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江桂斌、宋茂勇等：環(huán)境暴露與健康效應

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年11月24日 05:49

關注環(huán)境暴露與健康效應

除去遺傳性疾病，環(huán)境污染是造成人類健康危害的最主要因素。根據(jù)世界銀行和WHO有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球70%的疾病和40%的死亡人數(shù)與環(huán)境污染因素有關。

當前，發(fā)達國家工業(yè)化中后期出現(xiàn)的污染導致的健康問題已在我國集中顯現(xiàn)。而根據(jù)我國自身污染特征，污染的環(huán)境暴露與健康危害的機制與發(fā)達國家差異顯著，無法照搬國外研究模式與結論。污染暴露所產(chǎn)生的健康危害研究缺乏有效的理論和方法，污染暴露的途徑和暴露劑量不清，污染物與生物分子交互作用的毒性通路干擾機制研究急需新方法與新模型的支撐。

“典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機制”專項（中國科學院“B類先導專項”），主要針對污染物環(huán)境暴露與機體損傷這一核心科學問題，在瞄準國際前沿的同時緊密結合我國實際，從污染與生物分子交互作用及其與機體特定損傷的關系為切入點，在環(huán)境污染與健康損害間搭建橋梁，重點在污染物環(huán)境與人群暴露、污染物-生物分子作用及其對機體毒性作用路徑的干擾機制和污染所致健康效應的可遺傳與可繼承性等學科前沿開展前瞻性研究。

作者團隊

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“典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機制”專項的研究團隊主要來自中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心、化學研究所、動物研究所、水生生物研究所、廣州地球化學研究所、沈陽應用生態(tài)研究所、合肥物質(zhì)科學研究院、北京基因組研究所及中國科學院大學。國家食品安全風險評估中心、天津醫(yī)科大學、山東大學、江漢大學以及多家醫(yī)院也參與了專項的研究工作。

科學出版社特邀請這支具有強大科研背景、學科交叉互補的研究團隊共同撰寫該書，結合國內(nèi)外相關領域的研究動態(tài)和專項取得的研究進展，進行體系總結、全面梳理和整體分析。

內(nèi)容簡介

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該書主要介紹典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機制，以及針對環(huán)境與健康研究領域科學前沿而發(fā)展的新型研究手段和分析方法，反映了該研究領域近年來的新成果、新觀點與研究方向。全書共22章，系統(tǒng)介紹了以下四方面內(nèi)容，典型污染物的外暴露與內(nèi)暴露（第1～6章）；污染物的生成、環(huán)境過程與生物有效性（第7～11章）；污染物與生物分子交互作用機制（第12～15章）；污染物的毒性與健康危害機制（第16～22章）。

全書速覽

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概述我國普通居民的氯化石蠟的外暴露和內(nèi)暴露情況，介紹氯化石蠟外暴露研究結果，包括通過膳食、室內(nèi)環(huán)境、運動場所的暴露水平和暴露特征，評估我國普通居民不同暴露途徑的氯化石蠟暴露風險，進一步研究了我國普通居民通過胎盤、母乳暴露氯化石蠟水平。

介紹有機硅化學品（硅氧烷）在生活和工業(yè)區(qū)域環(huán)境介質(zhì)中的排放、遷移與轉化行為，重點揭示其在各類廢水處理工藝中的水解、羥基化和氯轉化機制；另外，也介紹職業(yè)和普通人群血液中甲基硅氧烷的負荷水平及其衰減、累積趨勢。

通過分析研究鐵礦石燒結和再生金屬冶煉工廠的煙氣和周邊大氣樣品中鹵代污染物排放水平和污染特征，評估了煙氣對周邊空氣的影響以及冶煉車間工人對鹵代污染物的呼吸暴露劑量，為降低鹵代污染物職業(yè)暴露劑量提供了有價值的信息。

介紹砷污染區(qū)域的居民砷暴露水平與健康效應，并從固液界面反應的分子機制入手，基于自主研發(fā)的二氧化鈦吸附材料，表述水體砷污染的高效處理技術，為環(huán)境水體污染削減提供了科學依據(jù)與綜合解決方案。

介紹二噁英等典型持久性有機污染物通過芳香烴受體生物靶點引發(fā)的信號通路擾動作用及生物評價方法，闡述該信號通路機制在污染物干擾乙酰膽堿酯酶等重要功能基因表達與多系統(tǒng)發(fā)育進程等生物干擾效應中的作用。介紹傳統(tǒng)污染物砷與德克隆類新型污染物的毒性生物標志物的發(fā)現(xiàn)及與效應的關聯(lián)。

圍繞環(huán)境因素對核酸表觀遺傳的毒性效應以及對表觀轉錄組的影響，簡要介紹典型污染物的DNA 表觀遺傳毒理效應機制及進展，詳細闡述RNA 修飾對RNA 加工代謝及多種生物學過程的功能調(diào)控，為揭示污染物對機體的表觀轉錄組損傷和健康影響提供重要的理論基礎。

介紹鹵代醌類污染物可以通過不依賴過渡金屬離子的方式促進有機過氧化氫分解產(chǎn)生烷氧自由基的分子機理，重點介紹一種新型中間體——以碳為中心的醌酮自由基的檢測、鑒定及純化工作。將此機理擴展至更具生理意義的外源性脂質(zhì)氫過氧化物研究，探討鹵代醌及其酚類前驅(qū)物的基因毒性和致癌性。

介紹近年來新型有機磷阻燃劑的毒性效應及分子作用機制研究進展，包括POPs 與其他污染物的聯(lián)合毒性作用、雙酚類物質(zhì)及其衍生物的甲狀腺干擾及發(fā)育毒性、以及典型污染物產(chǎn)生雌激素系統(tǒng)干擾效應的新型分子機制研究進展。

