Isabel Katz var 14 år när hon fick reda på att hennes mamma och mormor var en del av ett långvarigt vetenskapsprogram. “Jag blev verkligen förvånad”, säger hon. Det startade 1959 och är ett av de äldsta pågående forskningsprogrammen i världen. Det har samlat in data om tusentals familjer som Isabels som bor i och runt San Francisco, Kalifornien
Programmet är känt som Child Health and Development Studies, eller CHDS. Under decennierna har dess forskare delat med sig av många av sina resultat vid möten och i tidskrifter. Var och en av dessa rapporter kan ses som en av “studierna” inom CHDS. Men när det gäller forskning är det vettigt att bara tänka på CHDS som en superlång pågående studie med många delar.
Forskare har lärt sig viktiga saker från de familjer som deltar. På 1960-talet, till exempel, visade forskare att kvinnor som rökte under graviditeten tenderade att få mindre barn. Detta fick andra forskare att studera hur en mammas rökning kan skada hennes ofödda barn.
Denna omfattande studie ger nu forskare andra viktiga ledtrådar om vilken roll miljön spelar för människors hälsa. “Vad som gör den här studien sällsynt är att den sträcker sig över tre generationer”, konstaterar ledande forskare Barbara Cohn. Den här och andra långa studier som den kan en dag hjälpa människor att göra förändringar i miljön på ett sätt som kan minska hur många människor som blir sjuka.
Förstå miljörisker
Innan sådana förändringar kan ske måste vi dock veta vad vi ska ändra. Många sjukdomar har mer än en orsak. Flera faktorer avgör vem som får tillstånd som autism, celiaki, diabetes och cancer.
Gener är fragment av DNA som avgör hur en organism ser ut och agerar. Vi ärver gener från våra föräldrar. Dessa gener hjälper också till att avgöra vem som kan utveckla vissa sjukdomar. Vissa beteenden – som hur mycket vi tränar eller sover – spelar också en roll.
Förklarare: Vad är gener?
Det kan också påverkas som vi har mindre kontroll över, till exempel vad som finns i maten vi äter, vattnet vi dricker och luften vi andas. Dessa miljöfaktorer kan innefatta vår exponering för skadliga kemikalier. Dessa kan komma in i våra kroppar genom huden, lungorna, näsan eller tarmen.
Några exempel på potentiellt riskfyllda kemikalier inkluderar bisfenol A (BPA), en ingrediens i plast, dentala tätningsmedel och bläck i vissa termotryckpapper. En annan stor klass av sådana föreningar är perfluorerade kemikalier. Dessa “nonstick”-medel används för att belägga många stekpannor, matförpackningsmaterial och tyger. Det finns också potentiellt giftiga bekämpningsmedel och föroreningar som sprids ut av förbränning av allt från fossila bränslen till torkadrabbade skogar. Även de naturliga ingredienserna i livsmedel kan ibland påverka vår risk för sjukdomar.
Förklarare: Korrelation, orsakssamband, tillfällighet och mer
Vi kan inte enkelt ändra vår genetiska sammansättning. Men vi kanske kan förändra vissa aspekter av miljön som vi kommer att exponeras för. Först, men det finns mycket mer forskning som behöver göras. “Vi vet inte vad dessa viktiga miljöfaktorer är för många sjukdomar”, konstaterar Brandon Pearson. Han är neuroforskare vid Columbia University i New York City. Hans arbete fokuserar på effekterna av giftiga kemikalier på hjärnan.
Förstå dessa miljörisker, påpekar Pearson, börjar med observation.
Lärande av det förflutna
Barbara Cohn tillbringar mycket av sin dag vid en dator, inte en labbbänk. Hennes kontor i Berkeley, Kalifornien, innehåller en elektronisk portal till det förflutna. Hon är innehavare av hälsoinformation som spänner över tre generationer.
Cohn är epidemiolog. Sådana forskare studerar stora grupper av människor. De är kända som kohorter. För att studera en kohorts hälsa över tid tar forskarna ofta blodprover, ställer frågor och samlar in annan data. De kan göra detta med några månaders mellanrum eller med några års mellanrum. Sedan spårar de hur rekryternas hälsa i genomsnitt har förändrats över tid.
Forskare använder dessa data för att identifiera sjukdomsmönster. De kan också leta efter alla detaljer om vad som kan ha ökat – eller sänkt – chansen att människor i kohorten utvecklade en viss sjukdom.
Detta kallas observationsvetenskap. Forskare kan använda den för att generera en ny hypotes (Hy-PAH-thuh-sis). Hypoteser är typ av utbildade gissningar som är baserade på en eller flera observationer.
