《Environmental Research》：Relationship of serum polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) and lung function in adults: Evidence from a large community-based population in Guangzhou, China
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本研究针对广州1232名社区成年居民，检测血清18种多环芳烃（PAHs）水平，分析其与肺功能参数（FVC、FEV1、FEV1/FVC）的关联。结果显示，PAHs混合物及氟烯浓度随升高与FEV1和FEV1/FVC显著降低相关（p<0.05），且效应存在性别差异。敏感性分析证实结果稳健，为评估PAHs混合暴露对肺功能的影响提供了新证据。
Jing-Lin Zhang|Nuo Chen|Shui-Yue Lu|Michael S. Bloom|Shao Lin|Lu-Yin Wu|Li-Xia Liang|Yun-Ting Zhang|Jing-Wen Huang|Muhammad Amjad|Yong-Xiang Tang|Zhao-Huan Gui|Wen-Wen Bao|Li-Zi Lin|Yang Zhou|Ru-Qing Liu|Li-Wen Hu|Bin Xu|Guang-Hui Dong
环境与健康联合国际研究实验室，教育部；广东省环境污染与健康风险评估工程技术研究中心；中山大学公共卫生学院职业与环境健康系，广州，510080，中国
摘要
研究表明，多环芳烃（PAHs）的暴露与肺功能下降有关。现有研究主要集中在尿液中检测率较高的几种特定成分的代谢物上，而其他优先污染物PAHs的体内暴露水平则很少被报道。在中国普通人群中进行的研究有限，其结果并不一致。尽管PAHs的半衰期仅约为6-35小时，但仍然可以在血液样本中检测到母体PAHs。因此，我们招募了1232名来自中国广州的社区居民，测量了他们血清样本中18种母体PAHs的浓度，并对参与者进行了肺功能测试。我们在后续分析中选择了检测率超过70%的15种成分，并以用力肺活量（FVC）、1秒用力呼气量（FEV1）和FEV1与FVC的比值（FEV1/FVC）作为结果指标。在广义线性模型（GLMs）和加权分位数和回归（WQS）模型中，我们观察到血清PAHs与较低的肺功能参数之间存在显著关联。与血清荧光素浓度的最低四分位数（Q1）相比，较高四分位数的浓度与FEV1/FVC的下降相关：Q2为-1.35 [95% CI, (?2.55, ?0.14)]，Q3为-2.21 [95% CI, (?3.42, ?0.99)]，Q4为-1.57 [95% CI, (?2.78, ?0.36)]。同样，PAHs混合物的较高四分位数也与FEV1的下降（-56.00 [95% CI, (?108.92, ?3.08)]和FEV1/FVC的下降（-1.60 [95% CI, (?2.56, ?0.64)]相关。敏感性分析表明我们的结果具有可靠性。
引言
肺具有进行气体交换的重要生理功能。肺功能下降是许多呼吸系统疾病的早期指标（Agusti和Faner，2019），同时也与其他系统疾病的发病率和死亡率增加有关（Higbee等人，2021；Silvestre等人，2018；Sumida等人，2017；Melén等人，2024）。研究表明，个体的肺功能不仅受遗传发育等先天因素的影响，还受环境和生活方式等后天因素的影响（Agusti和Faner，2019；Aschard等人，2017）。随着环境污染的加剧，越来越多的证据表明，接触环境污染物（如多环芳烃（PAHs）会导致肺功能受损。
PAHs是一类有害的有机污染物，主要在化石燃料和生物质不完全燃烧过程中释放，并广泛分布于各种环境介质中（Abdel-Shafy和Mansour，2016）。人类不可避免地通过吸入受污染的空气（Aslam等人，2022）、食用受污染的食物（Davoudi等人，2021）以及直接接触受污染的土壤（Bernard和Dudler，2022）或水（Sun等人，2021；Babao?lu，2023）而暴露于PAHs。毒理学研究证实，PAHs的暴露会对肺部造成损害。PAHs可以在肺泡上皮沉积（Nielsen等人，1996），直接对上皮细胞产生毒性作用，引起呼吸道结构变化并降低肺功能（Stading等人，2021；Fu等人，2012）。考虑到用力肺活量（FVC）、1秒用力呼气量（FEV1）和FEV1与FVC的比值（FEV1/FVC）等参数，这些参数是评估肺功能的典型指标（Lee等人，2010；Marott等人，2020；Vogelmeier等人，2017），流行病学研究探讨了PAHs暴露与这些指标之间的关联。