评估城市污染对皮肤的影响：一项墨西哥的多中心研究

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评估城市污染对皮肤的影响：一项墨西哥的多中心研究

污染对皮肤质量的影响已成为当今一个重要的课题，尤其在大城市中，工业活动已成为最主要的污染源。在过去几年，许多文章报道了污染物影响皮肤老化的可能机制，其中包括（或无）UV以及烟草的参与。例如，有研究者描述了臭氧暴露下维生素E的缺乏；有研究者就一些污染物对年轻人或老年人皮肤老化造成的后果进行了评估。最近，还有研究者根据种族差异采取不同方法，报道了关于内源性和外源性皮肤老化之间的差异。

更具体来说，有研究描述了臭氧（O3）对皮肤病的影响。还有研究探讨了粉尘对人表皮角质形成细胞（HEK）基因表达的影响，并发现细胞色素p450（CYP）1A1、CYP1A2和CYP1B1的基因表达显著增加，可能与芳香烃受体（AhR）的活化有关。另有研究描述了O3与AhR活化之间的联系。考虑到许多污染物与皮肤老化过程可能存在关联，促炎症反应的参与也有报道。还有研究阐明了一些环境污染物能够通过调节某些基质金属蛋白酶（MMPs）而影响细胞外基质的更新，并证实年长的志愿者对外源性促氧化剂刺激具有较高的易感性。

有报道显示，主要污染物之一的O3会干扰皮肤创伤愈合过程，该过程具有年龄依赖性。而且，皮肤暴露在高浓度的O3中会影响角质层（SC）内抗氧化剂的水平和氧化标记物，并可能通过间接机制诱导应激反应。尽管污染物诱导角质层改变的报道较罕见，但暴露在低剂量UV和O3中已被证实可以引起角质层内附加的氧化应激以及维生素E的消耗。

上述大多数污染物的效应均是在小鼠试验中证实的。因此，欧莱雅研究者们经过相当长的时间，以生物物理学或生物化学参数为依据，通过体外和体内交叉研究方法证实了环境污染对人皮肤的有害影响。在体内研究方面，最初的探索包括一项初步研究（将某志愿者的一侧面部暴露在污染中）和一项预试验（位于巴黎附近的污染程度较轻和较重的两个不同地方的两组各8名志愿者）。最近，一项较大的多中心研究在墨西哥展开，旨在证实最初的生物物理和生物化学数据，并收集相关的临床资料。

一、资料和方法

该研究招募189名健康志愿者，年龄18～60岁。第1组为96名志愿者，居住在墨西哥城的西南地区，该地区污染水平特别高。第2组为93名志愿者，居住在距墨西哥城50公里远的奎纳瓦卡（人口50万），城市污染很低。墨西哥人通常认为奎纳瓦卡是“永远的春天”之城，被招募的志愿者来自该城的北部，此地区的污染更少。其余资料详见原文。

二、结果

1．墨西哥城组和奎纳瓦卡组的描述：在该研究中，奎纳瓦卡组包括36名男性和57名女性，平均（34±13）岁；墨西哥城组包括40名男性和56名女性，平均（32±15）岁。

众所周知，墨西哥城的O3和二氧化氮（NO2）的平均暴露水平非常高，分别高达0.25 ppm和0.2 ppm。来自墨西哥环境部的数据显示，被认为“有害人体健康”或者“不利于人体健康”的时间分别为7%～14%和70%。与之相反，离墨西哥城50公里的奎纳瓦卡被认为是未受污染的城市。

两组志愿者主要为西班牙裔。两组之间的肤色有些差异（奎纳瓦卡组和墨西哥城组内肤色较浅的志愿者分别仅为17.2%和1%）。两组内的深肤色较少见，均低于3%。根据Fitzpatrick分类法，绝大部分志愿者的皮肤光反应类型相当于Ⅲ型或Ⅳ型。志愿者主要用水清洁面部，某些情况下会使用肥皂。

