論文標(biāo)題：Advances and perspectives in environmental health research in China

期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者：Tong Zhu, Yingjun Liu, Shunqing Xu, Guanghui Dong, Cunrui Huang, Nan Sang, Yunhui Zhang, Guanyong Su, Jingwen Chen, Jicheng Gong, Guohua Qin, Xinghua Qiu, Jing Shang, Haobo Wang, Pengpeng Wang, Mei Zheng

發(fā)表時間：15 Jun 2024

DOI：10.1007/s11783-024-1836-z

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Special issue：Towards a pollution-free planet 

環(huán)境健康研究旨在識別適合人類健康生存和繁衍的環(huán)境條件，通過環(huán)境科學(xué)和健康科學(xué)兩大領(lǐng)域的交叉融合，研究物理、化學(xué)和生物等環(huán)境要素對人體健康的影響，揭示危害人體健康的環(huán)境因素，評估環(huán)境因素的人體暴露特征，解析環(huán)境因素對疾病發(fā)生發(fā)展的影響機(jī)制，明確環(huán)境暴露與健康效應(yīng)的因果關(guān)系，構(gòu)建暴露-反應(yīng)關(guān)系并確定效應(yīng)閾值，為制定環(huán)境管理、公眾和個體預(yù)防干預(yù)措施提供科學(xué)依據(jù)。

基于“中國可持續(xù)發(fā)展研究會環(huán)境與生命健康專委會2023年度學(xué)術(shù)年會”的相關(guān)討論，朱彤院士聯(lián)合來自10個單位的15位研究者梳理了過去十年中國在環(huán)境健康研究方面取得的進(jìn)展，提出未來除繼續(xù)關(guān)注傳統(tǒng)污染物的健康危害外，還需重點關(guān)注新污染物、氣候變化等對人體健康的影響，并指出新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將為環(huán)境健康研究帶來新的機(jī)遇。

圖1 摘要圖

PART/1 環(huán)境健康領(lǐng)域近10年的重要研究方向

環(huán)境健康研究領(lǐng)域隨著人類所面臨的環(huán)境問題的變化而不斷發(fā)展。污染是人類社會共同面臨的環(huán)境問題，其對健康的影響也成為環(huán)境健康研究的核心；根據(jù)所研究的污染物，大致分為已受管制的傳統(tǒng)污染物與尚未受管制但可能有危害的新污染物。除污染外，氣候變化已成為另一個緊迫的環(huán)境問題，其健康效應(yīng)研究越來越受到關(guān)注。

傳統(tǒng)污染物與人類健康

環(huán)境污染包括空氣污染、水污染和土壤污染等。由于以“霧霾”為代表的大氣污染事件在中國和印度等發(fā)展中國家頻繁發(fā)生，大氣污染的健康影響研究，特別是大氣顆粒物（PM）污染的健康危害研究，成為近10年來的重點研究問題。研究深度和廣度隨環(huán)境科學(xué)、公共衛(wèi)生、地理信息等學(xué)科的交叉融合不斷拓展，為世界衛(wèi)生組織修訂空氣質(zhì)量指南值提供了更全面、系統(tǒng)的科學(xué)證據(jù)。

新污染物與人類健康

所謂新污染物不僅是指由化學(xué)品研發(fā)所帶來的新污染物，更是指既往存在但沒有納入管控的污染物。隨著未管控污染物的大量生產(chǎn)和使用，這些污染物可能直接暴露于人體，也可通過食物鏈在高端生物包括人體內(nèi)蓄積，對人類健康產(chǎn)生影響。新污染物種類多、化學(xué)行為和致毒機(jī)制復(fù)雜，“篩評控”難度很大。近10年的研究重點包括但不限于：新污染物篩查方法的開發(fā)，塑化劑、阻燃劑、全氟化合物等新污染物的健康效應(yīng)評估等。

氣候變化與人類健康

氣候變化是人類在21世紀(jì)面臨的最大全球健康挑戰(zhàn)之一，可通過一系列復(fù)雜的路徑影響人類健康，包括但不限于全球氣溫升高、極端天氣事件、蟲媒傳播疾病等。近10年來相關(guān)研究重點包括：

