平成13年度 国際的水銀汚染問題への対応に関する研究
有機水銀^*の健康影響に関する研究のレビュー

研究者 佐藤 洋（東北大学医学系研究科教授）

* 課題名の「有機水銀」は、課題の内容を考えると正しくない名称であると考える。前期の研究班でも主張し、多くの班員からも賛意を得たように、「有機水銀」ではなく「メチル水銀」とすべきであると考えるが、指定研究の課題名なのでそのままにしました。研究班全体での早めの是正を願う。

研究要旨

本研究では、世界各地でいまだに続く水銀汚染問題、作業者の水銀蒸気への曝露とその影響の発現を予防することや水銀の放散による環境汚染の長期的影響、すなわち環境中でのメチル化と生態系での濃縮を防ぐことを目的とする。加えて、低濃度であるかもしれないが、人間集団がメチル水銀に曝露されていることを考慮して、特に胎児期曝露の生後の影響を明らかにしようとするものである。そのために、既存の文献をレビューし、詳細に検討する。

今年度は、水銀汚染問題の論文検索を行い、胎児期曝露の生後の影響をコホート調査で明らかにしつつあるFaroe諸島での最新の調査について紹介し、さらにはBenchmark doseを検討した。

研究協力者氏名

仲井邦彦（東北大学医学系研究科助教授）, 亀尾聡美（東北大学医学系研究科助手）, 永沼 章（東北大学薬学研究科教授）, 村田勝敬（秋田大学医学部教授）, 吉田 稔（聖マリアンナ医科大学助教授）, 赤木洋勝（国立水俣病研究センター部長）

A. 研究目的

メチル水銀による健康影響の全貌は科学的に明らかにはされていない。ことに低濃度曝露の影響については、閾値を含めて解明されておらず、魚類等に蓄積したメチル水銀曝露のハイリスクグループである胎児期曝露児童の発育発達への長期的影響を明らかにする必要性は、日本人も比較的魚食の多い集団なので高い。また水銀汚染問題は、国際的には金採掘・精錬にともなう水銀の放出があり水銀蒸気への作業者の曝露とその後の中毒を予防し、さらに水銀蒸気の放散による汚染の長期的影響、すなわち環境中でのメチル化と生態系での濃縮を防ぐ必要がある。これらの実態を明らかにし、国際協力を中心とした効率の高い対応を創出することを目的とする。

B. 研究方法

「国際的水銀汚染問題への対応に関する研究」としては、世界各地でどのような水銀汚染問題があるかを文献によって調査する。また、国立水俣病研究センターをはじめとする研究機関において実施された、国際的な共同研究や調査の事例も調査する。その事例を検討することによって、より効果の高い支援や共同研究の方法を明らかにする。

今年度は、これまでに水銀汚染問題を報告している文献を、Dialog等のデータベースから検索・収集する。その文献を詳細に検討し、世界各地の水銀汚染問題の原因・汚染の程度や範囲・生態系への影響・ヒト集団への健康影響等について記述することになるが、今年度はその為の準備を行なう。

「有機水銀の健康影響に関する研究のレビュー」としては、感受性の高い胎児期曝露の生後の発育発達への影響を中心に据え、生涯の曝露も含めて健康影響を明らかにする。この課題も文献の調査が中心になるが、現在進行中の調査の視察も考慮する。すでに前期の研究班において胎児期曝露の影響に関するレビューは行なわれているので、ここでは、さらに新たな知見を提供するものと、生後も続く長期・微量曝露の健康影響を文献調査対象の中心とする。これに加えて、動物実験であっても、胎児期曝露や長期・微量曝露の影響を明らかにしようとするものも文献調査対象とし、レビューする。

（倫理面への配慮）
倫理面への配慮については、公開された文献の調査を中心とする研究であるので特に必要とは思われない。

C. 研究結果

1. 世界各地の水銀汚染問題に関する文献調査

MedLine（1966-present）を対象データベースとして、key words = mercury and pollution で検索すると、269論文がヒットした。この269論文のうち、最近の5年間（1997-2001）の論文で、水銀汚染問題に関連すると考えられるもの60を、別表-1にあげる。

また、参考までに国立水俣病研究センターが蒐集し、2001年の「第6回環境汚染物質としての水銀国際会議」の付随行事として開催されセミナーで配布された“水銀汚染対策マニュアル”に掲載されている世界各国の汚染の事例を別表-2として掲載する。