Som en del av barnhälsa och utvecklingsstudier, registrerade forskare information om föräldrar och deras barn från början av 1960-talet. CHDS
Till exempel under andra världskriget, forskare såg de första ledtrådarna om att en babys miljö i livmodern kan hjälpa till att förutsäga vem som i vuxen ålder skulle fortsätta att utveckla vissa sjukdomar. Vintern 1944 till 1945 hade nazisterna tagit över Nederländerna. Detta orsakade en svår svält. Vuxna i många delar av landet levde på bara 400 kalorier om dagen. (En normal diet för vuxna är närmare 2 000 kalorier om dagen.) Bebisar som föddes under denna så kallade holländska hungersnöd i “Hunger Winter” var kortare och smalare än bebisar födda före eller efter.
Men även år senare var det mer sannolikt att personer födda under hungersnöden drabbades av sjukdomar som hjärtsjukdomar och diabetes än vad deras jämnåriga föddes kort före eller efter dem. Forskare antog att en mammas svält under graviditeten förändrade hur hennes barn utvecklades i livmodern. Dessa förändringar gjorde svältbebisarna mer sårbara för vissa sjukdomar.
Dessa data visar också att det kan ta många år efter en exponering innan symtom på sjukdomsrisk uppstår. Och det kan göra det svårt att identifiera kopplingar mellan miljö och hälsa. Långvariga kohortstudier är ett av de bästa verktygen forskare har för att hitta sådana länkar, säger Cohn. Det beror på att kohortstudier tillåter forskare att samla in hälsodata från samma människor under hela livet.
Familjens volontär
Isabel Katz mormor, Ruth Deuel, gick med i Child Health och Utvecklingsstudier 1962. Det var några dagar efter att Deuel hade fött Isabels mamma, Jennifer Iscol. En sjuksköterska på sjukhuset frågade Deuel om hon ville ställa upp som volontär för en naturvetenskaplig studie. Det skulle leta efter mönster mellan mödrars hälsa under graviditeten och hur deras barn växte över tiden. Som datorprogrammerare hade Deuel ett starkt intresse för vetenskap. Hon tänkte: “Visst, varför inte?”
Deuel svarade på frågor om hennes hälsa och vanor. Rökte hon? Hade hon tagit några mediciner under graviditeten? Sjuksköterskor mätte hennes längd, vikt och blodtryck. De samlade in en flaska med hennes blod. De samlade också in data från hennes dotter, Jennifer, när hon växte från ett spädbarn till ett barn.
Forskare samlade in data om barn i barnhälsa och utvecklingsstudier vid kontroller vartannat år från det att barnen föddes till tonåren. Dessa “barn” är nu i 50-årsåldern.CHDS
Från dessa data lärde sig forskarna många saker. Till exempel födde mammor som rökte under graviditeten mindre barn. Bebisar som föds för små kan utveckla andningsproblem och andra hälsoproblem. Andra studier visade också att rökning under graviditeten kan skada växande spädbarn. Så läkarna började råda gravida kvinnor att inte röka.
Forskare fortsatte att samla in data när Jennifer och andra barn i hennes kohort växte upp. Med mer data kunde forskare ställa och svara på olika frågor. De kunde nu titta på hälsan över en längre tid.
Till exempel har Cohn och andra som studerar Jennifers generation lärt sig att kvinnor som utsatts för en viss insektsdödare i livmodern och under puberteten löper större risk att utveckla bröstcancer i 40- och 50-årsåldern. Det bekämpningsmedlet kallas DDT. Den amerikanska regeringen skulle fortsätta att förbjuda DDT på grund av oro för att det skadar vilda djur och utgör en risk för människors hälsa.
Andra kohortstudier
Barnhälsa och utvecklingsstudier kan vara en av längst löpande kohorter i världen. Ändå är det inte den enda studien som undersöker miljöns roll för hälsan i olika generationer av samma familjer. Forskare i England, till exempel, har observerat 14 500 familjer i staden Bristol sedan 1991. De kallar denna kohort för Children of the 90s study.
“Vi ville använda den data vi samlat in för att skapa hypoteser om hur miljö och gener påverkar ett barns hjärnutveckling”, säger Jean Golding. Hon är en lokal epidemiolog som hjälpte studien att komma igång. Hon arbetar vid University of Bristol.
Resultat från denna kohortstudie har hjälpt forskare att bilda en annan hypotes: att exponering av ett foster för giftiga kemikalier i livmodern kan skada senare generationer. Och, visade Goldings team, barn vars mormors mormor rökte medan de var gravida var något mer benägna att ha autism än barn vars mormor och mormor inte rökte. Detta gällde dock endast för barn vars mammor också rökte medan de var gravida med dem.
Framingham Heart Study är en annan berömd långvarig kohort. Den designades för att hjälpa forskare att bättre förstå vilka genetiska och miljömässiga faktorer som kan visa sig vara bra – eller dåliga – för hjärthälsa. Det började i Framingham, Massachusetts, 1948, med 5 000 vuxna.