圖文導圖

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目前，納米材料在自然環(huán)境中的來源與歸趨研究主要依賴于粒徑、濃度和元素組成表征，研究手段相對缺乏，很難準確示蹤納米材料在自然界中的遷移轉化過程。對于納米銀而言，一方面自然界中銀同位素組成存在微小的變化；另一方面，作為一種典型納米材料，納米銀在環(huán)境中存在多種轉化過程?；诖?，研究人員提出假設：納米銀在自然界中的轉化過程會造成同位素分餾效應，進一步基于銀同位素分餾可以示蹤納米銀的環(huán)境過程。研究人員研究了納米銀在自然水體中的兩個可逆過程：銀離子被DOM 還原成納米銀和納米銀溶解釋放銀離子。同時，還研究了兩個共存過程：納米銀物理吸附銀離子和銀離子還原成零價銀沉淀（銀鹽光解）?；谶@些過程中發(fā)生的銀同位素分餾效應，可以示蹤納米銀在自然水體中發(fā)生的轉化過程。

DCBQ與13-HPODE（13-LOOH）首先發(fā)生親核取代反應，生成醌-過氧化中間產(chǎn)物（CBQ-OO-L），其隨后發(fā)生均裂，產(chǎn)生13-LO?和以氧為中心的醌自由基CBQ-O?。CBQ-O?既可歧化生成主要反應產(chǎn)物之一CBQ-OH，也可發(fā)生共振互變形成以碳為中心的醌自由基?CBQ=O。?CBQ=O 可與13-LO?發(fā)生自由基耦合，通過酮醇互變生成另一種主要反應產(chǎn)物CBQ(OH)-O-L。13-LO?發(fā)生β斷裂可以生成戊烷基自由基，同時還能通過環(huán)氧化反應，生成一個碳中心自由基OL?。OL?與氧氣反應生成一個新的脂質(zhì)氫過氧化物——12,13-環(huán)氧-9-LOOH（9-OLOOH）。9-OLOOH隨后可與DCBQ 反應生成新的烷氧自由基9-OLO?，能與?CBQ=O 發(fā)生自由基耦合，生成另一種新型的醌-烷氧脂質(zhì)耦合物CBQ(OH)-9-O-LO, 也可發(fā)生斷裂可以生成7-羧庚基自由基。而DCBQ 促進HNE 生成的機制則很可能與Fe（II）類似。

在利用細胞生物學、基因組學、生物信息學等多層次技術手段，發(fā)現(xiàn)了m6A （6-甲基腺嘌呤）修飾不僅在外顯子剪接位點附近高富集，還和mRNA 剪接加工重要因子SR 蛋白結合序列具有空間重疊性；m6A 去甲基化酶FTO 的缺失可增加外顯子剪接增強子結合蛋白SRSF2 對RNA的結合能力，促進SRSF2 靶基因的外顯子保留；FTO調(diào)控轉錄因子RUNX1T1第六位外顯子的可變剪接產(chǎn)物，調(diào)控了脂肪前體細胞3T3-L1 分化。這提示了mRNA m6A修飾作為一種新的順式調(diào)控元件，在細胞核內(nèi)可以調(diào)控mRNA 剪接加工，為污染物通過影響RNA 修飾動態(tài)調(diào)控mRNA 的剪接影響機體穩(wěn)態(tài)平衡和生命健康奠定了理論基礎。

一些持久性有機污染物如多氯聯(lián)苯及其同系物可通過類雌激素效應抑制肝臟hepcidin的表達，并且抑制程度隨同系物間類雌激素活性的差異而不同。dd多氯聯(lián)苯暴露可能會干擾鐵的代謝和影響系統(tǒng)性鐵穩(wěn)態(tài)，導致組織如腫瘤的鐵供給增多。過多的鐵能有效地提高鐵依賴性的細胞快速生長，并通過產(chǎn)生自由基提高遺傳突變的風險，增加各種癌癥的發(fā)病率。另外，鐵與鐵蛋白的相互作用對p53 的穩(wěn)定發(fā)揮關鍵作用，這表明污染物引起的p53 變異可能與鐵的狀態(tài)有關，也暗示了鐵的潛在功能。

作者簡介

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江桂斌，中國科學院院士，發(fā)展中國家科學院院士。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心主任，中國科學院大學資環(huán)學院院長，環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室主任。研究領域涉及化學污染物形態(tài)、毒理與健康等。分別參加過我國南極和北極科學考察。曾負責和完成我國環(huán)境內(nèi)分泌干擾物篩選與控制的第一期和第二期863項目，負責和完成兩期國家POPs973項目，負責和完成我國POPs控制第一個國家支撐項目，負責和完成兩期國家基金委創(chuàng)新群體項目，負責和完成國家基金委重大基金項目“典型持久性有機污染物的環(huán)境過程與毒理效應”。目前擔任中國科學院戰(zhàn)略先導科技專項“環(huán)境污染的健康效應”首席科學家和基金委重大研究計劃“大氣細顆粒污染的毒理與健康效應”專家組組長。在國外SCI收錄雜志發(fā)表論文600余篇，出版中英文專著10部。應邀在國內(nèi)外重要學術會議和著名大學作大會報告或特邀報告500余次。先后獲得國家杰出青年科學基金、中科院青年科學家獎、長江學者成就獎、安捷倫全球“思想領袖獎”和中國科學院杰出成就獎；兩次以第一完成人獲得國家自然科學二等獎。

本文摘自《環(huán)境暴露與健康效應》，標題為編者所加。