を超えていた。揮発性有機化合物の空気中濃度は1～2年で低下するため、転居直後はかなりの高濃度であったと推測された。

以上より、気管支喘息、ダニ・花粉・動物・食物アレルギー、ホルムアルデヒドによるシックハウス症候群・化学物質過敏症、慢性有機リン中毒、起立性調節障害（起立時に脳内血流を維持できず立ちくらみや頭痛、吐き気を起こす状態のことで、化学物質吸入後に悪化した）と診断した。

充分な換気の指導、環境抗原に対する環境整備、化学物質と食物抗原に対する食事療法を行った。

14歳時、前日よりいつもの化学物質による症状が現れ、拍動性の頭痛・吐き気で起きられず、立ちくらみあり、コリン性じんましん様の発疹（小さな赤いじんましん）が著明となった。スマトリプタン（セロトニン1D/1B受容体刺激剤）を皮下注射すると、15分後には頭痛と発疹は軽減し、30分後には、頭痛・発疹消失、立ちくらみ消失、吐き気も軽減した。この症例のような皮膚の発疹は化学物質に過敏な例では時々みかける。特に、有機リン慢性曝露がある例で多い（いわゆるコリン性蕁麻疹）。脳内血管の異常な拡張と同時に、皮膚血管も拡張している状態と考えられる。そのため、セロトニン1D/1B受容体刺激剤によって血管収縮が起き、神経症状の消失とともに皮膚も改善したと思われる。

後日、同様の症状が出現したため、NIRSを装着し、セロトニン1D/1B受容体刺激剤を皮下注した。セロトニン1D/1B受容体刺激剤注射後、起立試験で脳血流量（O2Hb濃度）の変化が改善し、症状は軽減した。（図１２）

 

図１２　セロトニン1D/1B受容体刺激剤皮下注前後の起立試験所見

 

スマトリプタンはセロトニン受容体の活性剤であるため、神経細胞内へのセロトニン再取り込みを抑制し、脳内細胞外液中のセロトニン濃度を増加させる作用を有するSSRI（selective serotonin reuptake inhibitor）は効果が期待できると考えられた。約2ヶ月間のSSRI（Fluvoxamine maleate25ｍｇ1回1錠1日2回、体重49ｋｇ）投与後、症例の起立試験の結果は著明に改善した。（図１３）

 

図１３ Fluvoxamine maleate（SSRI)の効果　

 

　セロトニン合成酵素の補酵素であるビタミンB6を投与することでも、症状は安定し、起立試験は正常化した。

高校生になり、環境の改善を続けることで、薬剤は中止したが、症状は軽度で、起立試験は正常を保つことができるようになった。（図１４）

 

　

図１４　症状改善後の起立試験

 

２．４　まとめ

2001－2006年の6年間で、診療のために、シックハウス症候群・化学物質過敏症を疑った65症例（男性28例：8歳から69歳まで、平均33.2歳、女性37例：5歳から68歳まで、平均24.9歳）と、シックハウス症候群・化学物質過敏症の疑いがない対照群20例（男性6例：10歳から35歳まで、平均18.0歳、女性14例：4歳から60歳まで、平均26.8歳）に近赤外線による脳内酸素モニター（NIRO300）を使った化学物質吸入負荷試験とガス吸入負荷前後における起立試験を組み合わせ実施した。

その結果、ガス吸入負荷試験では、シックハウス症候群・化学物質過敏症疑い例の多くが陽性所見を呈し（エタノール44.4％、イソプロピルアルコール42.9％、キシレン60.0％、トルエン55.0％、ホルムアルデヒド65.6％、2-エチル-1-ヘキサノール87.5％の陽性率）、症状が誘発された。起立試験ではSHS・CS疑い例の多くが陽性（陽性率58％）であり、トルエン、ホルムアルデヒド、2-エチル-1-ヘキサノール吸入負荷試験によって正常所見が陽性化、または、陽性所見が悪化した例がみられた。シックハウス症候群・化学物質過敏症の疑いがない対照例では、所見・症状とも誘発されなかった。起立試験では、シックハウス症候群・化学物質過敏症疑い例の多くが陽性であり、トルエン、ホルムアルデヒド、2-エチル-1-ヘキサノール吸入負荷試験によって正常所見が陽性化、または、陽性所見が悪化した例がみられた。ホルムアルデヒド吸入負荷試験で正常所見が陽性化、または、陽性所見が悪化した例では、室内ホルムアルデヒド濃度、パラジクロロベンゼン濃度の高値例が多かった。