2.测量数据：该研究的主要结果用生物物理学参数和生物化学参数表示。两组志愿者的生物化学参数差异有统计学意义。奎纳瓦卡组志愿者角质层含水量明显较高（前额中央区P<0.001），表明墨西哥城志愿者的皮肤较干燥。尽管两组志愿者的皮肤平均pH值相等，但是已证实SCL值与SER值之间存在差异。SCL值没有检测区域性差异；而对于SER值，前额中央（P<0.001）和两侧（P=0.002）差异有统计学意义。除了面颊部红斑指数（P=0.003）外，红斑和黑素指数差异均无统计学意义。

两组间志愿者的皮脂成分差异有统计学意义，墨西哥城组的维生素E和角鲨烯的浓度明显较低（P<0.001），而乳酸的浓度则明显较高（P<0.001）。两组间的胆固醇值差异无统计学意义。然而，角鲨烯与胆固醇的比值差异有统计学意义（P<0.001）。

关于生物学参数，奎纳瓦卡组的类糜蛋白酶活性（SCCE/KLK7）明显较高（P<0.001），而类胰蛋白酶活性（SCTE/KLK5）没有差异。墨西哥城组的氧化蛋白质高于奎纳瓦卡组。奎纳瓦卡组的白细胞介素1α和ATP值明显较高（分别为P<0.05和P<0.001）。

3.皮肤科医师的临床评估：除了有家族性敏感皮肤史的志愿者之外，从志愿者的调查问卷获得并通过皮肤科医师定量的数据分析，未显示出明显的性别差异（墨西哥城组的值较高）。总体上，墨西哥城组的志愿者中，较多人具有家族性皮肤划痕症和荨麻疹。皮肤科医师不能证明两组之间在日光诱导的皮肤损伤、痤疮、银屑病或其他疾病表现方面是否存在显著性差异。尽管墨西哥城组的头皮问题较多，但是在奎纳瓦卡组中可以观察到头皮屑问题。没有临床证据显示对红斑性头皮、毛囊炎、银屑病、其他头皮疾病、面部皮肤病变或干燥性皮肤等方面的影响。

临床证据还显示，墨西哥城组中志愿者鼻部及鼻周区为油性皮肤者较多，而奎纳瓦卡组中则是面颊部油脂分泌较多。两组之间未显示在皮肤鳞屑和面部红斑等方面的差异。

三、讨论

污染物对皮肤质量的影响是一个重要课题，尤其是对世界上的大型工业区来说。污染物的种类非常多样，从一些气体（O3，NO2等）到工业生产物的残留气体（多环芳香烃、纳米颗粒物等）。目前，对于这些污染物，人类在日常环境中的暴露量是多少仍是个问题。

该研究样本取自每日暴露于城市污染物的志愿者，检测物包括了他（她）们穿的T恤等。首先采用特定的气相色谱法进行分析，在空气中鉴定到了大量的污染物。然而，在志愿者T恤上却没有鉴定到污染物。虽然污染和污染物的广泛存在早已被确定，但其浓度却非常难准确测量。且不同地区主要污染物种类和数量存在显著的差异。

该研究中，最为重要的是比较重污染区域与相对低污染区域间的差异，而不是精准测量污染物的数据。选取奎纳瓦卡为低污染区域，墨西哥城为污染区域。使用公认的方法收集当地志愿者皮肤的生物物理学和生物化学参数。该研究结果证实了两个城市间志愿者皮肤的一些参数存在显著差异。提示这两个城市不同的环境因素（UV照射，污染和污染物种类）能够对当地居民皮肤产生影响。

1.改变皮脂的分泌：从志愿者面部不同区域获取皮脂分泌参数。尽管前额中央与其两侧的面部皮脂分泌水平不同，两个城市间的志愿者前额两侧的平均皮脂分泌率均存在显著的差异。

