细胞分裂的初期染色体的活动性会增强，此时很容易受到因外界环境改变而造成的伤害，造成伤害的因素包括辐射、感染、化学污染或新陈代谢的变化。1960〜1970年之间的研究指出，约有10%的风疹孕妇产下的婴儿后来患有孤独症。
在美国马萨诸塞州的一个小镇上，孤独症非常普遍，这里是全美孤独症发病率最高的地方，这个小镇正好位于一家太阳镜生产公司的烟囱下风口处，这意味着环境中有毒物质的污染可能造成孤独症患儿的产生。一种可能的解释是感染或环境污染会诱发免疫系统的自动反应，即免疫系统会像攻击外来病毒一样主动攻击自身的健康细胞，由此导致了孤独症，其原理与糖尿病的病因是一致的。
有人检测了孤独症患儿血液中IFN-y、IL-IRA、IL-6和TNF-a的含量和脑脊液中MCP-1、IL-6、IFN-丫、IL-8、MIP-lp的含量，发现它们和其他炎症的症状相似，细胞因子及调节性细胞因子都显著增加，这些免疫因子在免疫反应中起着重要作用，它们的异常提示我们免疫功能的障碍可能与孤独症的发生或发展有关。
科学家检测了孤独症患者的脑组织中额叶皮质、扣带回和小脑三个区域的神经小胶质细胞和星形胶质细胞的免疫反应，发现它们比正常人的免疫反应更活跃，另一免疫反应的重要标志一一脑脊液内的细胞激素水平也比正常人高。这都表明，跟正常人相比，孤独症患儿的大脑和小脑都存在炎症。
分子生物学的检测发现孤独症儿童的免疫信号蛋白质水平偏低；免疫系统中骨髓产生的细胞和颗粒状淋巴細胞比正常水平分别高20%和40%,表明了孤独症与免疫系统有关系，但孰因孰果还需深入研究。
韦克菲尔德（Wakefield）发现孤独症与注射麻疹、腮腺炎、风疹三合一疫苗有关。这引起了家长们的极度恐慌，为此美国儿科协会专门召集各领域的专家对这项研究进行了考证，研究发现分开注射麻疹、腮腺炎和风疹疫苗与同时注射对造成孤独症并无差异；接种了三合一疫苗的儿童和未接种儿童的孤独症患病率也无差异；推行三合一疫苗防疫计划之前和之后，孤独症的发病率也无变化；这些研究都没有找到三合一疫苗与孤独症有关的证据。
肯尼迪（Kennedy）认为水杨乙汞（Thimerosal,一种含有有机水银的疫苗防腐剂）可能和孤独症有关，他分析了水银中毒和孤独症症状的相似之处，并指出没有接受防疫注射的某宗教团体中儿童孤独症的发病率很低，尽管美国疾病管制中心回应说水杨乙汞并非孤独症的致病原因，但迫于公众的担忧仍于1999年发表公开声明，要求药厂停止使用水杨乙汞作为疫苗防腐剂。但其后儿童孤独症的发病状况在不同地区却出现了相反的结果，美国停用水杨乙汞后儿童孤独症的发病率的确有所下降，而在丹麦却不降反升。目前，针对水杨乙汞究竟是否是孤独症罪魁祸首的争论仍在继续。
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