2. 有機水銀の健康影響に関する研究のレビュー

Faroe 諸島におけるコホート調査については、既に前期の研究班において胎児期曝露の影響に関するレビューのなかで行っている。ここでは、以前の研究を簡単に振り返り、一昨年から昨年にかけて行われた、14歳児を対象とした最新の調査結果の概略を、村田班員の論文（投稿中）をもとに報告する。

1) 調査の経緯

1980年代半ばにデンマーク領Faroe諸島（デンマークとアイスランドを結ぶ線上の北緯62度に位置する18群島、現人口43,000人）で水銀汚染の予備調査が行われた。小漁村に住む妊娠可能な女性（20～50歳）53名の血中水銀濃度の中央値は12.1（範囲2.6～50.1）μg/l であり、デンマーク女性の中央値1.6 μg/l の約８倍であった（Weihe & Grandjean, 1994）。このため、本格的な調査が1986年3月1日より翌年12月末までデンマーク・オデンセ大学（現、南デンマーク大学）環境医学教室のGrandjean教授とFaroe諸島のWeihe病院部長を中心として行われた。この期間に出産した母親のうち、毛髪および胎盤が採取でき、かつ妊娠経過、妊娠中の鯨および魚の摂取量、飲酒・喫煙等の質問紙調査ができた1,022名（全体の75.1％）が母子コホートとして登録された。

Faroe諸島がこのような調査の対象集団として適している理由は、水銀曝露の範囲が広いことに加えて、言語・文化が北欧圏に属し、社会が均一かつ緊密であったことによる。その上、曝露が自然の状態（natural experiment）に近いという条件を兼ね備えていた（Grandjean et al., 2001b）

この時の臍帯血中水銀濃度の中央値は24.2（0.5～351）μg/l、母親の毛髪水銀濃度の中央値は4.5（0.2～39.1）μg/g で、10 μg/g 以上が130名いた（Grandjean et al., 1992）。これらの水銀濃度は、月当たりの鯨肉の摂食回数あるいは週当たりの魚（鱈）摂食回数が多くなるにつれ、有意に高くなることが認められた。「臍の緒」を用いた分析結果より、Faroe島民の水銀曝露レベルは水俣病患者の1/6～1/5程度と推定された（Akagi et al., 1998; Dalgard et al., 1994）。この母親集団に水俣病あるいはそれに類似する症状を示す人はいなかった。

なお、1990年代前半のFaroe諸島で採れる海産物に含まれる平均水銀濃度は巨頭鯨（pilot whale）で3.3 μg/g（このうち約半分がメチル水銀）、鱈で0.07 μg/g（大半がメチル水銀）であった。同時期、成人の鯨肉の平均摂取量は12 g/日、魚肉は72 g/日であり、平均水銀摂取量は約36 μg/日と推定された（Weihe & Grandjean, 2001）。

2) 神経・行動発達への影響の調査

Faroe諸島における胎児期水銀曝露の影響調査は、第１回目が1993年、1994年の4～6月（計6ヶ月間）に行われ、7歳になったコホート923名（90.3％）が参加した。また、第2回目は2000年、2001年の4～6月（計6ヶ月間）に実施され、14歳児883名（86.4％）が参加した。

検査項目として一般健康診査、小児神経学的検査、神経行動学的検査（知能、運動機能、注意力、視覚空間機能、言語、言語記憶等）、視聴覚検査、神経生理学的検査（聴性脳幹誘発電位、視覚誘発電位、自律神経機能、この他7歳児調査では平衡機能、14歳児調査ではP300）、血液・毛髪採取があり、ひとりの子供に4時間を費やした（午前午後に各々4名測定）。神経行動学的検査項目の選択にあたっては、曝露に鋭敏であり、各機能を良く反映し、交絡因子の影響を受けにくい特異性を持ち、検査年齢や文化に合致し、可能な限りコンピュータ支援の検査である点が考慮された（Dahl et al., 1996）。また、検査者の選択には一層の注意が払われた。

3) 7歳児の調査結果

7歳児調査では、運動機能（finger tapping test）、注意（reaction time）、視覚空間（Bender検査）、言語（Boston naming test）、言語記憶（California verbal learning test short delay）が出生時の水銀曝露量、すなわち、出生時の母親の毛髪水銀濃度および臍帯血中水銀濃度、と有意な関連を示した（Grandjean et al., 1997; Grandjean et al., 1998; Steuerwald et al., 2000）。また、聴性脳幹誘発電位潜時が水銀曝露量と有意な正の関連を示した（Murata et al., 1999a）。後者は1995年にマデイラ諸島で深海魚Espadaを食べている漁村の子供149名（母親の毛髪水銀濃度の幾何平均9.6 μg/g、1.1～54.4 μg/g）で調べた水銀と聴性脳幹誘発電位潜時との関連と同様であった(18)。このように集団レベルで検討すると、胎児期の低濃度水銀曝露は神経・行動発達に影響している可能性が高いと考えられた。