该研究者的前期研究发现恶劣的环境有降低皮肤pH值的倾向，然而在此研究中没有观察到两个城市间志愿者皮肤pH值的差异。有意义的是，墨西哥城志愿者的乳酸水平较高。这些参数提示皮肤受污染影响，存在氧化应激，同时角鲨烯和维生素E水平（可靠的氧化应激标志）也支持了这一推测。作为重要的内源性抗氧化物，角鲨烯的水平在墨西哥城中显著降低。外源性抗氧化物维生素E的水平测定与角鲨烯的结果吻合。

正常情况下，角鲨烯与皮脂分泌相关。干性皮肤中，这两项参数均偏低。然而，角鲨烯和维生素E是主要的皮肤表面抗氧化剂，降低的研究结果提示它们均被动员以对抗皮肤的氧化性损伤。皮肤角质层含水量和临床评估也证实了上述提示。该研究也分析了皮肤内胆固醇含量。角鲨烯/胆固醇间的比率在墨西哥城组中较低，提示氧化应激主要影响表皮脂质。之前的研究证实，在部分皮肤病中（如脂溢性皮炎）氧化的表皮脂质具有潜在的炎症调节功能。

2.皮肤结构变化：相比奎纳瓦组，墨西哥城组志愿者前额中央区域角质层含水量度显著降低。从临床角度看，前额两侧区域的角质层含水量差异没有中央区域显著。另外，研究还检测了酶类物质的活性。角质层的正常脱屑依赖于蛋白水解作用对桥粒蛋白的降解。两种不同的丝氨酸蛋白酶（类胰蛋白酶和类糜蛋白酶）在此过程中起到了重要的作用。研究检测了SCTE/KLK5（类胰蛋白酶）和SCCE/KLK7（类糜蛋白酶）。尽管两城市的SCTE/KLK5均值接近，但SCCE/KLK7在墨西哥城的水平显著较低。

最后，墨西哥城的蛋白氧化水平显著升高，此为氧化应激的结果，表明皮肤内外源性抗氧化防御水平的减弱。此外，墨西哥城志愿者皮肤ATP水平显著降低。该现象可以解释为氧化应激压力增加的结果。

白细胞介素1是一种主要的抗炎因子。在多种刺激下，巨噬细胞可以分泌白细胞介素1，因此，它被认为是多种炎症状态的主要标志。此外，白细胞介素1被发现是成纤维细胞增殖的潜在调节因子，同时对角质层形成和皮肤屏障功能稳定起到重要作用。墨西哥城的白细胞介素1水平显著降低，提示污染可能影响了皮肤的屏障功能。

临床观察：志愿者鼻部、鼻周以及皮脂溢出部位的临床观察数据与生物学测量得出的参数结果非常吻合。墨西哥城的荨麻疹和特应性疾病的发病率更高，该城志愿者的手部皮炎和皮肤划痕症的患病倾向也更明显。但是，头皮屑在奎纳瓦卡组志愿者的发生率更高，这可能与该城志愿者高皮脂基础水平有关。

总之，生活在重污染区域的人更容易出现皮肤问题。这些皮肤问题与污染导致的皮肤生理和生化参数改变的机制联系，还需要对皮肤深层组织对污染的生物学反应进行更加深入的研究。

四、结论

该课题属于欧莱雅对环境污染物和皮肤质量的长期研究项目。它证实了部分皮肤生物化学参数受环境污染的影响，通过比对墨西哥城和奎纳瓦卡间的差异发现污染程度与皮肤质量改变密切相关。同时，该研究还证实，生理和生化参数与有经验的皮肤科医生所得出的临床判断很好的吻合。该研究者也指出了研究所存在的一些局限性。例如，在不同时间温度下进行观察可能对结果存在影响；且志愿者不同的光反应皮肤类型也会影响结果。

10.1111/ics.12203.Epub ahead of print］