在这本书里，我们经常在讨论病原学的时候告诫大家说原因不明。然而，精神发育迟滞的原因有很多已被了解。许多是生物学原因问题，其他是环境因素。约35%的精神发育迟滞患者的已明确病因在表12-2中被列出。许多遗传疾病可能会导致精神发育迟滞（Walker＆Johnson，2006）。当原因是遗传因素时，这种障碍会在出生时或者出生后不久就会显现出来。在其他情况下，精神发育迟滞可能是环境因素造成的，是可以预防的。下面，我们来从最知名的原因开始讨论精神发育迟滞的生物学因素。
1.遗传学因素
以英国遗传学家唐（John Langdon Haydon Down；Czarnetzski et al.，2003）命名的唐氏综合征（Down syndrome）（21三体）描述了其染色体的异常状况：一组染色体中有三条染色体（即三体），而不是通常的两条。这种错误发生在精细胞或卵细胞发生分裂期间，一对染色体没有像通常那样分开，而是“粘在了一起”。这样，当卵细胞受精后，在第21对染色体中并不是每个精细胞和卵细胞贡献1个染色体，而是有了3个染色体。患有唐氏综合征的人的细胞里第21对染色体里有3条染色体，总共是47条染色体而不是通常的46条。其他情况下也存在三体（13三体，18三体），也可能会导致精神发育迟滞，但唐氏综合征是迄今为止最常见的情况。
唐氏综合征是一种染色体异常，导致第21对染色体出现3条染色体——最后一行，从左边数第三组。第23对（右下）是一个XY，所以这是一个男孩。唐氏综合征孩子的典型面部特征包括：眼睛歪斜（斜视眼）、内眦赘皮（眼角的皮肤皱褶），鼻梁扁平、突出的舌头、个子矮小、短脖子、小耳朵、实际上，每个患有唐氏综合征的孩子都是精神发育迟滞，绝大多数是轻度到中度。这意味着他们能上学，能学习基本的生活技能，能在结构化的环境中工作。患有唐氏综合征的孩子也会有很多医学问题，如心脏衰竭、肠道异常、视觉和听觉损害以及呼吸不畅（Roubertoux＆Kerdel hué，2006）。尽管唐氏综合征的患病率会随着产妇的年龄而有变化，大约1000个孩子中就有1个患有唐氏综合征，高龄产妇的孩子患病率要高得多（见表12-3）。目前尚不清楚为什么大龄产妇的孩子患唐氏综合征的可能性更大，有一种假设是由于女人所有的卵细胞都是同时形成的，越往后排出的卵细胞越容易遭遇辐射和毒素，因此细胞和染色体发生异常的概率更高。
在患有唐氏综合征的孩子中，几乎所有孩子的脑结构都比正常的孩子要小（Roubertoux＆Kerdelhue，2006；Teipel et al.，2004）。另一个特点是斑块的存在和神经原纤维缠结，常见于患有阿尔茨海默氏病的成年人中（见第13章）。患有唐氏综合征孩子的病情是从8岁开始恶化，在35～45岁间这种恶化会加速（Lott＆Head，2005），这导致几乎所有唐氏综合征患者在40岁都有阿尔茨海默氏病的迹象。
苯丙酮尿症（phenylketonuria,PKU）是一种遗传性疾病，因为缺少一个重要的酶致使体内无法分解氨基酸苯丙氨酸。如果没有这种酶，苯丙氨酸会在体内积累，造成心理和生理异常（dos Santos et al.，2006）。苯丙酮尿症的患病率在0.01%，因种族和民族的不同有很大的差异。白人和印第安人患病率最高，非裔美国人、拉丁裔和亚裔患病率要低得多（Hellekson，2001）。在美国，每个婴儿出生时都要做苯丙酮尿症的筛查，所以几乎没有未经治疗的病例。治疗需要吃每日膳食补充剂和严格限制的低蛋白饮食。牛奶和乳制品、肉类、蛋类、小麦、豆类、玉米、花生、扁豆和其他谷物都被禁食（dos Santos et al.，2006），遵守这些限制相当不容易。这种饮食必须继续下去直到至少8岁，以防止精神发育迟滞；在12岁后停止这种饮食限制似乎不会导致更低的智力（Hellekson，2006）。
脆性X染色体综合征（fragile X syndrome,FXS）是精神发育迟滞最常见的遗传原因（Sundaram et al.，2005；Valdovinos，2007），且通常发生在当一个DNA序列复制太多份自身副本并“关掉”X染色体上的一个基因时。当该基因被关掉时，细胞就不能合成人体必需的一种蛋白质，没有这种蛋白质，脆性X染色体综合征就出现了。具有脆性X染色体综合征的孩子除了精神发育迟滞，还会出现以下行为障碍，例如多动、脾气暴躁、易怒、无眼神接触、自我刺激及自我伤害行为（Crawford et al.，2002；Valdovinos，2007）。也许因为女孩有两条X染色体（她们有一条“备用”X染色体），因此她们患脆性X染色体综合征的概率仅是男孩的一半（4000个男人中有一个患有这种病，8000个女人中有1个患此病）。
