综述:化学物质暴露对人类传染病的影响:一项旨在识别研究空白和优先领域的综述

《International Journal of Hygiene and Environmental Health》:Impact of chemical exposures on human infectious diseases: a scoping review to identify gaps and priorities

【字体: 时间:2026年03月18日 来源:International Journal of Hygiene and Environmental Health 4.4

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  整合化学与传染病研究,分析94项文献发现重金属(砷、镉、铅)和PFAS与儿童呼吸道感染风险增加相关,但证据碎片化,存在青少年、老年人及代谢机制研究不足,需标准化流行病学方法。

  
埃莱奥诺拉·钦奇奥(Eleonora Chinchio)| 西尔维娅·卡萨蒂(Silvia Casati)| 劳尔-阿利克斯·克莱尔博(Laure-Alix Clerbaux)| 斯蒂芬妮·博普(Stephanie Bopp)
欧盟委员会,联合研究中心(JRC),意大利伊斯普拉(Ispra)

摘要

为了加强公共卫生对新兴和现有威胁的应对能力,需要将化学物质研究与传染病研究相结合,这符合“同一健康”(One Health)的原则。
本范围综述系统地梳理了将化学物质暴露与人类传染病易感性或严重程度联系起来的流行病学证据。我们搜索了Web of Science和PubMed(1980年–2023年8月)的文献,最终整合了94项原始分析研究的数据。
研究主要集中在金属(砷、镉、铅)和全氟和多氟烷基物质(PFAS,如PFOA、PFOS)对婴儿和儿童呼吸系统感染的影响上。总体证据趋势表明,化学物质暴露与疾病风险增加有关,尽管针对具体化学物质-结果组合的证据较为分散。关键的知识空白包括对青少年和老年人的研究不足,以及缺乏将暴露与疾病结果联系起来的机制性理解。研究报告的高度异质性凸显了标准化流行病学方法的必要性。
本综述综合了当前关于化学物质-结果组合的知识,指出了需要研究的重点领域,并探讨了如何利用基于机制的框架来更有效地制定针对环境免疫毒物的监管措施,特别是针对脆弱人群。

引言

历史上,环境卫生和传染病领域大多独立运作,环境卫生主要关注化学和物理因素(Feingold等人,2010年)。这种分离在机构层面也得到了体现(Feingold等人,2010年)。例如,在欧洲,欧洲疾病预防控制中心(ECDC)负责通过协调监测、疫情调查和风险评估来加强针对人类传染病的防御,而欧洲环境署(EEA)则通过提供环境和气候信息来支持环境政策的制定和实施。
然而,人类、动物和植物健康与环境之间的相互关联性要求我们采取更加综合的视角来应对新的威胁。这种复杂性以及密切合作的必要性日益受到重视,“同一健康”概念已被纳入欧洲立法(欧盟,2021年;欧盟,2022年),并被欧洲各机构采纳(Bronzwaer等人,2022年),以提升欧盟预防、预测、检测和应对健康威胁的能力。“同一健康”方法在抗生素耐药性和人畜共患病领域尤为显著。然而,许多其他领域也能从这种综合性和多学科的战略中受益。例如,评估传染病的影响需要全面理解宿主、病原体和环境之间的复杂相互作用。
虽然病原体暴露是感染的直接诱因,但越来越多的证据表明环境因素(包括化学物质暴露)在这种关系中起着重要作用(Clerbaux等人,2022年)。从流行病学的角度来看,化学物质作为压力源会改变宿主的易感性,从而影响感染的可能性或后续的临床严重程度。这些环境调节因素通常与宿主自身的调节因素(如年龄和性别)相互作用,由于特定机制(例如代谢差异),这些效应在某些亚群体中可能更为明显。传统的毒理学范式常常忽视了这种复杂的相互作用,导致我们对环境健康影响的理解存在关键空白(Feingold等人,2010年)。在这种情况下,流行病学研究对于探讨人类群体中的这些关系至关重要,因为它们提供了潜在影响的事实依据。流行病学研究结果有助于识别需要进一步研究的重点领域。为此,解释这些结果时需要考虑化学物质作用方式的生物学合理性(欧洲食品安全局,2023年),并参考来自机制学、动物实验或其他人类研究的现有证据。
尽管有一些综述专注于评估特定化学物质组/感染结果的免疫毒性(例如Antoniou和Dekant,2024年关于儿童PFAS暴露与免疫毒性的研究,或Radke等人,2022年总结的150种PFAS的健康影响),但传染病与化学物质暴露之间的关联程度仍不清楚。
因此,我们决定采用范围综述的方法系统地梳理相关文献。该综述确定了主要的研究对象和结果,识别了可能面临风险的亚群体,并探讨了研究作者描述的化学物质作用方式的生物学合理性,以解释不一致或反直觉的研究结果。通过区分化学物质暴露与宿主层面调节因素的作用,本综述有助于更准确地了解环境因素如何影响全球传染病负担。选择范围综述方法是因为它可以提供该领域的全面概述,识别知识空白,并为后续研究提供指导,同时保持系统化的方法论,鉴于这项研究的探索性质和预期的证据异质性。虽然我们的梳理涵盖了所有检索到的证据,但在叙述性综合和讨论中重点关注研究密集度高的领域以及报告了效应的情况。此外,我们还讨论了研究密度较低的领域和特定亚群体(如按性别或年龄划分),以突出关键的知识空白或脆弱人群。本节未讨论较少研究的特定化学物质-感染组合,但原始数据见补充数据S1和S2。在出现反直觉或不一致结果的情况下,我们强调了原始研究作者提出的机制性见解,以提示进一步研究的方向。
据我们所知,除了一篇研究人类和动物中化学物质暴露与新兴传染病关系的学生论文(Hodges和Tomcej,2016年)外,这是首次系统性地整合所有化学物质类别(无机空气污染物除外)与人类传染病发生和严重程度相关研究的尝试。具体来说,我们的综述旨在回答以下关键问题:
  • 科学文献中在多大程度上探讨了特定化学物质、传染病和人群群体之间的关联?
  • 对于分析的各种化学物质暴露组/传染病结果组合,观察到了哪些效应(即风险增加、风险降低或无效应)?是否有通过机制性理解得到解释的不一致/意外结果?
  • 研究是否探讨了宿主层面变量(如年龄、性别)如何影响化学物质暴露与传染病结果之间的关系(即这些宿主相关因素是否改变了效应测量结果)?是否通过机制性理解阐明了不同亚群体中的差异效应?
  • 我们的结果为研究人员和政策制定者提供了宝贵的资源,帮助他们了解当前的知识和研究空白,指导研究重点,并理解环境免疫毒物对传染病易感性和严重程度的调节作用,特别是对脆弱人群亚群体的影响。这种方法将为更全面理解化学物质暴露与传染病之间的相互作用奠定基础,有助于制定更有效的公共卫生策略。

