赵卓慧教授课题组研究揭示环境化合物体内暴露水平升高伴随系统免疫炎症和高尿酸血症风险显著增加

　　

（供稿：胡远卓、牛治平）

近日，复旦大学公共卫生学院赵卓慧教授课题组分别针对尿液中的挥发性有机化合物(VOC)代谢物以及广泛使用的增塑剂邻苯二甲酸酯类（PAEs）代谢物，分别以“Volatile organic compounds (VOC) metabolites in urine are associated with increased systemic inflammation levels, and smokers are identified as a vulnerable population”（第一/共同第一作者为复旦大学公共卫生学院在读硕士研究生胡远卓和博士生牛治平）和“Associations of exposure to phthalate with serum uric acid and hyperuricemia risk, and the mediating role of systemic immune inflammation”（第一/共同第一作者为复旦大学公共卫生学院在读博士生牛治平和在站博士后陈天一）为题，先后发表在环境科学与生态学高水平期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》(IF = 6.2, 中科院毒理学1区)。

VOC暴露与全身炎症水平增加有关，然而尿液VOC代谢物与全身性炎症之间的剂量-反应关系尚未建立，其中有毒化合物的关键代谢物也处于未知的状态。PAEs是一类广泛而复杂的人造芳香族化合物，被广泛应用于塑料制品、溶剂、润滑剂和粘合剂中，其代谢物导致血清尿酸水平升高和高尿酸血症发展的生物学机制仍不清楚，而系统性免疫炎症（SII），全面反映了机体的炎症-免疫状态，可能是其潜在的关键机制之一。

两篇研究分别基于美国NHANES在2011-2018年和2013-2018的人群内暴露和健康效应数据，纳入了7007名和10633名美国成年人。应用广义线性模型、限制三次样条（RCS）和加权分位数和（WQS）回归来评估相关性、暴露-反应（E-R）曲线并确定关键因素化合物。研究揭示了VOC代谢物水平升高伴随着系统免疫炎症指数（SII）和系统炎症响应（SIRI）的升高，且吸烟人群是此效应的易感人群。而尿液邻苯二甲酸酯类增塑剂代谢物与人群尿酸水平、高尿酸血症的风险有显著关联，其中系统免疫炎症（SII）扮演了重要的中介效应。

针对尿液VOC代谢物的研究发现，成人尿液8种VOC代谢物与SII和SIRI之间存在显著的正相关。大多数VOC代谢物的RCS曲线呈J型或指数型的暴露反应关系，其中部分存在阈值。WQS回归发现，暴露于VOC代谢物混合物与全身性炎症增加有关，而杏仁酸（MA）是对全身性炎症水平贡献最大的关键VOC代谢物，贡献度高达57.9%（SII）和42.3%（SIRI）。MA主要代谢自乙苯和苯乙烯，日常生活中的烹饪油烟、吸烟、二手烟暴露和个人日化用品的使用，都是主要的乙苯和苯乙烯暴露源。此外，与不吸烟者相比，吸烟者尿液VOC代谢物的水平更高，同时，在8种VOC代谢物与全身炎症的关系中，吸烟都存在显著的交互作用，这提示了吸烟者对VOC相关的SII和SIRI的易感性也更高（图1）。

图1. Volatile organic compounds (VOC) metabolites in urine are associated with increased systemic inflammation levels, and smokers are identified as a vulnerable population（第一/共同第一作者为复旦大学公共卫生学院在读硕士研究生胡远卓和在读博士生牛治平）

针对尿液中PAES代谢物的研究发现，血清尿酸浓度随着对数转化的MCPP、MECPP、MEHHP、MEOHP和MBzP的增加而呈近乎线性增加的趋势。高尿酸血症的OR值随MCPP、MECPP、MEHHP、MEOHP、MBzP、MBP和ΣPAEs代谢物的增加而增加，呈近乎线性形状（非线性P > 0.05）。WQS模型显示，PAEs代谢物混合物与血清尿酸浓度以及高尿酸血症风险之间存在正向关系。同时，研究也发现MBzP是导致尿酸水平和高尿酸血症升高的关键毒性PAEs代谢物，分别贡献78.7%和68.6%。MBzP的前体为BBzP主要用于食品包装、汽车保养用品、人造皮革、粘合剂和香水，通过食物、空气和水源等多种途径进入人体。中介模型显示，系统免疫炎症SII指数在PAEs代谢物暴露与尿酸水平和高尿酸血症风险升高中发挥重要的中介效应，中介效应的百分比在3%-10%之间。本研究提示应采取更加严格的控制措施控制BBzP的使用，降低其对人群健康的不利影响。

图2. Associations of exposure to phthalate with serum uric acid and hyperuricemia risk, and the mediating role of systemic immune inflammation（第一/共同第一作者为复旦大学公共卫生学院在读博士生牛治平和在站博士后陈天一）

复旦大学公共卫生学院赵卓慧教授，徐燕意副教授，联合上海市环境监测中心蔡云飞高级工程师和上海市环境化学监测站潘妙婷站长，分别为两篇文章的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目 (82473591)、上海市公共卫生三年行动计划（GWVI-11.2-XD11, GWVI-11.1-39)和上海一带一路联合实验室项目(22230750300) 、复旦大学卓识计划的资助。

 

文章链接：10.1016/j.ecoenv.2024.117398，10.1016/j.ecoenv.2024.117269

文章引用：

• Yuanzhuo Hu, Zhiping Niu, Changsheng Cao, Jun Gao, Miaoting Pan, Yunfei Cai, Zhuohui Zhao, Volatile organic compounds (VOC) metabolites in urine are associated with increased systemic inflammation levels, and smokers are identified as a vulnerable population, Ecotoxicology and Environmental Safety, 2024,117398
• Niu Z, Chen T, Duan Z, et al. Associations of exposure to phthalate with serum uric acid and hyperuricemia risk, and the mediating role of systemic immune inflammation. Ecotoxicol Environ Saf. 2024; 287:117269. doi:10.1016/j.ecoenv.2024.117269