この方法によって他覚的に病状を評価し経過を観察することができた。

以上より、NIRO300を使った化学物質吸入負荷試験とガス吸入負荷前後の起立試験は、脳内の血管拡張血管収縮の調節能力を判定することができると思われ、シックハウス症候群、化学物質過敏症の他覚的診断及び経過観察に有用なことがわかった。

 

２．５　近赤外線組織酸素モニターによる脳内血流量の測定でわかったこと

酸素モニターで脳内血流量の測定を行い、わかってきたことは、脳内の血流は環境中のさまざまな化学物質・臭い、体位、行動、意識の変化などによって、常に揺り動かされていることである。

健康な状態では、思考や計算、その他、脳に酸素や栄養が必要なときは脳血流が増加するが、環境中の変化、体位の変化に対しては、急激、かつ、過剰な血流変化を起こさないように制御されている。

さまざまな化学物質によって、脳内血流の調節が障害されると、脳内の血流の調節力は低下し、症状が誘発される。障害された状態で、さらに臭い物質や化学物質を吸い込むと、脳内血流の調節はさらに悪化していく。特に、有機リン、有機塩素系化学物質などの殺虫剤・防虫剤物質に曝露されると、脳内血流の調節力は障害され、臭いに対しても敏感になる。

この状態はセロトニン1D/1B受容体刺激剤を皮下注射すると、頭痛、吐き気、立ちくらみ、発疹（血管拡張による皮膚の発赤、じんましん）などの症状が改善し、NIRS所見は改善し、起立性の脳血流低下も軽減することがわかった。

　健康な状態を維持するためには、脳内の血流量をそのときの状況にあわせて調節することが大切である。そのために、健常なセロトニン神経系の発達が必要である。症例の経過をみていると、乳児期・幼児期の成長期に受けた化学物質の影響は、成長後まで残る可能性がある。

　

２．６　有機リン系殺虫剤によるセロトニン神経系の発達障害

 

図１５　有機リン系殺虫剤とセロトニン神経発達に関する最近の研究

 

最近の研究では、発達中の子供に有機リン系殺虫剤を作用させるとセロトニン神経系の発達が障害されることが、動物実験によってわかってきた5-11）。現在の多くの子供たちが抱えている、じんましんなどアレルギー疾患、偏頭痛、シックハウス症候群・化学物質過敏症、発達障害（注意欠陥多動障害12）など）、不安症、うつ病などの発病に、有機リン系殺虫剤の発達期での曝露が影響している可能性がある（図１５）。

 

３．室内化学物質が知能・認知能力に及ぼす影響

厚生労働科学研究費補助究事業「微量化学物質によるシックハウス症候群の病態解明、診断・治療対策に関する研究」総括研究報告書（平成15-17年度）「室内化学物質が知能・認知能力、行動に及ぼす影響の評価方法に関する研究-微量化学物質によるシックハウス症候群が疑われる児童・生徒の心身の発達に関する調査研究」では室内化学物質が知能や認知能力に及ぼす影響が調査報告された13）。

新築・リフォームに伴って室内で使用された化学物質が小児のアレルギー性疾患の病態を悪化させること、室内の化学物質は知覚神経を刺激して脳内血流を変化させること、それらの変化は神経ペプチドやセロトニンに関係する可能性があることを報告してきた。室内に存在する化学物質が、神経の興奮性を変化させる作用を有していることは、小児の神経発達にも影響を及ぼす可能性を示唆する。今回、我々は、微量化学物質によってシックハウス症候群を発病した児童・学童の知能的な発達を調査研究した。　　

　対象者は、新築家屋に転居後、または、改築後にシックハウス症候群を起こした小児で、胎生期異常、知的障害、先天性脳神経疾患などの症例を除外した11例である。この11例は、新築家屋に転居後、または、改築後にシックハウス症候群を起こし、室内化学物質測定からWISC-Ⅲ実施時まで同じ家屋に居住している。