    方法

    本范围综述方案是根据Joanna Briggs研究所(JBI)的范围综述方法预先制定的,并遵循系统综述和荟萃分析扩展的优先报告项目(PRISMA-ScR)(Tricco等人,2018年)进行报告。未对单个研究的质量进行评估;这与范围综述的性质一致,其目的是梳理证据而非评估其质量(Tricco等人,2018年)。

    文献检索

    我们在2023年8月24日进行了文献检索,在PubMed中找到了4175篇记录,在Web of Science Core Collection中找到了6367篇记录。通过使用Mendeley和Rayyan软件去除重复项后,我们确定了8113篇独特的文章。通过标题和摘要筛选,有120篇文章被认为具有相关性,但在全文筛选过程中排除了27篇。最终选出了1980年至2023年间在24个国家发表的94篇文章,从中提取了数据。

    讨论

    化学物质暴露与人类传染病之间的复杂相互作用是公共卫生领域一个关键但常被忽视的方面。暴露于免疫毒性化学物质会导致宿主的免疫学变化,进而降低感染阈值、延长感染过程、增加病原体的排出量或改变疾病的整体严重程度(Feingold等人,2010年)。我们的综述强调了理解这一作用的重要性

    结论

    通过将本综述中发现的研究空白和方法学异质性转化为明确的研究重点,该领域可以朝着建立有效监管和预防行动所需的因果证据方向迈进。

    CRediT作者贡献声明

    埃莱奥诺拉·钦奇奥(Eleonora Chinchio):撰写——综述与编辑、初稿撰写、可视化、方法论设计、数据整理、概念构建。西尔维娅·卡萨蒂(Silvia Casati):撰写——综述与编辑、方法论设计、研究实施、概念构建。劳尔-阿利克斯·克莱尔博(Laure-Alix Clerbaux):撰写——综述与编辑、初稿撰写、方法论设计、概念构建。斯蒂芬妮·博普(Stephanie Bopp):撰写——综述与编辑、监督工作、方法论设计、概念构建。

    资金

    本研究未获得任何资助机构、商业机构或非营利组织的特定资助。

    利益冲突声明

    作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

    致谢

    图形摘要使用BioRender制作。Chinchio, E. (2025). https://BioRender.com/zb8rm4s.
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