全氟化合物职业暴露健康研究丨中科院生态环境研究中心王亚韡课题组取得新进展

2023-12-22 20:11:46, SCIEX SCIEX

作者：何安恩，黎娟，李曌，卢瑶，梁勇，周珍，满卓，吕继涛，王亚韡，江桂斌

通讯单位：中国科学院生态环境研究中心

合作单位：国科大杭州高等研究院，江汉大学，SCIEX（中国）

论文DOI：10.1021/acs.est.3c06480

研究成果简介

近日，中国科学院生态环境研究中心王亚韡课题组在全氟及多氟烷基化合物（PFASs）职业暴露的人群健康研究方面取得新进展，利用人体尿液代谢组学创新性研究PFASs对肾脏健康的不良影响。通过采集我国湖北一家大型氟化工厂职业工人的配对血液和尿液样本，以及当地居民的尿液样本，进行非靶向尿液代谢组学研究，从中鉴定出8个与肾脏代谢相关的潜在生物标志物。相关成果最近以“Novel Insights into the Adverse Health Effects of per- and Polyfluoroalkyl Substances on the Kidney via Human Urine Metabolomics”为题，在线发表于环境领域著名学术期刊Environmental Science & Technology （IF: 11.4）。

PFASs

是持久性有机污染物(POPs)类化合物，是国家重点治理的新污染物之一，因其对人类健康的潜在不良影响而受到广泛的研究关注。有证据表明，肾脏是PFASs的靶器官之一，高浓度PFASs混合暴露可能会对肾脏代谢产生不良影响。尽管许多研究使用血浆或血清来研究PFASs暴露与肾脏健康之间的关联，但尿液基质很少受到关注。尿液是肾脏产生的代谢物，能直接指示PFASs的肾负荷程度，尿液代谢小分子有望特征性指向PFASs暴露对肾脏产生的影响。为此，研究人员采集了我国一家大型氟化工厂72名职业工人的配对血液和尿液样本，以及153名当地居民的尿液样本，对其中的23种PFASs进行浓度测定。通过医院体检获取其肾脏生化指标（尿素、肌酐、尿酸）水平，并通过关联模型和代谢组学手段来探究PFASs职业暴露对肾脏造成的不良影响。结果发现，工人体内8种主要PFASs单体的加合浓度占到总浓度的98.9%，有效代表其内暴露水平。工人血液PFASs浓度比尿液高1-4个数量级，但二者之间高度相关（r=0.57-0.93），证明了血尿之间显著的正相关性。在调整性别、年龄、BMI后，包括贝叶斯核机器回归（BKMR）在内的多种关联模型结果显示整体上尿液PFASs水平与肾脏生化指标呈正相关关系，表明肾脏不良效应的发生。

同时，研究人员采用SCIEX最新一代高分辨质谱 ZenoTOF 7600进行了尿液代谢组学研究。由于ZenoTOF 7600具有高灵敏度和良好的抗污染能力，尿液样品可以采用两倍水稀释后直接上机测试，可大幅降低前处理时间；再结合ZenoTOF 7600超快的二级谱采集速度和高效的数据采集模式，共鉴定到1773个代谢物，包括正离子803个和负离子970个，经PLS-DA分析，可以清晰地区分开PFASs高暴露人群与对照人群的尿液代谢小分子，并且其中24个代谢物具有显著差异；再通过与肾脏生化指标进行相关性分析，最终确定8个与肾脏相关的潜在生物标志物。通路分析结果表明，其参与到氨基酸代谢、类固醇生物合成、肝肠循环等肾脏相关的生物学通路中。该工作首次证明了尿液代谢组学可以用于表征职业人群PFASs暴露对肾脏产生的不良健康效应，这将为探索肾脏健康提供了新工具和新见解。

PLS-DA分析

相关性分析

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作者简介

第一作者：何安恩，男，博士研究生，导师为王亚韡研究员，现就读于中国科学院生态环境研究中心。研究方向为全氟及多氟化合物的人群暴露及健康效应机制研究。目前已在Environ. Sci. Technol.、Sci. Total Environ.等国际学术期刊上发表SCI论文3篇。

通讯作者：王亚韡，男，中国科学院生态环境研究中心研究员，中国环境科学学会环境化学分会主任委员。国家杰出青年科学基金获得者。主要从事新污染物的分析方法、环境行为与健康效应机制研究。已发表SCI收录论文170余篇，其中在环境科学领域顶级杂志Environ. Sci. Technol.上发表50余篇。全部论文被国内外同行正面SCI引用7000余次。获中国化学会青年化学奖、中科院卢嘉锡青年人才奖和中科院杰出科技成就奖（主要完成人）等奖项。