孫國根 科技日報記者 王春
近日，復旦大學公共衛生學院闞海東教授、陳仁杰教授課題組，帶領博士后杜喜浩、張慶麗等，在國家自然科學基金項目和上海市三年公共衛生行動計劃的資助下，通過一項隨機交叉對照研究，首次采用多組學檢測技術，探索了交通相關空氣污染暴露對人體的負面影響，結果發現交通污染或可導致外周血多條通路出現紊亂而致病。該研究是國內第一個采用隨機交叉對照設計方法，探索交通污染急性暴露對人體健康效應的多組學研究，首次從基因-蛋白-代謝物水平上，全面地揭示了交通污染所致人體外周血生物活性物質的變化。為探索交通污染暴露所致機體健康效應的作用機制提供了豐富的支持性證據，也為未來探索交通污染暴露對人體健康效應的影響及機制研究提供了新的方向和思路。相關研究論文已發表在最新一期國際學術期刊《有害物質雜志》（《Journal of Hazardous Materials》）上。
據悉，大氣污染對人體健康的負面影響已引起廣泛重視，交通相關空氣污染是大氣污染的重要組成部分。然而，交通污染對人體健康影響的作用機制尚不清楚，需進行進一步的探索。
為此，闞海東、陳仁杰課題組設計了隨機交叉對照方法，志愿者以隨機順序先后暴露于交通污染較重的路口以及遠離交通污染的公園4小時。暴露結束后1小時內，采集外周血，隨機挑選35對樣本，進行外周血外泌體轉錄組、蛋白質組和代謝組檢測。結果表明，在暴露期間，馬路組中細顆粒物（PM2.5）、超細顆粒物（UFP）、黑炭（BC）、二氧化氮（NO2）以及一氧化碳（CO）的平均濃度分別約為公園組各污染物濃度的2-4倍。
研究證實，交通污染急性暴露會引起各組學中數千個物質出現顯著性改變，數據變異分析模型結果顯示，交通污染急性暴露后，馬路組和公園組中樣本出現明顯分離的趨勢。采用線性混合效應模型篩選各組學差異化合物結果證實，各組學中合計篩選到3635個差異物質，包括3449個mRNA（攜帶遺傳信息，可為下一步指導蛋白質合成提供所需信息的一類單鏈核糖核酸）、58個蛋白質和128個代謝物。后對這些差異mRNA進行通路分析，發現這些差異基因所富集的通路主要與免疫應答、炎性反應、心血管相關信號通路以及代謝反應等通路有關。同時，該研究發現交通污染還導致了生長因子信號通路的紊亂，包括生長激素信號、血小板衍生生長因子信號、轉化生長因子-β信號通路紊亂等。而生長因子信號通路紊亂會影響免疫系統以及造血系統功能；血小板衍生生長因子信號紊亂會使動脈粥樣硬化等心血管疾病發生風險的增高；轉化生長因子-β信號通路的紊亂參與許多疾病的發展過程，扮演抑制或促進疾病的雙重角色，包括組織纖維化、粥狀動脈硬化、糖尿病等。
圖片由采訪對象提供
課題組同時分析了交通污染暴露對外周血蛋白質組以及代謝組的影響，結果發現，交通污染合計引起58個蛋白質出現顯著性改變，交通污染急性暴露引起多個心血管代謝病相關蛋白變化，比如，與公園組相比，馬路組髓過氧化物酶升高7.35%，C反應蛋白升高13.84%，纖溶酶原激活物抑制物-1升高29.90%。而髓過氧化物酶以及C反應蛋白通常反映的是炎性作用，這兩個指標的升高提示交通污染會導致炎性反應的發生，纖溶酶原激活物抑制劑-1的升高會引起動靜脈血栓、出血和凝血異常。
課題組通路富集分析結果顯示，這些差異蛋白質主要與急性期反應、免疫應答、凝血與補體激活等通路有關。同時，該研究發現，交通污染暴露后共引起128個代謝物出現顯著變化，與公園組相比，馬路組中93個代謝物明顯升高，35個代謝物明顯降低。這些代謝物主要與氨基酸代謝、葡萄糖代謝以及脂肪酸代謝有關。
“此項研究為探索交通污染對人體健康的影響提供了支持性證據”。闞海東強調，交通污染暴露是一種急性暴露，通常并不會導致一些特異性疾病的發生。但這些結果提示交通污染暴露可能會導致機體一系列信號通路的紊亂，從而引起健康風險的增高。 因此，研究人員也建議人群特別是一部分易感人群，需要盡量避免在交通污染較為嚴重的馬路長時間的逗留，從而減少交通污染暴露，避免一些急性不良健康效應的發生，這對保護人體健康具有一定的正向意義。
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