　11例（男7例女4例）のうち、3例は転居後出生、他の8例は転居時年齢2歳11ヶ月～12歳0ヶ月、平均5歳10ヶ月、WISC-Ⅲ実施時年齢5歳2ヶ月～15歳6ヶ月、平均10歳10ヶ月、転居後または出生時からWISC-Ⅲ実施時まで3年4ヶ月～11年0ヶ月、平均6年6ヶ月を経ている。

　知能評価は、ウエクスラー式児童用知能検査第3版Wechsler Intelligence Scale for Children-Third Edition(WISC-Ⅲ)（日本文化科学社製日本版WISC-Ⅲ知能検査）を使用した。WISC-Ⅲは5歳0ヶ月～16歳11ヶ月の児童・生徒を対象とした知能検査で、言語性IQ(Verbal Intelligence Quotient: VIQ)、動作性IQ(Performance Intelligence Quotient: PIQ)、全検査IQ（Full Scale Intelligence Quotient: FIQ）から成り立っている。点数は標準化されており、その年齢の各IQの平均は100、標準偏差は15になるように作られている。

WISC-Ⅲを実施する発達相談室内の空気中の化学物質は事前に測定し、各化学物質は国で定めた基準値以下であることを確認した後に、WISC-Ⅲを実施した。

３．１　WISC－Ⅲの結果

VIQは107.3±6.9（平均±標準偏差）であり、VIQの結果は、全員正常範囲で、1名を除きⅥQ値100を越えており、高値であった。一方、PIQは93.5±13.6と低値であった。11名中9名で、PIQはⅥQに対して低く、PIQ平均値とⅥQ平均値には統計学的有意差が認められた（t検定、p<0.01）（図１６）。

 

図１６　WISC－Ⅲ　言語性IQ（VIQ）、動作性IQ(PIQ)、全検査IQと4種類の群指数

　VIQとPIQは統計学的な有意差があった（ｔ検定：p<0.01）

 

5名の被験者では、ⅥQとPIQとの差異が18、20、26、31、35となり、学習障害と診断される格差がみられた。VIQ-PIQ格差15以上で学習障害が考慮される。

　動作性IQ検査で低得点であった下位検査項目は、符号(平均8.4±標準偏差2.6)、組み合わせ(平均8.7±標準偏差2.2)、記号探し(平均8.9±標準偏差3.3)、迷路(平均7.6±標準偏差4.2)であった（図１７）。その他の下位検査項目では、絵画完成(平均9.7±標準偏差2.5)、絵画配列(平均9.2±標準偏差2.7)、積木模様(平均10.2±標準偏差2.7)と平均値が9点以上であり、正常範囲であった。

 

図１７　WISC-Ⅲ　下位検査評価点数

 

絵画完成（絵カードを見せ、絵の中で欠けている重要な部分を指差しか言葉で答えさせる）は、平均値には、大きな落ち込みが見られなかったが、質問図版のうち、「オレンジ」の図版（図１８）（オレンジの輪切りの図を見せ、房間の境が１つないことが正答となる：オレンジの房の模様の中から境界線を見つけだす）への正答が少なく、11人中3名が正答をだしたのみであった。

 

図１８　この図は実際のWISC-Ⅲ検査で使われるオレンジの図ではなく、それを模したイメージ図である。

 

「オレンジ」の図の正答例は正答を出せなかった例に比べて動作性IQ（PIQ）が高かった（図１９）。

 

図１９　「オレンジ」の図の回答と動作性IQ(PIQ)

３．２　WISC－Ⅲ検査結果と室内化学物質濃度との関係

　シックハウス症候群11症例のWISC－Ⅲ検査結果と室内化学物質濃度との関係を精査した。今回の調査では、症例の多くでPIQが低下しており、「オレンジ」の正答と関係が認められたため、「オレンジ」の正答/誤答で差がある化学物質を検査したところ、室内パラジクロロベンゼン濃度との関係が認められた。「オレンジ」の正答例では室内パラジクロロベンゼン濃度は低値であるが、「オレンジ」に正答できなかった例の中には室内パラジクロロベンゼン濃度高値例が多く認められた（図２０）。

 