在焦炉工人中进行的研究表明，尿液中羟基PAHs（OH-PAHs）的浓度与肺功能参数呈负相关（Liu等人，2023；Wang等人，2016）。在普通人群中进行的研究也得出了类似结论：颗粒物（PM）结合的PAHs与办公室工作人员（Zhang等人，2023a）、本科生（Zhang等人，2022a）、研究生（Zhu等人，2022）和社区居民（Mu等人，2019a）的FEV1下降有关。在中国社区居民中进行的横断面研究（Cao等人，2020；Mu等人，2019b；Hou等人，2017；Zhou等人，2016）、一项试点研究（Hou等人，2020）以及纵向研究（Zhou等人，2018，2024）显示，尿液中的OH-PAHs与FVC、FEV1或FEV1/FVC呈负相关。使用全国健康与营养调查数据（Wu等人，2024；Xu等人，2024）、瑞典BAMSE队列（Alhamdow等人，2021）和加拿大健康测量调查（Cakmak等人，2017）进行的研究也得出了类似结论。尽管许多研究考察了PAHs暴露对肺功能的影响，但基于中国普通人群的研究仍然有限，这些研究的结果并不一致。在现实世界中，人类同时暴露于PAHs混合物中，但很少有研究报道混合物暴露的影响。只有一项研究报道了8种尿液OH-PAHs混合物与肺功能之间的关联（Hou等人，2020），一项研究报道了10种OH-PAHs和11种金属在尿液中的混合物的影响（Wu等人，2024），还有一项研究揭示了PM2.5中13种PAHs的吸入剂量与肺功能参数之间的关联（Zhu等人，2022）。现有研究仅检测了尿液中几种特定成分的代谢物（如萘、荧光素、菲和蒽），而由于这些成分在尿液中的排泄率相对较低，其他优先污染物成分未被纳入估计。血液也是评估体内暴露的有效生物介质。检测血液中母体PAHs的浓度可以更全面地了解人群的暴露水平（Yang等人，2021）。
因此，我们招募了1232名来自广州社区的参与者，测量了他们血液样本中18种PAHs的浓度，并检查了他们的肺功能。我们的目标是：1）确定中国广州社区居民的血清PAHs水平；2）研究单种PAHs和PAHs混合物暴露与肺功能之间的关联；3）探讨PAHs暴露与肺功能关联的性别差异。
研究人群
在这项横断面研究中，我们从2018年11月到2019年8月在中国广东省广州市的三个区（番禺、从化、越秀）招募了参与者。参与者选择的详细信息在之前的研究中已有描述（Liu等人，2022a）。纳入标准包括在当地居住至少两年、未怀孕、无严重肝肾功能障碍或恶性肿瘤的居民。我们进行了问卷调查以收集基本的人口统计信息。
人群特征
表1展示了本研究1232名参与者的 demographic 特征和肺功能参数。研究人群由744名（60.4%）女性和488名（39.6%）男性组成，平均年龄为54.98岁。大多数参与者年收入超过10万元（53.9%），受教育程度为高中或更低（71.0%），每周锻炼5-7天（56.7%），不吸烟（83.2%）也不饮酒（85.5%）。FVC、FEV1等的平均值（标准差）...
主要发现
总之，我们的研究发现，在一般成人人群中，血清中的单个PAHs和PAHs混合物与肺功能参数之间存在负相关，其中BjFA对FEV1和FEV1/FVC的总体影响最大。此外，我们发现PAHs与肺功能的关联因性别而异。我们的研究提供了关于普通人群PAHs暴露水平的补充数据，并为PAHs导致肺功能下降的风险提供了支持性的人群证据。
作者贡献声明
Jing-Lin Zhang：撰写——初稿、可视化、验证、软件、方法学。Nuo Chen：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、软件、方法学。Shui-Yue Lu：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、软件、方法学。Michael S. Bloom：撰写——初稿、方法学。Shao Lin：撰写——初稿。Lu-Yin Wu：撰写——初稿。Li-Xia Liang：撰写——初稿。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划（2023YFC3905100；2023YFC3709700；2023YFC3905203）、国家自然科学基金（82411530062）、中国广东省中山医学基金会（ZNSXS-20230012）、深圳的科学技术项目（JCYJ20230807153259001）、呼吸疾病国家重点实验室的开放项目（SKLRD-OP-202402）以及广州第十二届高层次人才研究项目的支持。