4) PCB曝露の影響と交絡因子

7歳児調査における交絡因子の影響は統計解析時に考慮された。基本的な交絡因子として性・年齢、母親の知能、検査者があげられ、経験的な交絡因子として産科・内科的疾患の有無、両親の教育レベル、父親の職業があげられた。また、その他の交絡因子として居住地やPCB曝露が考慮された。PCBの分析には臍帯組織が用いられ、7歳児調査に参加した子供のうち438名で測定された（Grandjean et al., 2001a）。なお、この中の50名については更に臍帯血PCB濃度も測定され、これは臍帯組織中PCB濃度と非常に高い相関（相関係数r=0.90）を示した。

検査結果のうち反応時間、Boston naming test、California verbal learning test long delayの３つが臍帯組織中PCB濃度と有意な関連を示した（p=0.05、片側）（Grandjean et al., 2001a）。しかしながら、水銀濃度とPCB濃度の両者を説明変数とし、曝露影響指標を目的変数とする重回帰分析を行うと、水銀は反応時間およびBoston naming test成績と有意に関連したが、PCBはいずれの曝露影響指標に対しても有意な関連を認めなかった。

5) 14歳児の神経影響調査

14歳児の神経影響調査は2001年6月末に終了し、現在データ解析の途上にある。一部解析が行われた自律神経機能検査において、14歳児の副交感神経活動が出生時の水銀曝露量の増加に伴って有意に低下する傾向が認められるようである。なお、2000年4～6月のFaroe諸島における調査で、小児科医によって乳房、陰毛、陰茎の性成熟度（Tannerの分類）や超音波診断装置での精巣サイズが調べられ、さらに早朝尿中の精子数も検査された（Mol et al., in press）。しかしながら、これらの検査は2000年11月のデンマーク・オデンセ市および2001年4～6月のFaroe諸島で行われた調査では行われなかった。それは、このような調査をしているとの噂の広まりにより参加者数が減少することを危惧してのことであった。

6) 低濃度曝露の「限界値」の考え方とBenchmark Doseの算出

非発がん性影響のリスク評価として十分にコントロールされた動物実験から得られるNOAEL（no observed adverse effect level、無毒性量）は、非曝露群に統計的あるいは生物学的に有意な毒性影響の増加を生じさせない“最も高い実験的曝露量”と定義されている（Committee on the Toxicological Effects of Methylmercury, 2000）。しかしながら、このNOAELあるいはLOAEL（lowest observed adverse effect level、最小毒性量）は曝露群と非曝露群の統計的比較（有意差検定）に基づいて算出されているため、サンプル数に左右されやすく、近年研究者の間で異議を唱える者もいる。

Crumpは、量−影響関係を重視したbenchmark doseという考えを提唱した（Crump et al., 1995）。例えば、特に曝露の無いある集団で知能指数（IQ）の分布の下5%を知能低下と定義する。その時、図-1ではIQ79がcutoff値となる（IQなので、ここでは上の5%は問題としない）。知能低下を仮に異常とすれば、この非曝露集団における異常率P₀は5%に設定されたことになる。この異常率P₀よりさらにα％の増加（これをbenchmark response, BMRと呼ぶ）をもたらす曝露濃度をbenchmark dose（以下、BMD）と定義する（P₀およびBMRの値の設定は研究者により異なるが、通常P₀=0.05、BMR=0.05が用いられる）（Committee on the Toxicological Effects of Methylmercury, 2000）。すなわち、図-1において非曝露集団の正規分布を、有意な量−影響関係をあらわす関数（この図では直線）に沿って右方移動し、IQ79以下の者が10%（つまりP₀＋BMR が10%）となるときの曝露濃度をBMDとするのである。

表-1にSeychelles（Crump et al., 2000）、Faroe諸島（Budtz-Jørgensen et al., 2000）、New Zealand（Crump et al., 1998）の疫学調査のデータから算出されたBMDおよびBMDの95％信頼区間の下限値であるBMDLを示す。これらより、胎児期曝露の影響の現れる臨界濃度は10 μg/g 近傍であると考えられる。しかしながら、Seychellesの調査ではChild behavior checklist以外に有意な量−影響関係が認められず、BMDやBMDLの算出は基本的に無意味であると考えられる。