Forskare från hela världen har publicerat mer än 3 500 vetenskapliga studier om de ursprungliga Framingham-vuxna, deras barn och deras barnbarn. Denna studie gav några av de första ledtrådarna om att cigarettrökning kan bidra till hjärtsjukdomar. Studien spårar nu en fjärde generation.
Forskare behöver observationer och experiment
Stora studier som Framingham Heart Study och Barnhälsa och utvecklingsstudier är sällsynta. Men de är väldigt viktiga. CHDS-programmet tillåter till exempel forskare att studera hur livsstils- och miljöförändringar över tid kan spela en roll vid sjukdom, säger Alessio Fasano. Han är en pediatrisk gastroenterolog. Sådana läkare studerar och behandlar sjukdomar i matsmältningskanalen hos barn. Han arbetar på Massachusetts General Hospital i Boston.
Forskare studerar nu CHDS-familjer för att ta reda på vad i deras miljö som kan bidra till celiaki. Människor med denna sjukdom skadas av att äta gluten, ett vetebaserat ämne som finns i saker som bröd.SMarina/iStock/Getty Images Plus
Där studerar Fasano celiaki (SEEL-ee-ak) sjukdom. Personer med denna sjukdom skadas av att äta ett ämne som kallas gluten (GLOO-ten). Det finns i bröd och andra livsmedel gjorda med vissa spannmål. Få människor kände till celiaki på 1950- och 1960-talen. Det var sällsynt. Nu är det på uppgång. Antalet nya fall i USA har fördubblats vart 15:e år sedan 1970-talet. Läkarna är inte säkra på varför. De tror att förändringar i miljön och i människors livsstil kan ha spelat en roll. Men de är inte säkra på vad dessa förändringar kan vara.
Fasanos team har börjat titta på data från barnhälsa och utvecklingsstudier. Hans team är bland dem som letar efter förändringar av miljöexponeringar och livsstilar under de tre generationerna. De hoppas att identifiering av sådana förändringar kommer att hjälpa dem att bättre förutsäga vem som sannolikt kommer att utveckla celiaki och varför.
En ny generation människor föds i genomsnitt vart 20:e år. “För tre generationer sedan levde vi en helt annan livsstil”, säger Fasano. – Miljön var annorlunda. Nu kan vi studera hur dessa förändringar påverkar hälsan.”
Forskare har kopplat vissa kemikalier i bekämpningsmedel till en högre risk för bröstcancer i familjer som tar del i Child Health and Devel opment Studier. mladenbalinovac/E+/Getty Images
Hur användbara kohortstudier än är, de har sina gränser. Forskare kan inte använda observationsforskning för att avgöra om en viss sak orsakar något annat. En kohortstudie kan visa att någon som exponeras i livmodern för ett visst bekämpningsmedel får bröstcancer decennier senare. Det är ett samband. Men korrelationer i sig bevisar inte vilka bekämpningsmedel orsakade att cancer. Det kan finnas andra förklaringar. För att visa orsakssamband måste forskare göra experiment som testar deras hypoteser.
Ändå är vissa experiment svåra att göra på människor. Vissa kan till och med vara orättvisa. Om du har en stark misstanke om att en kemikalie orsakade hälsoproblem, skulle det vara orättvist att få vissa människor att röra vid den eller andas in den bara för att testa din välutbildade aning. Så forskare kör istället sådana tester på celler, vävnader eller djur i ett laboratorium. Den här typen av experiment kan hjälpa forskare att svara på frågor om hur eller varför något händer.
Observation och experiment går hand i hand. “De arbetar tillsammans för att hjälpa forskare att göra och testa hypoteser”, säger Cohn.
Looking ahead
Isabel Katz är nu junior på college. Där studerar hon biologi. För några år sedan fick hon frågan om hon som vuxen ville delta i Barnhälso- och utvecklingsstudierna. Hon sa ja, precis som hennes mormor och mamma hade gjort. “Jag visste att jag som deltagare inte kunde ersättas”, säger Katz.
Forskare börjar nu samla in data från Katz och andra barnbarn till de ursprungliga kohortmedlemmarna.
Tänk på DDT exponeringar som deras mormödrar kan ha haft. Det är sant att DDT inte längre används i USA. Men tusentals kemikalier som säljs och används idag som har kopplats till en förhöjd risk för bröstcancer och andra sjukdomar. Vissa av dem har en kemisk struktur som är mycket lik DDT. Detta tyder på att de kan agera på liknande sätt i kroppen, konstaterar Cohn. “Förhoppningen nu”, säger hon, är att vi med de kommande kohortdata inte behöver vänta ytterligare 60 år för att studera de långsiktiga hälsoeffekterna .”
Rapporteringen för denna berättelse stöddes av ett Lizzie Grossman frilansstipendium för miljöhälsorapportering som tilldelades genom Society for Environmental Journalisms fond för miljöjournalistik.
Leave a Reply