心血管疾病负担与环境暴露：代谢组学和蛋白质组学揭示新机制

《Journal of Translational Medicine》：The global burden and biomarkers of cardiovascular disease attributable to ambient particulate matter pollution

为探究环境颗粒物污染（APMP）导致的心血管疾病（CVD）负担变化，研究分析相关数据，发现关键生物标志物，为防控提供新视角。

　　心血管疾病（Cardiovascular Disease，CVD）一直是全球范围内严重威胁人类健康的重要疾病。在过去，人们对 CVD 的关注主要集中在高血压、高血脂、高血糖和吸烟等传统风险因素上。然而，随着环境问题日益凸显，越来越多的证据表明，空气污染在 CVD 的发生和发展中也扮演着重要角色。据全球疾病负担（Global Burden of Disease，GBD）研究显示，2019 年近 20% 的 CVD 相关死亡归因于空气污染，空气污染甚至超越了传统代谢因素和部分生活方式因素，成为第四大死亡风险因素。

在空气污染的众多成分中，颗粒物（Particulate Matter，PM）对心血管风险和不良后果的影响最为显著。以往关于 PM 影响心血管健康的机制研究大多局限于实验室和动物模型，基于大规模人群的研究相对较少，且样本量往往较小。此外，目前缺乏对 APMP 导致 CVD 负担的全面评估和长期趋势分析。因此，为了更深入地了解 APMP 与 CVD 之间的关系，探索潜在的生物标志物，为防控 CVD 提供科学依据，汕头大学医学院等机构的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。

研究人员利用 GBD 2021 的数据，分析了 1990 - 2021 年 APMP（以 PM_2.5衡量）导致的 CVD 残疾调整生命年（Disability-Adjusted Life Years，DALYs）和死亡率。同时，使用英国生物银行（UK Biobank，UKB）的数据，包括 230,000 多名参与者的代谢组学数据和 50,000 多名参与者的蛋白质组学数据，来识别介导 PM_2.5暴露与 CVD 结局之间关联的生物标志物，并进一步分析它们的生物学作用。

研究结果显示，从 1990 年到 2021 年，全球 APMP 导致的 CVD 绝对负担增加了一倍多，DALYs 从 1990 年的 3140.93×10⁴增加到 2021 年的 6329.52×10⁴，死亡率从 144.44×10⁴上升到 296.04×10⁴。然而，年龄标准化率（Age-Standardized Rates，ASR）略有下降。在这期间，APMP 在 CVD 负担中的占比显著增加，从 1990 年的 10.56% 上升到 2021 年的 14.78%，而家庭空气污染（Household Air Pollution，HAP）的占比相应下降。

研究还发现，CVD 负担存在显著的区域差异。随着社会人口指数（Socio-Demographic Index，SDI）水平从低到高，CVD 负担的主要来源从 HAP 转变为 APMP。在低 SDI 地区，HAP 在 2021 年仍占 CVD 负担的约三分之一，而 APMP 的贡献不到 10%；在高 SDI 地区，APMP 在 2021 年的 CVD 负担占比从 1990 年的 13.01% 下降到 8.24%，HAP 的占比则降至极低水平。

通过年龄 - 时期 - 队列（Age-Period-Cohort，APC）分析发现，APMP 导致的 CVD 负担随年龄增长呈近似指数增长，且这种趋势预计将持续到 2030 年。

在 UKB 数据的分析中，研究人员发现约 30 种代谢物，包括白蛋白，介导了 PM_2.5暴露与 CVD 结局之间的关联，这些代谢物主要涉及脂蛋白脂质、脂肪酸及其亚类的代谢。此外，超过 60 种蛋白质也起到了介导作用，它们富集在细胞因子 - 受体相互作用、白细胞迁移等通路中。

代谢组学和蛋白质组学特征在预测 1 年、5 年和 10 年 CVD 结局方面，表现优于单独的 PM_2.5。研究还发现，PM_2.5暴露、代谢组学和蛋白质组学特征与 CVD 结局的风险呈正相关，处于最低暴露十分位的参与者比最高暴露十分位的参与者预期寿命更长。

该研究综合全球代表性数据，评估了 PM_2.5污染的现状和未来趋势，通过代谢组学和蛋白质组学分析揭示了 PM_2.5暴露与 CVD 结局之间的生物学机制。研究还开发了一种特征评分，其对 CVD 结局的预测能力显著优于单独的 PM_2.5，有助于识别更易受 PM_2.5相关心血管风险影响的个体，为临床和公共卫生应用提供了潜在的方向。

然而，研究也存在一些局限性。由于 GBD 研究方法的限制，不同国家的数据质量存在差异，低收入国家的数据可能存在不完整或质量低的问题。此外，GBD 研究缺乏对 APMA 导致 CVD 发病率和患病率的评估，UKB 队列主要由欧洲白人参与者组成，可能存在选择偏倚。研究还存在潜在的混杂因素未被测量，部分协变量为自我报告，可能引入偏差，且缺乏对 PM_2.5暴露的动态评估，无法验证因果关系。

总的来说，该研究为我们深入理解 APMP 与 CVD 之间的关系提供了重要的依据，识别出的潜在代谢组学和蛋白质组学生物标志物为未来研究指明了方向。研究强调了提高医护人员和公众对空气污染影响心血管健康的认识，以及识别和保护高风险人群的重要性，为全球防控 CVD 提供了新的思路和策略。