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科学网—江桂斌、宋茂勇等: 环境暴露与健康效应

来源：泰然健康网时间：2024年11月25日 18:59

除去遗传性疾病，环境污染是造成人类健康危害的最主要因素。根据世界银行和WHO有关统计数据，全球70%的疾病和40%的死亡人数与环境污染因素有关。

当前，发达国家工业化中后期出现的污染导致的健康问题已在我国集中显现。而根据我国自身污染特征，污染的环境暴露与健康危害的机制与发达国家差异显著，无法照搬国外研究模式与结论。污染暴露所产生的健康危害研究缺乏有效的理论和方法，污染暴露的途径和暴露剂量不清，污染物与生物分子交互作用的毒性通路干扰机制研究急需新方法与新模型的支撑。

“典型污染物的环境暴露与健康危害机制”专项（中国科学院“B类先导专项”），主要针对污染物环境暴露与机体损伤这一核心科学问题，在瞄准国际前沿的同时紧密结合我国实际，从污染与生物分子交互作用及其与机体特定损伤的关系为切入点，在环境污染与健康损害间搭建桥梁，重点在污染物环境与人群暴露、污染物-生物分子作用及其对机体毒性作用路径的干扰机制和污染所致健康效应的可遗传与可继承性等学科前沿开展前瞻性研究。

作者团队

“典型污染物的环境暴露与健康危害机制”专项的研究团队主要来自中国科学院生态环境研究中心、化学研究所、动物研究所、水生生物研究所、广州地球化学研究所、沈阳应用生态研究所、合肥物质科学研究院、北京基因组研究所及中国科学院大学。国家食品安全风险评估中心、天津医科大学、山东大学、江汉大学以及多家医院也参与了专项的研究工作。

科学出版社特邀请这支具有强大科研背景、学科交叉互补的研究团队共同撰写该书，结合国内外相关领域的研究动态和专项取得的研究进展，进行体系总结、全面梳理和整体分析。

内容简介

该书主要介绍典型污染物的环境暴露与健康危害机制，以及针对环境与健康研究领域科学前沿而发展的新型研究手段和分析方法，反映了该研究领域近年来的新成果、新观点与研究方向。全书共22章，系统介绍了以下四方面内容，典型污染物的外暴露与内暴露（第1～6章）；污染物的生成、环境过程与生物有效性（第7～11章）；污染物与生物分子交互作用机制（第12～15章）；污染物的毒性与健康危害机制（第16～22章）。