其他也可能会导致精神发育迟滞的遗传性疾病，包括结节性硬化症（tuberous sclerosis complex,TSC）和莱施奈恩综合征（Lesch-Nyhan syndrome）。TSC是至少两个不同基因变异的结果（Sundaram yet et al.，2005），在美国，每3万人中会有1人患此症。TSC中，良性肿瘤影响身体所有的器官，包括大脑，导致发育延迟、癫痫以及学习障碍。约50%的TSC患者具有精神发育迟滞（Leung＆Robson，2007）。莱施奈恩综合征是罕见的遗传性疾病，在X染色体上传递。因为它具有隐性遗传特征，因此仅在男孩中发生。女孩有两个X染色体，能避免这种障碍。像苯丙酮尿症一样，这种障碍缺少一种酶，当遗传缺陷存在时，过多的尿酸就会在体内堆积。莱施奈恩综合征会导致许多行为问题，包括认知功能失调、精神发育迟滞以及攻击和冲动行为。导致的精神发育迟滞通常是中度的，但也有的是极重度到轻度的（Olson＆Houlihan，2000）。几乎所有这种障碍的孩子都有长期严重的自我损害行为，有时会留下永久性的身体伤害。
2.环境因素
精神发育迟滞的病因除了基因，还有产前产后的环境。出生前与精神发育迟滞有关的影响包括子宫内的毒素（产妇喝酒、感染）、早产、组织缺氧（大脑供氧不足，通常是分娩时）或胎儿营养不良。产后因素包括营养不良、细菌或病毒感染、铅暴露，社会因素包括贫穷、少的环境刺激、母亲的教育水平（Walker＆Johnson，2006）。然而我们需要知道，与唐氏综合征这样的遗传疾病不同的是，环境因素并非自动导致精神发育迟滞。例如，很多孩子在贫困的环境中长大，然而他们却拥有平均智商或高智商。
最为人所熟知的精神发育迟滞的可预防环境因素是孕期饮酒，这通常会导致胎儿酒精综合征（fetal alcohol syndrome）（FAS；West＆Blake，2005）。根据疾病控制中心的资料，胎儿酒精综合征的患病率是不同的。在美国不同地区，它在新生儿中的比率为0.2‰～1.5‰。在怀孕时喝酒会影响胎儿的身体发育，包括脑部发育。除了精神发育迟滞，胎儿酒精综合征还与出生缺陷、异常的面部特征、成长问题、中枢神经系统异常、记忆问题、学业成就受损、视觉或听觉损害以及行为问题等有关（见图12-1）。
图 12-1 孕妇饮酒可以影响的大脑部分如果孕妇饮酒，那么胎儿大脑的许多部分都会受到损害。另一个精神发育迟滞的可预防环境因素是铅暴露。铅能以不同形式进入孩子们的身体。首先，许多老房子里有铅基颜料，它们会掉皮而被小孩子吃掉，这些孩子习惯在嘴里塞各种东西。当涂料变旧变破成微小的颗粒并与灰尘混合时，它就会被吸入、摄取，然后在体内堆积（Brown et al.，2006）。即使低水平的铅暴露也会导致儿童智力水平降低。更严重的铅暴露会导致实质性的低智力分数（Needleman＆Gatsonis，1990）。甚至多年之后，在童年期遭受铅暴露的成年人也会有学习困难和行为问题（Needleman et al.，1990）。更多的关于室内铅暴露的资料见第15章。
在许多轻度精神发育迟滞的案例中，具体原因尚不明确。文化家族性迟滞（cultural-familial retardation）被定义为“由心理社会劣势造成的迟滞”（Weisz，1990）。虽然重度精神发育迟滞在所有社会经济地位的人中都存在，但轻度精神发育迟滞在低社会经济地位的孩子中更常见，包括生活在市中心贫穷的居民、贫穷的农村地区居民、移民工人（Stromme＆Magnus，2000）。在社会经济最底层，轻度精神发育迟滞患者在美国学龄人群中的发生率是10%～30%（Popper et al.，2004）。然而文化家族性智能不足不仅局限于美国，同样的因素在欧洲国家也同样存在（Gillerot et al.，1989）。
社会经济地位低与轻度精神发育迟滞之间的关系原因不明，生物因素和环境因素可能都起了作用。在生命早期，大脑仍在发育。环境因素，例如营养不良、缺乏早期教育（例如，学前教育、益智玩具）或医疗保健的缺乏会对大脑发育产生不利影响，导致智力分数低下。