 

図２０　「オレンジ」の図の回答と室内パラジクロロベンゼン濃度

 

　また、動作性IQ(PIQ)と室内パラジクロロベンゼン濃度との関係をみると、動作性IQ(PIQ

と室内パラジクロロベンゼン濃度には優位の相関が認められた（相関係数：－0.655、p<0.05）(図２１)。

 

図２１　PIQとパラジクロロベンゼン濃度

相関係数：－0.655（p<0.05）の関係があった。

 

  PIQと室内ホルムアルデヒド濃度との間には、相関係数：－0.719（p<0.05） の関係があった。

PIQとTVOCには相関係数＝－0.600（p=0.051）の関係があり、TVOCが高いほどPIQが低くなる傾向があった。

また、PIQと脂肪族炭化水素（ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンなど）合計濃度との間には、逆相関（相関係数：－0.606、p<0.05） の関係があった。

３．３　WISC－Ⅲ検査結果と滑動性眼球運動との関係

　シックハウス症候群児童8例（今回の症例と以前に検査した症例）で調べたところ、PIQ値は化学物質過敏症検診で実施した滑動性眼球運動の異常と逆相関していた（図２２）。図形を認識する発達の過程で眼球運動に異常があるため、十分な図形認識の経験を積んでいない可能性が示唆された。

 

図２２　PIQと滑動性眼球運動

 

３．４　考察

　我々の今までの調査結果では、室内化学物質が免疫学的な影響を及ぼすことや知覚神経を介する影響を及ぼす可能性が示唆されたが2,4,14,15）、室内化学物質の影響はこれらに限定されず、子供たちの発達にさらにさまざまな影響を与える可能性が考えられた。今回の調査研究では、室内化学物質はWISC－Ⅲによって測定されたPIQに影響する可能性が強く、この中でも、特に、視知覚認知に関わる項目点数に落ち込みがみられた。

PIQはパラジクロロベンゼン、ホルムアルデヒド、脂肪族炭化水素（ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンなど）と有意の逆相関関係があり、TVOCとは逆相関の傾向があった。

　PIQの低下の原因のひとつとして、絵画完成検査における「オレンジ」の図版の読み取りに注目した。「オレンジ」の図版の誤答例はPIQが低く、図形識別の困難さが、PIQ低値と関係している可能性が強い。こうした識別課題に対する困難さは、学習面での、漢字、スペル、地図の認知など、図形や図版を見分ける課題を不得意とする傾向と関連する可能性が考えられる。また、「オレンジ」の図版の誤答例は室内パラジクロロベンゼン濃度が高い例が多かった。

　パラジクロロベンゼンは経口投与で100％、吸入量の60％が吸収される脂溶性の有機塩素化合物である。脂肪組織に蓄積する。フェノール体に代謝されグルクロン酸、または、硫酸抱合体として排泄される。急性・亜急性毒性として知覚過敏、興奮、筋肉のけいれん、ふるえ、腎機能障害、肝機能障害などが、亜慢性・慢性毒性として肝臓、脾臓、胸腺に影響し、発ガン性（マウス肝臓、雄ラット腎臓の腫瘍発生）が疑われており、また、アレルギー悪化作用を有する。

DDTを中心とする有機塩素系殺虫剤は神経細胞膜に存在するNaチャンネル機能を障害し、Naの細胞内流入を持続させ神経興奮を持続させる16）。

他の有機塩素系殺虫剤の詳細な研究は少ないが作用機序は同様と考えられている。パラジクロロベンゼンもベンゼン環に塩素が結合した脂溶性化学物質であり、同様な作用機序を有していると思われる17,18）。また、有機塩素系殺虫剤のNaチャンネル障害はピレスロイド系殺虫剤（ピレスロイド系殺虫剤は臭いのしない防虫剤として衣類や電気掃除機紙パック、床下白蟻駆除剤などに使用されている）でも起こる。ピレスロイド系殺虫剤はエステラーゼで分解されるため、エステラーゼを障害する有機リン系殺虫剤の存在によって、作用が増強する。