全书速览

概述我国普通居民的氯化石蜡的外暴露和内暴露情况，介绍氯化石蜡外暴露研究结果，包括通过膳食、室内环境、运动场所的暴露水平和暴露特征，评估我国普通居民不同暴露途径的氯化石蜡暴露风险，进一步研究了我国普通居民通过胎盘、母乳暴露氯化石蜡水平。介绍有机硅化学品（硅氧烷）在生活和工业区域环境介质中的排放、迁移与转化行为，重点揭示其在各类废水处理工艺中的水解、羟基化和氯转化机制；另外，也介绍职业和普通人群血液中甲基硅氧烷的负荷水平及其衰减、累积趋势。通过分析研究铁矿石烧结和再生金属冶炼工厂的烟气和周边大气样品中卤代污染物排放水平和污染特征，评估了烟气对周边空气的影响以及冶炼车间工人对卤代污染物的呼吸暴露剂量，为降低卤代污染物职业暴露剂量提供了有价值的信息。介绍砷污染区域的居民砷暴露水平与健康效应，并从固液界面反应的分子机制入手，基于自主研发的二氧化钛吸附材料，表述水体砷污染的高效处理技术，为环境水体污染削减提供了科学依据与综合解决方案。介绍二噁英等典型持久性有机污染物通过芳香烃受体生物靶点引发的信号通路扰动作用及生物评价方法，阐述该信号通路机制在污染物干扰乙酰胆碱酯酶等重要功能基因表达与多系统发育进程等生物干扰效应中的作用。介绍传统污染物砷与德克隆类新型污染物的毒性生物标志物的发现及与效应的关联。围绕环境因素对核酸表观遗传的毒性效应以及对表观转录组的影响，简要介绍典型污染物的DNA 表观遗传毒理效应机制及进展，详细阐述RNA 修饰对RNA 加工代谢及多种生物学过程的功能调控，为揭示污染物对机体的表观转录组损伤和健康影响提供重要的理论基础。介绍卤代醌类污染物可以通过不依赖过渡金属离子的方式促进有机过氧化氢分解产生烷氧自由基的分子机理，重点介绍一种新型中间体——以碳为中心的醌酮自由基的检测、鉴定及纯化工作。将此机理扩展至更具生理意义的外源性脂质氢过氧化物研究，探讨卤代醌及其酚类前驱物的基因毒性和致癌性。介绍近年来新型有机磷阻燃剂的毒性效应及分子作用机制研究进展，包括POPs 与其他污染物的联合毒性作用、双酚类物质及其衍生物的甲状腺干扰及发育毒性、以及典型污染物产生雌激素系统干扰效应的新型分子机制研究进展。目前，纳米材料在自然环境中的来源与归趋研究主要依赖于粒径、浓度和元素组成表征，研究手段相对缺乏，很难准确示踪纳米材料在自然界中的迁移转化过程。对于纳米银而言，一方面自然界中银同位素组成存在微小的变化；另一方面，作为一种典型纳米材料，纳米银在环境中存在多种转化过程。基于此，研究人员提出假设：纳米银在自然界中的转化过程会造成同位素分馏效应，进一步基于银同位素分馏可以示踪纳米银的环境过程。研究人员研究了纳米银在自然水体中的两个可逆过程：银离子被DOM 还原成纳米银和纳米银溶解释放银离子。同时，还研究了两个共存过程：纳米银物理吸附银离子和银离子还原成零价银沉淀（银盐光解）。基于这些过程中发生的银同位素分馏效应，可以示踪纳米银在自然水体中发生的转化过程。DCBQ与13-HPODE（13-LOOH）首先发生亲核取代反应，生成醌-过氧化中间产物（CBQ-OO-L），其随后发生均裂，产生13-LO•和以氧为中心的醌自由基CBQ-O•。CBQ-O•既可歧化生成主要反应产物之一CBQ-OH，也可发生共振互变形成以碳为中心的醌自由基•CBQ=O。•CBQ=O 可与13-LO•发生自由基耦合，通过酮醇互变生成另一种主要反应产物CBQ(OH)-O-L。13-LO•发生β断裂可以生成戊烷基自由基，同时还能通过环氧化反应，生成一个碳中心自由基OL•。OL•与氧气反应生成一个新的脂质氢过氧化物——12,13-环氧-9-LOOH（9-OLOOH）。9-OLOOH随后可与DCBQ 反应生成新的烷氧自由基9-OLO•，能与•CBQ=O 发生自由基耦合，生成另一种新型的醌-烷氧脂质耦合物CBQ(OH)-9-O-LO, 也可发生断裂可以生成7-羧庚基自由基。而DCBQ 促进HNE 生成的机制则很可能与Fe（II）类似。
在利用细胞生物学、基因组学、生物信息学等多层次技术手段，发现了m6A （6-甲基腺嘌呤）修饰不仅在外显子剪接位点附近高富集，还和mRNA 剪接加工重要因子SR 蛋白结合序列具有空间重叠性；m6A 去甲基化酶FTO 的缺失可增加外显子剪接增强子结合蛋白SRSF2 对RNA的结合能力，促进SRSF2 靶基因的外显子保留；FTO调控转录因子RUNX1T1第六位外显子的可变剪接产物，调控了脂肪前体细胞3T3-L1 分化。这提示了mRNA m6A修饰作为一种新的顺式调控元件，在细胞核内可以调控mRNA 剪接加工，为污染物通过影响RNA 修饰动态调控mRNA 的剪接影响机体稳态平衡和生命健康奠定了理论基础。一些持久性有机污染物如多氯联苯及其同系物可通过类雌激素效应抑制肝脏hepcidin的表达，并且抑制程度随同系物间类雌激素活性的差异而不同。dd多氯联苯暴露可能会干扰铁的代谢和影响系统性铁稳态，导致组织如肿瘤的铁供给增多。过多的铁能有效地提高铁依赖性的细胞快速生长，并通过产生自由基提高遗传突变的风险，增加各种癌症的发病率。另外，铁与铁蛋白的相互作用对p53 的稳定发挥关键作用，这表明污染物引起的p53 变异可能与铁的状态有关，也暗示了铁的潜在功能。
作者简介

江桂斌，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。中国科学院生态环境研究中心主任，中国科学院大学资环学院院长，环境化学与生态毒理学国家重点实验室主任。研究领域涉及化学污染物形态、毒理与健康等。分别参加过我国南极和北极科学考察。曾负责和完成我国环境内分泌干扰物筛选与控制的第一期和第二期863项目，负责和完成两期国家POPs973项目，负责和完成我国POPs控制第一个国家支撑项目，负责和完成两期国家基金委创新群体项目，负责和完成国家基金委重大基金项目“典型持久性有机污染物的环境过程与毒理效应”。目前担任中国科学院战略先导科技专项“环境污染的健康效应”首席科学家和基金委重大研究计划“大气细颗粒污染的毒理与健康效应”专家组组长。在国外SCI收录杂志发表论文600余篇，出版中英文专著10部。应邀在国内外重要学术会议和著名大学作大会报告或特邀报告500余次。先后获得国家杰出青年科学基金、中科院青年科学家奖、长江学者成就奖、安捷伦全球“思想领袖奖”和中国科学院杰出成就奖；两次以第一完成人获得国家自然科学二等奖。

本文摘自《环境暴露与健康效应》，标题为编者所加。

（本文编辑：王芳）

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