比尔·吉尔摩在新罕布什尔州的海滨小镇住了 28 年，在那里他冲浪和划皮划艇。“我一生都在水中，”他说。“在接触海洋之前，我都是在湖泊里玩。我从四岁起就一直是水上运动爱好者。”
现在，吉尔摩再也不能游泳、钓鱼或冲浪了，更不用说扣衬衫纽扣或把叉子送到嘴边了。今年早些时候，他被诊断出患有肌萎缩侧索硬化症 (ALS)，又称卢伽雷病。
在新英格兰地区，医学研究人员现在正在揭示一些线索，这些线索似乎将某些致命的神经系统疾病病例与人们居住在湖泊和沿海水域附近联系起来。
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大约五年前，新罕布什尔州一家医院的医生注意到他们 ALS 患者的模式——他们中的许多人，像吉尔摩一样，都住在水边。从那时起，达特茅斯-希区柯克医疗中心的研究人员在新英格兰的湖泊和沿海社区中发现了几个 ALS 热点，他们怀疑蓝藻的有毒水华（在世界范围内变得越来越普遍）可能在其中发挥作用。
现在，科学家们正在调查吸入藻类产生的神经毒素是否会增加患病风险。然而，他们还有很长的路要走：虽然这种毒素似乎确实会杀死神经细胞，但没有任何研究，即使在动物身上，也证实了与 ALS 的联系。
病因不明
与所有 ALS 患者一样，没有人知道是什么导致了比尔·吉尔摩的疾病。他是一个高大强壮的人——职业是木匠。2011 年的一天早上，他感觉手臂无力。“我无法拿起我的工具。我以为自己受伤了，”现年 59 岁的吉尔摩说，他一半的时间住在汉普顿，现在住在新罕布什尔州的罗切斯特。
三年后，在多次看医生之后，吉尔摩在 6 月份得知，他四肢的进行性无力是 ALS 引起的。
汉普顿和罗切斯特都不被认为是 ALS 的热点地区。吉尔摩是美国每年大约 5,600 名被诊断出患有该疾病的人之一。患者从确诊起平均存活两到五年。
目前尚无治愈方法，而且对于大多数患者来说，病因不明。对于 90% 到 95% 的 ALS 患者来说，没有已知的基因突变。研究人员推测，基因和环境之间某种未知的相互作用是造成疾病的原因。
近年来，一些研究的重点是蓝藻，也称为蓝细菌。
“人们越来越意识到基因/环境相互作用对神经退行性疾病的重要性。人们越来越有兴趣研究环境暴露，包括接触蓝细菌，作为散发性 ALS 可能的风险因素，”怀俄明州非营利性民族医学研究所所长保罗·艾伦·考克斯说，该研究所专注于 ALS 和其他神经退行性疾病的治疗。
蓝细菌是地球上最古老的生物之一，可以在任何有水分的地方出现。水华主要是由农业和城市径流中的营养物质滋养的。
一些蓝细菌会产生有毒化合物，使人患病。8 月，当在供水中发现伊利湖藻类水华产生的毒素时，俄亥俄州托莱多的数十万人连续几天没有自来水可用。
虽然引发托莱多水危机的蓝细菌毒素会导致腹泻、肠道疼痛和肝脏问题，但蓝藻产生的其他毒素会损害人类和野生动物的神经系统。
科学家们长期以来一直怀疑蓝细菌毒素可能在某些形式的 ALS 中发挥作用。二战后，美国驻关岛的军事医生发现，许多当地的查莫罗人患有一种快速进展的神经系统疾病，其症状类似于 ALS 和痴呆症。多年后，科学家在死于这种疾病的查莫罗人的大脑中发现了神经毒素 BMAA。在苏铁树的根和种子中生长的蓝细菌会产生这种毒素。
考克斯是 1990 年代在关岛的一名研究人员，他推测 BMAA 通过食物链从苏铁种子到蝙蝠再到猎捕它们的查莫罗人。但考克斯和他的同事们也在从未食用过关岛果蝠的加拿大阿尔茨海默病患者的大脑中发现了 BMAA。在死于其他原因的患者中，他们没有发现任何痕迹。加拿大人体内 BMAA 的来源仍然未知。
一些研究人员认为，来自受蓝细菌水华污染的水域的鱼类和贝类可能是人们摄入 BMAA 的一种途径。在法国南部，研究人员怀疑 ALS 病例可能与食用贻贝和牡蛎有关。在佛罗里达州沿海靠近水华地区捕捞的龙虾中，也发现了高含量的 BMAA。
世界各地的科学家正在调查神经毒素如何进入人体以及它是否会导致疾病。
“我们真的不知道哪些接触途径最重要，”考克斯说。
新英格兰的 ALS 热点
在新罕布什尔州，达特茅斯大学的神经学家伊莱贾·斯托梅尔注意到，几位 ALS 患者来自该州中部的恩菲尔德小镇。当他绘制他们的地址时，他看到他们中有九人住在马斯科马湖附近。
在湖泊周围，散发性 ALS（遗传学不是可能原因的病例）的发病率大约是该规模城镇预期发病率的 10 到 25 倍。
“我们不知道为什么湖泊周围似乎有聚集性病例，”斯托梅尔说。
基于世界其他地区 ALS 与神经毒素之间的联系，斯托梅尔和他的同事们推测，湖泊中的蓝细菌水华可能是一个因素。