図形を認識するためには、正確に図形をスキャンできる視覚器とそれらを調節できる神経系の発達が必要である。パラジクロロベンゼンがNaチャンネル、GABA受容体を障害すること、「オレンジ」の図版の読み取りの障害があること、滑動性眼球運動の異常がPIQと逆相関していることから考察すると、パラジクロロベンゼンなどの化学物質が中枢性の滑動性眼球運動の異常を引き起こし、視覚機能を攪乱し、高位の視運動系の発達を阻害している可能性が考えられた。ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類やトルエンをはじめとする脂肪族炭化水素も知覚神経を介して眼球追従運動など高位の中枢神経系の障害をもたらすと考えられる。

DDT、アルドリン、クロルデンなどの有機塩素系殺虫剤は、魚、卵、牛乳、獣肉油脂などに汚染が続いており、空気中からの影響と同時に食品からも影響を受けている可能性がある。これらの有機塩素系殺虫剤はヒトの臍帯から検出されており、子供たちは胎児期から影響を受けている可能性が強い19）

 

３．５　まとめ

　シックハウス症候群11例において、WISC-Ⅲを実施した。統計学的な有意差をもって言語性IQ(Verbal Intelligence Quotient ：VIQ)に比べて動作性IQ（Performance Intelligence Quotient：PIQ）

が低下していた。PIQ低下の一因として、動作性下位検査である絵画完成の「オレンジ」図版に注目したところ、図形の中から一定の図形を見つけ出す能力：中枢視覚器機能系が低下している可能性が明らかとなった。「オレンジ」図版に正答できない症例は、室内空気中パラジクロロベンゼン濃度が高値であった。PIQは室内空気中パラジクロロベンゼン、ホルムアルデヒド、脂肪族炭化水素と逆相関していた。PIQ値は滑動性眼球運動の異常と逆の相関関係があり、眼球運動の異常が視覚系の発達を阻害している可能性が示唆された。

　文部科学省は2002年、「学校環境衛生の基準」の改訂によってパラジクロロベンゼンの測定を必要時に実施することとしたが、これらの調査が報告された後、各学校にパラジクロロベンゼンの使用をやめるよう通達し、学校の男子トイレで使われていた消臭ボールが姿を消した。

 

３．６有機リン系殺虫剤、パラジクロロベンゼン、室内化学物質に曝露されて発症したシックハウス症候群症例のその後の経過

　Guilletteら20)は、メキシコのヤクイ渓谷一帯の就学前児童を対象に、農場に近い所に居住する殺虫剤曝露群と、農場から離れて居住する群の発達調査を行った結果、農薬曝露群で、描画や視覚記憶において劣ることを明らかにした。今回調査した症例の中の1例の経過を紹介しよう。

　症例は、白蟻駆除のために有機リン系殺虫剤を床下に使用した新築の家で生まれ、生後２ヶ月から咳・喘鳴があり改善しなかった。赤血球コリンエステラーゼ低下（1.4単位まで低下）があり、有機リン系殺虫剤に曝露されていた。

室内化学物質もTVOC　6043.5μg/mlと高値、パラジクロロベンゼン663μg/mlなど様々な化学物質が著しく高値であった例である（表２）。5歳2ヶ月時、言語性IQは101と正常であったが、動作性IQは66と著明に低下し、年齢相当の人の絵を描くことができなかった（表３）。その後、医学的治療、環境改善、発達援助などにより症状は改善し、7歳1ヶ月時には、動作性IQは97と改善し正常化した。人の絵も年齢相当の描写ができるようになった。

 

 

室内化学物質濃度変化

測定時の年齢

1歳8ヵ月時

2歳11ヵ月時

4歳8ヵ月時

TVOC　μg/m3

6043.5*

1602.6*

1863.2*

トルエンμg/m3

74.6

22.9

30.1

m,p,oキシレン合計μg/m3

83.5

10.7

17.2

ホルムアルデヒドμg/m3

111.1*

233.9*

227.8*

アセトアルデヒドμg/m3

-

340.5*

288.8*

パラジクロロベンゼンμg/m3

663.0*

190.3

138.7

フェノブカルブμg/m3

-

-

0.025（床下）

 

 

 

 

 

*：厚生労働省基準値・指針値以上の濃度

表２　症例男児の自宅の室内化学物質濃度変化

 