D. 考察

1. 世界各地の水銀汚染問題に関する文献調査

今年度は文献の検索だけを行い、検索された多くの文献は次年度に詳細にレビューし報告する予定である。扱われているテーマは、目的の項目で記述した金採掘・精錬に伴うものばかりでなく、歯科用アマルガムの廃棄を原因とする環境汚染のおそれについての論文もあり、水銀汚染の原因の多様性をさらに考慮する必要性が考えられた。また、環境の水銀汚染によって薬剤耐性細菌の発生につながるのではないかという指摘する論文もあり、水銀汚染が難治性の感染症を誘発するというような結果を招きかねないとしている。そのような点でも、水銀汚染問題を考えなければいけないとすると、問題はさらなる広がりを持つことになろう。

2. 有機水銀の健康影響に関する研究のレビュー

今年度は、現在進行中のFaroe諸島の疫学調査の中で、14歳児を対象にした調査の概要を紹介した。SeychellesとFaroe諸島は、曝露量、対象集団の規模および測定項目が比較的類似しているにもかかわらず、導き出された結論は相反するものであった（Committee on the Toxicological Effects of Methylmercury, 2000; Kaiser, 2000）。交絡因子となりうる両対象集団の生物学的ならびに社会・文化的特性や、選択された影響指標を詳細に吟味する必要がある。影響指標については社会・文化に依存しない、もっと客観的な方法、たとえば電気生理学的検査法の導入（Murata et al., 1999a; Murata et al., 2001; Steuerwald et al., 2000）を今後検討すべきかもしれない。

Benchmark doseについては、今後の疫学的研究において必要となる手法かもしれない。米国EPAでは、この手法を用いてメチル水銀のRfDを既に決定している。

Crumpらはこの解析法で、イラクの水銀中毒事件の母親の毛髪中水銀ピーク濃度と子供の歩行開始遅延の関連を再解析したが、毛髪水銀濃度が80 μg/g 以下で神経発達障害が起こるとする根拠はないと報告した（Crump et al., 1995）。このCrumpらの結果は、Hockey-stick dose-responseモデルおよびLogit dose-responseモデルを用いて解析し、推定最小影響濃度（estimated lowest effect level）が毛髪水銀濃度で10～20 μg/g であると結論したCoxらの結果（Cox et al., 1989）と大きく異なるものである。モデルが異なれば、出てくる数値に違いがあるのは、当然と言えば当然であるが、科学的にも、社会的にも、整合性を求めて行く必要がある。

なお、BMDの算出に当たっては以下の4 点を念頭に入れておく必要がある。

1. 曝露と影響の間に有意な量−影響関係が存在しない場合は解析しても無意味である。
2. 非曝露集団の設定は事実上困難なことが多いので、曝露量の極めて低い集団をも含む曝露集団全体で解析を行う。但し、曝露集団の平均曝露濃度が高いと、BMDの95％信頼区間の下限値であるBMDL（連続量であらわされる影響指標から算出される臨界濃度と考えられる）が低く算出されやすい。
3. 性・年齢などの交絡因子の影響をBMDの解析中に除外することも可能である。
4. 本報告書の図-1 では、説明を簡単にするために量−影響関係をあらわす関数に一次回帰式 （は誤差）
   を当てはめ、
   
   （Φは正規累積分布関数、σは非曝露集団の標準偏差）
   として算出しているが、実際にはベキ関数（power function、）が用いられる。

E. 結論

1. 世界各地の水銀汚染問題に関する文献調査については、MedLineによる最近5年間の文献検索で60文献がヒットした。中には歯科用アマルガムの廃棄を原因とする環境汚染のおそれや環境の水銀汚染によって薬剤耐性細菌の発生を示唆する論文もあり、水銀汚染の原因の多様性をさらに考慮する必要性が考えられた。
2. 有機水銀の健康影響に関する研究のレビューについては、今年度は文献のレビューは行わず、現在進行中のFaroe諸島の疫学調査の中で、14歳児を対象にした調査の概要を紹介した。また、Benchmark doseの考え方も紹介した。

引用文献

別表-1 水銀汚染問題に関連する論文

別表-2　世界の水銀汚染（代表例）^*

* 日本公衆衛生協会“水銀汚染対策マニュアル”（pp. 72-75）から引用

（1999 年12 月末までの調査：国立水俣病総合研究センター）