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科學(xué)網(wǎng)—江桂斌、宋茂勇等: 環(huán)境暴露與健康效應(yīng)

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月25日 18:59

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(guān)統(tǒng)計(jì)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(guān)。

當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家工業(yè)化中后期出現(xiàn)的污染導(dǎo)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(jī)制與發(fā)達(dá)國家差異顯著，無法照搬國外研究模式與結(jié)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(jī)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(jī)制”專項(xiàng)（中國科學(xué)院“B類先導(dǎo)專項(xiàng)”），主要針對污染物環(huán)境暴露與機(jī)體損傷這一核心科學(xué)問題，在瞄準(zhǔn)國際前沿的同時(shí)緊密結(jié)合我國實(shí)際，從污染與生物分子交互作用及其與機(jī)體特定損傷的關(guān)系為切入點(diǎn)，在環(huán)境污染與健康損害間搭建橋梁，重點(diǎn)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(jī)體毒性作用路徑的干擾機(jī)制和污染所致健康效應(yīng)的可遺傳與可繼承性等學(xué)科前沿開展前瞻性研究。

作者團(tuán)隊(duì)

“典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機(jī)制”專項(xiàng)的研究團(tuán)隊(duì)主要來自中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、化學(xué)研究所、動(dòng)物研究所、水生生物研究所、廣州地球化學(xué)研究所、沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、北京基因組研究所及中國科學(xué)院大學(xué)。國家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估中心、天津醫(yī)科大學(xué)、山東大學(xué)、江漢大學(xué)以及多家醫(yī)院也參與了專項(xiàng)的研究工作。

科學(xué)出版社特邀請這支具有強(qiáng)大科研背景、學(xué)科交叉互補(bǔ)的研究團(tuán)隊(duì)共同撰寫該書，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和專項(xiàng)取得的研究進(jìn)展，進(jìn)行體系總結(jié)、全面梳理和整體分析。

內(nèi)容簡介

該書主要介紹典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機(jī)制，以及針對環(huán)境與健康研究領(lǐng)域科學(xué)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(lǐng)域近年來的新成果、新觀點(diǎn)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(jī)制（第12～15章）；污染物的毒性與健康危害機(jī)制（第16～22章）。

全書速覽

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(jié)果，包括通過膳食、室內(nèi)環(huán)境、運(yùn)動(dòng)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(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)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(jī)硅化學(xué)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(zhuǎn)化行為，重點(diǎn)揭示其在各類廢水處理工藝中的水解、羥基化和氯轉(zhuǎn)化機(jī)制；另外，也介紹職業(yè)和普通人群血液中甲基硅氧烷的負(fù)荷水平及其衰減、累積趨勢。通過分析研究鐵礦石燒結(jié)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(jià)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(yīng)，并從固液界面反應(yīng)的分子機(jī)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(shù)，為環(huán)境水體污染削減提供了科學(xué)依據(jù)與綜合解決方案。介紹二噁英等典型持久性有機(jī)污染物通過芳香烴受體生物靶點(diǎn)引發(fā)的信號通路擾動(dòng)作用及生物評價(jià)方法，闡述該信號通路機(jī)制在污染物干擾乙酰膽堿酯酶等重要功能基因表達(dá)與多系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程等生物干擾效應(yīng)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(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)及與效應(yīng)的關(guān)聯(lián)。圍繞環(huán)境因素對核酸表觀遺傳的毒性效應(yīng)以及對表觀轉(zhuǎn)錄組的影響，簡要介紹典型污染物的DNA 表觀遺傳毒理效應(yīng)機(jī)制及進(jìn)展，詳細(xì)闡述RNA 修飾對RNA 加工代謝及多種生物學(xué)過程的功能調(diào)控，為揭示污染物對機(jī)體的表觀轉(zhuǎn)錄組損傷和健康影響提供重要的理論基礎(chǔ)。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(jìn)有機(jī)過氧化氫分解產(chǎn)生烷氧自由基的分子機(jī)理，重點(diǎn)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(jī)理擴(kuò)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(jī)磷阻燃劑的毒性效應(yīng)及分子作用機(jī)制研究進(jìn)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(yīng)的新型分子機(jī)制研究進(jìn)展。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(zhǔn)確示蹤納米材料在自然界中的遷移轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化過程?；诖耍芯咳藛T提出假設(shè)：納米銀在自然界中的轉(zhuǎn)化過程會造成同位素分餾效應(yīng)，進(jìn)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(gè)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(shí)，還研究了兩個(gè)共存過程：納米銀物理吸附銀離子和銀離子還原成零價(jià)銀沉淀（銀鹽光解）。基于這些過程中發(fā)生的銀同位素分餾效應(yīng)，可以示蹤納米銀在自然水體中發(fā)生的轉(zhuǎn)化過程。DCBQ與13-HPODE（13-LOOH）首先發(fā)生親核取代反應(yīng)，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(yīng)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(yīng)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(shí)還能通過環(huán)氧化反應(yīng)，生成一個(gè)碳中心自由基OL?。OL?與氧氣反應(yīng)生成一個(gè)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(yīng)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(jìn)HNE 生成的機(jī)制則很可能與Fe（II）類似。
在利用細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)等多層次技術(shù)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(diǎn)附近高富集，還和mRNA 剪接加工重要因子SR 蛋白結(jié)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(qiáng)子結(jié)合蛋白SRSF2 對RNA的結(jié)合能力，促進(jìn)SRSF2 靶基因的外顯子保留；FTO調(diào)控轉(zhuǎn)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(xì)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(xì)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(dòng)態(tài)調(diào)控mRNA 的剪接影響機(jī)體穩(wěn)態(tài)平衡和生命健康奠定了理論基礎(chǔ)。一些持久性有機(jī)污染物如多氯聯(lián)苯及其同系物可通過類雌激素效應(yīng)抑制肝臟hepcidin的表達(dá)，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(dǎo)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(xì)胞快速生長，并通過產(chǎn)生自由基提高遺傳突變的風(fēng)險(xiǎn)，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(guān)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(guān)，也暗示了鐵的潛在功能。
作者簡介

江桂斌，中國科學(xué)院院士，發(fā)展中國家科學(xué)院院士。中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心主任，中國科學(xué)院大學(xué)資環(huán)學(xué)院院長，環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。研究領(lǐng)域涉及化學(xué)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(xué)考察。曾負(fù)責(zé)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(xiàng)目，負(fù)責(zé)和完成兩期國家POPs973項(xiàng)目，負(fù)責(zé)和完成我國POPs控制第一個(gè)國家支撐項(xiàng)目，負(fù)責(zé)和完成兩期國家基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目，負(fù)責(zé)和完成國家基金委重大基金項(xiàng)目“典型持久性有機(jī)污染物的環(huán)境過程與毒理效應(yīng)”。目前擔(dān)任中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)“環(huán)境污染的健康效應(yīng)”首席科學(xué)家和基金委重大研究計(jì)劃“大氣細(xì)顆粒污染的毒理與健康效應(yīng)”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(yīng)邀在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)會議和著名大學(xué)作大會報(bào)告或特邀報(bào)告500余次。先后獲得國家杰出青年科學(xué)基金、中科院青年科學(xué)家獎(jiǎng)、長江學(xué)者成就獎(jiǎng)、安捷倫全球“思想領(lǐng)袖獎(jiǎng)”和中國科學(xué)院杰出成就獎(jiǎng)；兩次以第一完成人獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

本文摘自《環(huán)境暴露與健康效應(yīng)》，標(biāo)題為編者所加。

（本文編輯：王芳）

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