表３　症例のWISC-Ⅲ検査結果の経過

年齢とともに動作性IQと人の絵の描写の発達は改善した

 

以上の３つの研究から、室内に存在する化学物質は子どもたちの発達に大きな影響があることが考えられた。室内汚染を減らし、子どもたちの健全な発達を確保することは急務な課題である。現在、室内空気質を改善させようとする様々な取り組みが行われている。それらが実現することを切に願っている。

化学物質の影響をなくすためには原因物質を避けることが大切だが、ヒトはそれ避けるための高度な免疫を持っている。多くのアレルギーやアトピー性皮膚炎の人たちの診療から次のように考えている。アレルギー反応は毒物を体内に入れないようにし（哺乳動物だけが持っている進化の末に獲得した高度な免疫反応-生体防衛反応）であり、アトピー性皮膚炎は、体内に入ってしまった毒物を体外に排泄し自らの健康を守るための仕組みである。人は、体を傷つけ健康を阻害する毒物（化学物質など）が含まれる食品や物質をアレルギーによって拒否し、皮膚の皮脂腺から体外へ排泄し（アトピー性皮膚炎になります）体を健康にしようとしている。アレルギーやアトピー性皮膚炎を持つ人たちは、環境や食品に含まれる毒物や化学物質に対する耐性が少ない人たちである反面、それらの人体に有害な毒物や化学物質を敏感に感じ取り、それらを含む埃やカビ、花粉、食品などを避けて健康を維持しようとする高い能力を持っている人たちであるということである21）。

実際、原因物質を突き止め、それらを取り除くと、患者さんたちは健康を取戻し、アレルギーやアトピー性皮膚炎は起こさなくなる。これこそが化学物質過敏症、環境過敏症を予防する手段である。たとえば、食物アレルギーは、病気というよりは、食品の汚染を察知して汚染された食品を避けようとするセンサーの役割を担っている。

　有害な物質を含む食品や花粉（花粉は大気中の化学物質を吸着し高濃度に汚染されています）、ハウスダスト（室内の化学物質で汚染されています）などに対してアレルギー反応を起こせない人、起こす能力が低い人は、知らないうちに多量の化学物質を体内に取り入れて、化学物質過敏症や農薬中毒など化学物質の毒性による病気を起こしやすくなり、最終的には血管、神経、内分泌の障害（虚血性心疾患や脳血管障害、糖尿病、神経疾患、精神疾患、悪性腫瘍など）を起こす可能性が高くなる。

　また、電磁波は生体の様々なシステムに影響を及ぼすことが考えられている。いままで、電磁波の影響実際に検出する方法がなかったが、近赤外線組織酸素モニターNIRSと起立試験を組み合わせることで、電磁波の微妙な影響を検出できる可能性がわかってきた。現在、この方法を使って電磁波が人に及ぼす影響についての研究が開始されたところである。

 

 

引用文献

１）角田和彦、吉野博、天野健太郎、飯田望、高田美紀、松本麻里、片桐寿美、北條祥子、武田篤、石川哲：厚生労働科学研究費補助金「シックハウス症候群の病態解明、診断治療法に関する研究事業」分担研究報告書　H12-14年「新築・リフォームに伴って室内で使用された化学物質が小児のアレルギー性疾患の病態に及ぼす影響」報告書（2003）

 

２）角田和彦、吉野博、天野健太郎、松本麻里、北條祥子、石川哲：新築・リフォームに伴って室内で使用された化学物質が小児のアレルギー疾患の病態に及ぼす影響．臨床環境医学13：26-34（2004）

３）上山真知子、角田和彦、吉野博、北條祥子、石川哲：厚生労働科学研究費補助金（健康科学総合研究事業）「微量化学物質によるシックハウス症候群の病態解明、診断・治療対策に関する研究」総括研究報告書（平成15-17年度）研究テーマ：一般市中病院でのシックハウス症候群の診断と治療方法を研究-近赤外線酸素モニターによるシックハウス症候群の診断・経過観察：化学物質吸入負荷試験と起立試験-6年間のまとめ（2006）

 

