环境化学物质人体内暴露与健康效应

施小明

中国疾病预防控制中心，环境与健康相关产品安全所/环境与人群健康重点实验室，北京 100021

近几十年来，越来越多证据表明环境暴露与人类多种不良健康结局之间存在关联［1］。2017年《柳叶刀》污染与健康委员会报告显示，环境化学物质对空气、水和土壤等造成的综合污染可致全球约2.68 亿伤残调整生命年（disability adjusted life year，DALY）和900 万人过早死亡［2］。随着经济的迅速发展和城市化进程的加快，环境化学污染物的定义已从传统的工业排放、化石燃料燃烧等进一步扩展到与食品、饮水消毒副产物和病虫害防治等相关联的新型污染物［3］。迄今为止，包括空气污染、持久性有机污染物、环境内分泌干扰物、挥发性有机化合物、金属元素、烟草及职业暴露等在内的环境化学污染物逐渐受到流行病学家的广泛关注［4］。

在识别环境化学物质所致健康效应的流行病学研究中，暴露评估方法的发展为量化环境化学物质的健康风险和指导健康防护提供了更为精准的途径。根据测量方式可将环境暴露评估分为外暴露测量、生物监测以及生物效应标志物等［5］。基于人群的外暴露测量主要来源于环境监测（例如空气污染监测），实时和高分辨率数据采集工具的发展使进一步细化个体层面暴露的差异成为了可能［6］。与外暴露测量方式相比，基于血液、尿液、指甲、头发等生物样品的内暴露测量具有精确评估人体真实暴露水平的巨大优势［7］。作为反映人体内环境污染物暴露的金标准，欧美发达国家已在系统开展生物监测项目的基础上，进一步评估了多种环境化学物质的健康威胁。基于上述暴露评估方式的不断发展，我国在环境污染物暴露监测及其健康危害效应的探索能力上也有极大提高。本期“环境化学物质人体内暴露与健康效应”专栏集中了当前我国学者的最新研究成果，以期丰富对我国环境污染物内外暴露的潜在健康影响的认识。

本期专栏文章中，鲍宇等［8］比较了既往研究中不同生物样本金属暴露生物标志物检测的优先程度，为环境健康研究中生物标志物的合理选择提供依据；蒋梦珂等［9］分析了尿镉作为镉累积暴露的生物标志物的意义及其影响因素，结果显示尿镉与血镉、尿肌酐、年龄和吸烟习惯相关，为镉的健康效应研究中人群特征及分析策略的选择提供指导；李成橙等［10］基于全国9 个长寿地区开展的横断面研究显示，我国65 岁及以上老年人高尿镉暴露水平与超敏C 反应蛋白水平的升高存在关联；还有研究发现大学生血清镉、砷等金属元素与抑郁情绪及神经递质之间存在正向关联［11］；而基于职业镉暴露人群的研究显示低、中浓度镉暴露可能与认知相关的klotho、淀粉样蛋白前体基因甲基化率降低有关，揭示了表观遗传学改变可能在重金属暴露所致认知功能损伤中的作用［12］；此外，唐川乔等［13］基于横断面研究设计发现了广西老年男性认知功能受损与尿液中钒、铜和锶等多种金属水平的上升具有统计学关联，可为早期防控老年人群认知功能受损提供科学依据；黄素丽等［14］分析了血浆多种金属浓度与动脉粥样硬化之间的关联，结果显示动脉粥样硬化与血浆铁浓度呈负向关联，与血浆铊浓度呈正向关联。除了金属元素对人体的健康危害外，环境中的有机物所致健康危害也得到了关注。林杨等［15］的研究提示大气颗粒物中多环芳烃组分可导致儿童外周血白细胞miR-638 水平升高，其血清标志物二羟环氧苯并芘（BPDE）-白蛋白加合物与白细胞miR-638 表达水平存在剂量-效应关系，提示在儿童等敏感人群的健康防护工作中监测及控制多环芳烃类有害组分的重要性；研究还发现健康成年人尿液8-羟基-2’-脱氧鸟苷（8-OHdG）水平的上升与暴露于有机磷酸酯存在统计学关联，表明有机磷酸酯的暴露可能会在代谢过程中导致氧化应激［16］；伊梦楠等［17］采用细胞实验检测三氯乙酸和三氯乙醇的体外细胞致敏性，表明三氯乙酸可能作为致敏原参与三氯乙烯药疹样皮炎的发生过程，该研究在基于人群调查揭示三氯乙烯与过敏性皮炎关联的基础上［18］，进一步证实了其代谢产物在疾病发生过程中的生物学作用。

上述研究基于横断面调查、细胞实验等研究设计，从疾病、代谢和分子层面描述了我国多种环境化学物暴露对一般人群、儿童、老年人、职业暴露人群等造成的影响。随着环境化学物质种类及数量的不断增加，以单一污染物测量为基础的风险评估难以反映环境综合暴露的影响。采用高通量、高灵敏方法同时定性和定量多种污染物，明确个体及群体环境污染物的负荷水平与变化，筛选我国一般人群、高暴露人群及脆弱人群内暴露标志物仍是未来亟须解决的重要问题。迄今为止，我国已开展了多项大型人群研究以期为上述科学问题提供独特证据。上海出生队列研究旨在探索环境污染物的早期暴露对孕妇、胎儿和幼儿等脆弱群体的影响，例如，关注全氟和多氟烷基物质这一类常见的内分泌干扰物对妊娠结局、儿童生长发育和疾病风险的影响［19］。由中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所牵头开展的国家人体生物监测项目旨在建立一个具有全国代表性的大型人群队列［20］，目前已完成基线调查并开展第一轮随访，以期获得中国人群环境化学物质内暴露水平基础数据并追踪长期变化，助力人群健康风险和早期效应生物标志物评估，为政府降低环境化学物质暴露水平，采取有关预防决策提供依据。

近年来，组学技术的发展为环境健康研究开辟了新的途径［21］，这其中，暴露组学在健康风险评估中的优势也逐渐显现。暴露组学被定义为个体一生所经历的全部暴露，旨在通过对体内外暴露水平的动态监测，研究混合暴露在生命不同阶段的健康效应［22］；同时最大限度地减少测量误差和偏差，寻找环境暴露与健康、疾病终点之间的新关联。基因组学、转录组学和表观遗传学等的进步也为探索易感性效应生物标志物提供了技术支撑，并有助于理解暴露导致健康效应的分子机制［23-24］。

展望未来，采用暴露组相关方法开展纵向分析，科学表征个体环境暴露，综合考虑多种物质共同作用，阐明重点环境污染物的健康效应及作用机制，分析不同暴露之间的协同效应等方面研究亟待开展，从而可为我国制定应对环境污染物排放的治理决策提供科学依据。