巴西非正规珠宝焊接工人低剂量砷镉铅暴露对生物通路的转录组学影响研究

本研究针对巴西非正规珠宝焊接工人长期低剂量暴露于砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)的健康风险问题，通过全血转录组分析发现269个As相关差异表达基因(DEGs)和43个Cd相关DEGs，揭示其与呼吸道疾病、神经症状及代谢异常的关联，为发展中国家非正规职业暴露的分子机制研究提供重要依据。

　　

在巴西圣保罗州的利梅拉市，数以千计的家庭作坊正悄然支撑着全球第二大的珠宝产业链。这些非正规工作环境中，女性工人们每天与金属焊料为伴，却鲜少意识到其中潜藏的砷(As)、镉(Cd)和铅(Pb)正通过呼吸与皮肤渗透进她们的血液。尽管已有研究证实这些重金属与多系统疾病相关，但低剂量长期暴露对基因表达的精确影响，尤其是与自我报告临床症状的关联机制，始终是职业健康领域的认知盲区。

来自圣保罗大学公共卫生学院人类暴露组研究组(eXsat)的Salles Fernanda Junqueira团队在《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》发表的研究，首次采用全血转录组关联研究(TWAS)方法，对22名珠宝焊接工人和19名对照者进行系统分析。研究通过线性回归模型和ConsensusPathDB通路分析，揭示了低剂量金属暴露引发的分子风暴如何重塑工人的生理稳态。

关键技术包括：1) 基于问卷和生物样本的暴露-健康效应评估；2) 全血RNA测序与差异表达基因(DEGs)筛选；3) 多元线性回归分析金属浓度与基因表达关联；4) 生物信息学通路富集分析。研究队列来自利梅拉市家庭作坊女性工人，通过严格匹配居住环境排除混杂因素。

【研究结果】

1. 差异基因表达特征
   检测到269个As相关DEGs和43个Cd相关DEGs，其中141个As相关基因为蛋白编码基因。值得注意的是，Pb暴露未显示显著基因表达改变，暗示其毒性可能通过表观遗传等其他机制发挥作用。

2. 临床表型关联
   DEGs与支气管炎、哮喘等呼吸道疾病显著相关（p<0.05），同时与睡眠障碍、偏头痛等神经症状存在强关联。更令人警觉的是，血糖、胆固醇和甘油三酯水平的变化也呈现转录组特征，提示代谢紊乱可能是金属暴露的远期后果。

3. 通路分析启示
   As暴露基因富集于炎症反应、肠屏障通透性改变和神经退行性病变通路，而Cd相关基因主要激活IL-17信号通路。这些发现为理解金属暴露引发的多系统效应提供了分子路线图。

【结论与意义】
该研究首次绘制了非正规职业环境中低剂量金属暴露的转录组图谱，证实即使血金属浓度低于传统安全阈值，仍可诱发显著的基因表达改变。Olympio Kelly P.K.团队指出，DEGs特征可作为早期生物标志物，为发展中国家缺乏防护的弱势劳动群体提供预警指标。

从公共卫生视角，研究揭示了家庭作坊"生产-生活"空间重叠带来的代际暴露风险，呼吁政策制定者关注非正规经济中的职业健康不平等。在科学层面，建立的TWAS方法为环境暴露组学研究提供了可推广的分析框架。未来需进一步阐明这些转录变化如何转化为临床疾病，以及干预措施能否逆转相关基因表达异常。

（注：全文数据均源自原文，未添加外部引用；专业术语如转录组关联研究(TWAS)在首次出现时标注；作者名保留原始拼写格式；上标下标如IL-17使用标准格式表示）