４）角田和彦、他：近赤外線脳内酸素モニターによるシックハウス症候群の診断.　臨床環境医学12：15-26（2003）

５）J. E. Aldridge, E. D. Lewvin, F. J. Seidler, and T. A. Slotkin, Developmental Exposure of Rats to Chlorpyrifos Leads to Behavioral Alternations in Adulthood, Involving Serotonergic Mechanisms and Resembling Animal Models of Depression,Environ Health Perspect 113:527–531（2005）

６）Theodore A. Slotkin and Frederic J. Seidler, The alterations in CNS serotonergic mechanisms caused by neonatal chlorpyrifos exposure are permanent, Developmental Brain Research, 158:115–119（2005）

７）Justin E. Aldridge, Armando Meyer, Frederic J. Seidler, and Theodore A. Slotkin, Alterations in Central Nervous System Serotonergic and Dopaminergic Synaptic Activity in Adulthood after Prenatal or Neonatal Chlorpyrifos Exposure, Environ Health Perspect, 113:1027–1031（2005）

８）Justin E. Aldridgea, Armando Meyera,b, Frederic J. Seidlera, and Theodore A. Slotkina, Developmental exposure to terbutaline and chlorpyrifos: pharmacotherapy of preterm labor and an environmental neurotoxicant converge on serotonergic systems in neonatal rat brain regions, Toxicology and Applied Pharmacology, 203: 132–144（2005）

９）Justin E. Aldridge, Frederic J. Seidler, Armando Meyer, Indira Thillai, and Theodore A. Slotkin,Serotonergic Systems Targeted by Developmental Exposure to Chlorpyrifos: Effects during Different Critical Periods, Environ Health Perspect, 111:1736–1743( 2003)

１０） Magda Sachana, John Flaskos, Efstathios Nikolaidis, Alan Hargreaves, and Eleni Alexaki-Tzivanidou, Inhibition of Rat Platelet 5-Hydroxytryptamine Uptake by Chlorpyrifos and Carbaryl, Pharmacology & Toxicology 89: 195–200( 2001)

１１）Nag M. and Nandy N., Serotonin and benzylamine oxidation by type A and type B MAO of rat brain in presence of organophosphate pesticides, Indian J Exp Biol. 39(8):802-806(2001)

１２）Maryse F. Bouchard, David C. Bellinger, Robert O. Wright and Mare G. Weisskopf: Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder and Urinary Metabolites of Organophosphate Pesticides. Pediatrics 125:e1270-e1277( 2010)

１３）角田和彦、上山真知子、栗山進一、渡辺瑞香子、吉野博、石川哲：厚生労働科学研究費補助金（健康科学総合研究事業）「微量化学物質によるシックハウス症候群の病態解明、診断・治療対策に関する研究」分担研究報告書（平成16年度）研究テーマ： 室内化学物質が知能・認知能力、行動に及ぼす影響の評価方法に関する研究-微量化学物質によるシックハウス症候群が疑われる児童・生徒の心身の発達に関する調査研究(2005)

１４）角田和彦：シックハウス症候群とシックスクール症候群：小児科の見地から.アレルギー・免疫 10巻：1595-1604(2003)

１５）角田和彦、吉野博、天野健太郎、松本麻里、北條祥子、石川哲：子供のシックハウス症候群．臨床環境医学13：85-92(2004)　

１６）Henk PM, Vijverberg JM, van der Zalm & Joep van den Bercken: Simmilar mode of action of pyrethroids and DDT on sodium channel gating in myelinated nerves. Nature 295:601-603(1982)

１７）Coats JR: Mechanisms of toxic action and structure-activity relationships for organochlorine and synthetic pyrethroid insecticides. Environ Health Perspect 87:255-262(1990)

１８）Narahashi T:Neuronal ion channels　as the target sites of insecticides.  Pharmacol Toxicol 79:1-14(1996)

１９）小宮山政敏、森千里：胎児複合暴露の影響評価、医学のあゆみ201：137-142(2002)

２０）Guillette E.A, Meza M.M, Aquilar M.G, Garcia I.E.:An anthropological approach to the evaluation of preschool children exposed to pesticides in Mexico. Environmental Health Perspectives.106(6):347-53( 1998).

２１）角田和彦：トピックス5．環境因子がアレルギーに及ぼす影響の可能性（小児科領域）.　アレルギー64（1），1-8（2015）