（1）氣候變化各因素及交互作用導(dǎo)致的健康問題及其在敏感區(qū)域的時空分布；

（2）氣候變化大趨勢、氣候變異特征、極端氣候事件分布區(qū)域及遷移特征對相關(guān)健康問題的影響機(jī)制；

（3）氣候變化健康風(fēng)險綜合評估指標(biāo)體系和模型構(gòu)建方法；

（4）應(yīng)對氣候變化行動的健康協(xié)同效益和健康保護(hù)效果。

PART/2 我國環(huán)境健康研究進(jìn)展

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，其所帶來的環(huán)境污染問題日益突出，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來頻發(fā)的“霧霾”環(huán)境污染事件更是各地政府所面對的重大公共衛(wèi)生問題。因此，我國基金委、科技部、衛(wèi)健委、生態(tài)環(huán)境部和地方政府均投入了相當(dāng)數(shù)量的資金和資源支持環(huán)境健康研究，使我國在環(huán)境健康領(lǐng)域研究成果呈現(xiàn)快速增長。如下圖所示，在Web of Science核心收錄中，中國學(xué)者發(fā)表的環(huán)境健康論文數(shù)量已從2010年的約2000篇激增至2020年后的約20000篇，全球占比從10%增加到30%。同時，隨著環(huán)境科學(xué)和公共衛(wèi)生等學(xué)科的深度交叉融合，環(huán)境健康研究的質(zhì)量也有顯著提高。具體表現(xiàn)為人群代表性增強(qiáng)，暴露評估的準(zhǔn)確性提高，對潛在機(jī)制的理解更加深入。研究成果對于指導(dǎo)各級政府部門采取行動治理空氣、水和土壤污染起到了重要作用。

圖2 2010-2023年中國學(xué)者參與發(fā)表的環(huán)境健康論文數(shù)量及全球占比統(tǒng)計圖

PART/3 我國環(huán)境健康領(lǐng)域展望

揭示環(huán)境因素的健康危害，建設(shè)以保護(hù)公眾健康為目標(biāo)的環(huán)境治理體系，是“堅持預(yù)防為主”建設(shè)“健康中國”的必由之路，也是建設(shè)“美麗中國”、保護(hù)公眾健康的重要途經(jīng)，代表著重要的國家需求。因此，長期、持續(xù)、大力推動環(huán)境健康前沿交叉研究具有重要的國家戰(zhàn)略意義。

未來重要研究方向

?傳統(tǒng)污染物：我國環(huán)境污染健康影響研究集中于大氣PM2.5的健康效應(yīng)等領(lǐng)域，未來需關(guān)注一些潛在重要但認(rèn)識仍相對有限的方向，如室內(nèi)環(huán)境（包括住宅、辦公樓等）、公共交通系統(tǒng)（如地鐵等）污染的健康危害，超細(xì)顆粒物（PM0.1）、臭氧（O3）的危害效應(yīng)等。此外，當(dāng)前大部分研究探索單一或有限類別污染物對特定健康結(jié)局的影響，有必要探究更符合真實情況的復(fù)合暴露的健康效應(yīng)。

?新污染物：近年來我國學(xué)者解析了部分新污染物暴露的毒理與健康效應(yīng)。但與每年新增進(jìn)入市場的化學(xué)品數(shù)量相比仍是九牛一毛。新污染物數(shù)量多、類別雜、理化性質(zhì)差異大，如何基于毒理健康效應(yīng)從復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)中識別新污染物并實現(xiàn)歸因阻控是目前面臨的最大挑戰(zhàn)。同時，如何設(shè)計綠色替代化學(xué)品并改進(jìn)其生產(chǎn)工藝，從源頭上控制化學(xué)品生產(chǎn)和使用中的健康和環(huán)境風(fēng)險也是重要命題。

?氣候變化：氣候變化與人群健康研究自出現(xiàn)以來，經(jīng)歷了從歷史影響評估走向未來風(fēng)險預(yù)估、從單向量化氣候變化的健康影響走向量化應(yīng)對氣候變化措施的健康影響并將健康影響反饋回政策決策過程的發(fā)展過程。未來需要加強(qiáng)的方向包括氣候變化健康效應(yīng)的脆弱性評估及其時空差異分析、氣候變化健康效應(yīng)的影響機(jī)制研究、氣候變化健康效應(yīng)的未來預(yù)估及區(qū)域分異規(guī)律研究、氣候變化健康影響的應(yīng)對措施效果評估。

新技術(shù)、新方法的應(yīng)用

?結(jié)合精準(zhǔn)個體暴露評估與多組學(xué)技術(shù)探究暴露反應(yīng)關(guān)系：傳統(tǒng)的污染暴露評估通常依賴于在特定環(huán)境介質(zhì)中的測量，雖簡便易行但無法反應(yīng)真實的個體暴露。暴露組學(xué)、可穿戴設(shè)備及導(dǎo)航定位技術(shù)的快速發(fā)展，為精準(zhǔn)的個體暴露評估提供了可能，而表型組學(xué)技術(shù)的發(fā)展則為實現(xiàn)生命體全周期、全方位、全組學(xué)的人類表型精密測量提供了可能。未來人群研究需考慮在精準(zhǔn)的個體環(huán)境暴露評估的基礎(chǔ)上，利用新統(tǒng)計分析技術(shù)，從基因-生物標(biāo)志-靶器官-感官-疾病/健康等多維表型結(jié)局探索環(huán)境因素對人類健康的影響。

