《Journal of Hazardous Materials》：Blood-based transcriptomic profiles associated with chronic mercury exposure in Amazonian riverine populations
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本研究针对亚马逊河岸人群慢性汞暴露这一重大公共卫生问题，首次开展了全基因组范围的全血转录组学分析。研究人员通过整合生物监测与转录组分析，发现汞暴露与大量基因表达改变相关，并揭示了氧化应激、炎症信号及细胞应激反应等关键通路被显著富集。该研究为理解慢性汞暴露的早期分子效应提供了新视角，对保护脆弱人群健康具有重要意义。
在广袤的亚马逊雨林深处，蜿蜒的河流滋养着世代居住于此的河岸社区。然而，这片生物多样性天堂正面临着一个隐形威胁——汞污染。由于小型金矿开采（ASGM）等活动，大量汞被释放到淡水生态系统中，通过食物链在鱼类体内富集。对于以鱼类为主要蛋白质来源的河岸居民来说，这导致了长期慢性汞暴露，血液汞浓度远超世界卫生组织建议的安全限值。尽管已知汞暴露会引发神经系统损伤、免疫功能障碍等健康问题，但在真实环境暴露条件下，人体对慢性汞暴露的分子响应机制仍不清楚。
为填补这一知识空白，来自圣保罗大学的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》上发表了开创性研究。他们首次对亚马逊河岸人群进行全基因组范围的全血转录组学分析，旨在揭示慢性汞暴露相关的分子特征。
研究采用了多项关键技术方法：对95名来自塔帕若斯河和亚马逊河流域13个社区的成年人进行横断面研究，通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）精确测定血汞浓度；使用Tempus? Blood RNA Tubes采集并保存全血样本，通过Clariom? S HT微阵列平台进行全转录组分析；采用稳健多阵列平均（RMA）算法进行数据标准化，以错误发现率（FDR）≤0.05和倍数变化≥1.5为标准识别差异表达基因；通过DAVID和Enrichr等工具进行基因本体论（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）和Reactome通路富集分析。
3. 结果
3.1. 研究人群特征和汞暴露水平
研究人群平均血汞浓度为26.9μg/L，68.4%的参与者超过WHO参考水平。参与者被分为对照组（≤10μg/L）、中度暴露组（10-25μg/L）和高暴露组（>25μg/L）进行后续分析。
3.2. 差异基因表达分析
与对照组相比，中度暴露组鉴定出14,348个差异表达基因（DEGs），高暴露组鉴定出14,535个DEGs，其中13,931个基因为两组共享。这些广泛转录改变反映了汞暴露相关的全血转录组变异，可能包含转录调控和循环血细胞组成变化的综合信号。
3.3. 差异表达基因的功能特征
常见差异表达基因涉及免疫调节（JCHAIN、CFD、HLA-DRB5等）、神经系统功能（NTF3、PPFIA1）和细胞代谢（PDXDC1、FPGS）等多种生物过程。中度暴露特有基因主要参与适应性应激反应，而高暴露特有基因则富集于炎症和凋亡过程。
3.4. 功能富集分析
基因本体分析显示，生物过程条目中转录调控、信号转导和G蛋白偶联受体（GPCR）信号显著富集；细胞组分条目中突出显示了质膜相关术语以及突触和神经元结构相关注释；分子功能条目中包括信号转导活性、离子结合功能和转录调控。
KEGG通路分析发现神经活性配体-受体相互作用、PI3K-Akt信号和钙/cAMP信号通路等显著富集。Reactome通路分析表明，中度暴露主要与适应性应激反应和代谢调控通路相关，而高暴露则 characterized by 炎症和凋亡过程的富集。
研究结论表明，慢性汞暴露与全血中广泛的转录组变化相关，反映了免疫激活、细胞应激反应和炎症信号等生物过程。这些变化呈现出剂量依赖性特征：中度暴露主要引发适应性转录程序，而高暴露则与更明显的炎症和凋亡反应相关。值得注意的是，研究中发现的"神经相关"通路富集应谨慎解读，因为这反映的是共享分子组件在免疫细胞中的表达，而非直接的神经毒性证据。
这项研究的讨论部分强调了在真实环境条件下研究慢性汞暴露分子特征的重要性。尽管全血转录组学的细胞异质性限制了对细胞特异性机制的直接推断，但研究结果提供了汞暴露相关系统生物学响应的有价值视角。这些发现为未来研究奠定了基础，包括需要纵向设计评估转录组变化的动态特征，细胞类型分辨的转录组学解析特异性机制，以及多组学整合阐明汞暴露的生物学影响。
从环境健康视角看，这项研究强调了在亚马逊地区实施综合风险管理策略的必要性。识别暴露依赖性转录特征支持将分子数据作为环境监测的补充工具，有助于在缺乏明显临床症状时识别高风险人群。鉴于生存性鱼类消费对河岸社区的食物安全和文化认同至关重要，研究结果支持基于证据的公共卫生行动，包括特定情境的膳食指导、关于安全鱼种和季节的有针对性沟通、加强水生态系统环境监测，以及在保护传统生计的同时减少上游汞输入的政策。这些方法共同支持基于证据的决策制定，促进脆弱亚马逊人群的环境公正。