在新英格兰北部，研究人员继续发现了 ALS 热点——佛蒙特州尚普兰湖附近的一个大型热点，以及新罕布什尔州和缅因州沿海社区的一些较小热点。
今年早些时候，研究人员报道称，较差的湖水水质增加了居住在热点地区的可能性。最引人注目的是，他们发现，居住在溶解氮含量高的湖泊 18 英里范围内（氮是肥料和污水中的污染物，会滋养藻类和蓝细菌水华）会使属于 ALS 热点的几率增加 167%。
他们写道，这些发现“支持了这样的假设，即散发性 ALS 可能由环境湖泊水质和促进有害藻类水华和蓝细菌增加的湖泊条件引发。”
新英格兰社区的人们如何摄入神经毒素在很大程度上仍然是一个谜。虽然湖中的鱼确实含有神经毒素，但并非所有参加达特茅斯大学研究的人都吃鱼。
“我们已经向患者发送了问卷，在饮食或活动方面确实没有共同点，”斯托梅尔说。“每个人都做的一件共同的事情是呼吸。”
换句话说，可能是船只、水上摩托艇，甚至风，都会在空气中搅动微小的蓝细菌颗粒，然后人们再将其吸入。
测试空气中的神经毒素
去年八月，在新罕布什尔大学生物学家吉姆·哈尼在阿蒂塔什湖涉水齐膝深处，进入了漩涡状的绿色水中。蓝细菌正在马萨诸塞州东北角的小湖中大量繁殖。哈尼已经用管道、塑料漏斗和纸张搭建了三个类似真空的装置，以吸取和过滤湖面附近的空气。
他将滤纸带回他的实验室，并测量了粘在上面的蓝细菌细胞、BMAA 和其他毒素。
“我们想知道湖泊居民可能会通过空气中的颗粒暴露于什么水平，”哈尼说，他正在与达特茅斯大学的团队合作，对马萨诸塞州和新罕布什尔州的湖泊进行空气采样。
斯托梅尔说，“看到滤纸上布满了蓝细菌，这非常引人注目。”
目前，哈尼和研究生们正试图了解在什么条件下毒素可能会从湖中逸出，以及空气中的颗粒是否是重要的暴露途径。
初步研究结果表明，BMAA 和其他蓝细菌细胞正在气溶胶化。“可能有大量的蓝细菌可以被吸入，”哈尼说。但他指出，这些测量是在水面以上大约 8 英寸处进行的，因此，浓度在更远的地方可能会低得多。
虽然毒素在湖泊周围的空气中最丰富，但它们遍布全球，即使在沙漠中也是如此。
2009 年，甚至在卡塔尔的沙子里也检测到了 BMAA。含有蓝细菌的结壳可能一年中的大部分时间都休眠在土壤中，但在春雨暴雨期间会被掀起。考克斯和他的同事推测，吸入灰尘中的毒素可能是导致沙漠风暴行动后军事人员 ALS 发病率翻倍的原因。
在阿蒂塔什湖哈尼的工作站附近，一个孩子在码头附近的浅水中嬉戏。哈尼舀了一杯水。他看着杯子里反射阳光的微小绿色颗粒，使混合物看起来像浑浊的豌豆汤。
“我们已经形成了将自然视为田园诗般的观点，这很棒，但并非自然界的一切都是良性的，”他说。“响尾蛇是天然的，你不会靠得太近。”
“邻近不等于因果关系”
BMAA 暴露可能会在某些人中引发该疾病的假设仍然存在争议。
研究人员有证据表明，居住在水华湖泊附近的人患肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）的风险可能增加。他们甚至在死于神经退行性疾病的人的病变脑组织中发现了BMAA。尽管如此，佛罗里达州迈阿密大学的神经科学家黛博拉·马什表示，“邻近并不等于因果关系”。
目前最大的未解之谜是这种毒素是否真的会导致这种疾病。到目前为止，几乎没有证据表明它是如何诱发ALS患者大脑中出现的病变的。
对人类细胞的测试发现，BMAA会杀死运动神经元——控制肌肉的神经细胞，而运动神经元是ALS的病理机制之一。上世纪80年代，喂食高剂量BMAA的灵长类动物表现出神经和肌肉无力的迹象。但是，这种毒素并没有杀死它们的运动神经元。
考克斯说：“目前缺乏的是一个清晰的动物模型，可以证明暴露于BMAA会导致类似ALS的神经病变。”
那么，这种毒素可能导致疾病的机制是什么呢？人体可能会将BMAA误认为是氨基酸L-丝氨酸，后者是蛋白质的天然成分。当毒素被错误地插入到蛋白质中时，它们就会“错误折叠”，这意味着它们不再正常运作，并可能损害细胞。
考克斯和同事们很快将在FDA批准的临床试验中测试两种药物。他们即将进入L-丝氨酸的第二阶段测试。民族医学研究所的研究员桑德拉·班纳克解释说，这个想法是，大剂量的L-丝氨酸可能能够“竞争过”体内低水平的BMAA，防止它被掺入蛋白质中。
对于像吉尔摩这样的ALS患者来说，这项研究来得越快越好。“如果他们能找到病因，那么就有希望找到治疗方法，”吉尔摩说。
本文最初发表于环境健康新闻，这是一个由非营利媒体公司环境健康科学出版的新闻来源。