?基于類器官芯片和效應(yīng)導(dǎo)向技術(shù)篩查、鑒別環(huán)境污染物毒性：基于傳統(tǒng)體外細(xì)胞實驗和模式動物的環(huán)境污染物毒性篩查方法所需成本高、周期長，結(jié)果外推不確定性大，亟需基于新技術(shù)來開發(fā)能夠模擬人體真實暴露、快速、低成本的毒物篩選、鑒定平臺。近期發(fā)展迅速的類器官和器官芯片技術(shù)可建立更接近人體真實環(huán)境的仿生系統(tǒng)，為環(huán)境污染物毒性鑒別、安全性評估、毒作用機(jī)制和預(yù)防干預(yù)策略研究提供了新方案。

?加強(qiáng)隊列資源與數(shù)據(jù)整合，制定共享機(jī)制和管理制度：隊列人群是開展環(huán)境健康研究的基石，但我國各地研究者建立的大量零散的人群隊列無法共享，且隨著項目的結(jié)束而完結(jié)，其價值沒有得到充分的體現(xiàn)。在國家層面上整合隊列信息、制定共享機(jī)制和管理制度并選擇具有代表性的人群隊列給予長期穩(wěn)定的研究資金支持，將有助于提高環(huán)境暴露與特定健康結(jié)局關(guān)聯(lián)評估的穩(wěn)健性，并有助于進(jìn)行跨區(qū)域暴露-反應(yīng)關(guān)系比較。

?利用機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能預(yù)測化學(xué)品風(fēng)險、設(shè)計綠色替代品、分析流行病學(xué)大數(shù)據(jù)：海量化學(xué)品與有限實驗數(shù)據(jù)的矛盾是化學(xué)品健康風(fēng)險評估的一大挑戰(zhàn)。近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的快速發(fā)展使得我們可能利用有限的實驗數(shù)據(jù)開發(fā)高通量篩選模型。同時，將人工智能生成算法等技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境計算毒理學(xué)模型，也有助于綠色替代品的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計及符合綠色化學(xué)原則的合成途徑規(guī)劃。此外，鑒于環(huán)境流行病學(xué)數(shù)據(jù)集的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，人工智能技術(shù)在相關(guān)數(shù)據(jù)分析方面也可能發(fā)揮重要作用。

從科學(xué)到政策

面向未來，需加強(qiáng)科學(xué)家、決策者和公眾之間的合作，積極推進(jìn)環(huán)境健康研究成果轉(zhuǎn)化為有效的政策與行動，以保護(hù)環(huán)境和公眾健康。這對于建設(shè)“健康中國”和“美麗中國”，實踐綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展理念、實現(xiàn)人人享有更健康的未來至關(guān)重要。

作者簡介

朱彤，北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授。中國科學(xué)院院士，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)部委員，美國地球物理聯(lián)合會會士，國務(wù)院參事。主要從事大氣化學(xué)與環(huán)境健康方面的研究，取得了大氣污染來源甄別、成因解析及健康危害評估等系列創(chuàng)新成果，應(yīng)用于解決我國大氣污染治理的重大環(huán)境問題，推動了環(huán)境健康領(lǐng)域的學(xué)科交叉研究和學(xué)科建設(shè)。發(fā)表 SCI論文480余篇?，F(xiàn)兼任教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會副主任、國務(wù)院學(xué)位委員會環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科評議組成員、中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境暴露科學(xué)專委會主任、中國可持續(xù)發(fā)展研究會環(huán)境與生命健康專委會主任、未來地球—亞洲季風(fēng)區(qū)可持續(xù)發(fā)展集成研究（FE-MAIRS）科學(xué)指導(dǎo)委員會主席、世界氣象組織全球大氣觀測“空氣-氣候-健康(ARCH)”工作組組長等。

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本文內(nèi)容來自FESE期刊2024年第18卷第6期發(fā)表的Perspectives文章“Advances and perspectives in environmental health research in China”。通訊作者為北京大學(xué)朱彤院士。

引用格式：Tong Zhu, Yingjun Liu, Shunqing Xu, Guanghui Dong, Cunrui Huang, Nan Sang, Yunhui Zhang, Guanyong Su, Jingwen Chen, Jicheng Gong, Guohua Qin, Xinghua Qiu, Jing Shang, Haobo Wang, Pengpeng Wang, Mei Zheng. Advances and perspectives in environmental health research in China. Front. Environ. Sci. Eng., 2024, 18(6): 76 https://doi.org/10.1007/s11783-024-1836-z

本文來自 Special issue - Towards a pollution-free planet

期刊簡介

Frontiers of Environmental Science & Engineering是由高等教育出版社、中國工程院和清華大學(xué)共同主辦的環(huán)境領(lǐng)域綜合學(xué)術(shù)期刊，聚焦環(huán)境領(lǐng)域前沿問題與研究成果，重點關(guān)注開創(chuàng)性、跨學(xué)科的研究，致力于打造具有國際影響力的高水平學(xué)術(shù)交流平臺，是中國工程院院刊系列期刊、中國科技期刊卓越行動計劃重點期刊。

主編：曲久輝院士，John Crittenden院士

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