近日，公共衛(wèi)生學(xué)院汪一心研究員聯(lián)合國際團(tuán)隊，利用美國國家健康與營養(yǎng)調(diào)查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）數(shù)據(jù)分析了消毒副產(chǎn)物暴露對兒童青少年骨密度以及中老年骨關(guān)節(jié)炎患病的影響，發(fā)現(xiàn)飲用水三鹵甲烷暴露不僅可能會導(dǎo)致兒童青少年骨密度減少，而且會增加中老年人骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生風(fēng)險。研究成果首次揭示了日常用水活動過程中暴露于消毒副產(chǎn)物可能會損害人體骨骼健康，對于骨骼相關(guān)疾病的預(yù)防具有重要的科學(xué)意義。研究結(jié)果相繼在線發(fā)表在環(huán)境與健康領(lǐng)域高水平期刊Environmental Science & Technology （IF=11.4)。
消毒副產(chǎn)物（Disinfection By-Products，DBPs）是在自來水處理過程中， 消毒劑（氯、氯胺等）與水中天然有機(jī)物或無機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的一系列化合物。DBPs多達(dá)百余種，其中以三鹵甲烷（Trihalomethanes， THMs）和鹵代乙酸（Haloacetic acid，HAAs）含量最高，分別占比所有消毒副產(chǎn)物的66%和27%。人群可通過飲水、洗浴、游泳等用水活動暴露消毒副產(chǎn)物。毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷和鹵代乙酸具有致癌、致畸、致突變等作用，因此并被世界衛(wèi)生組織列為2B類致癌物。汪一心研究團(tuán)隊（Reproductive and Environmental Nexus for Extended Wellness，RENEW Lab）聚焦研究消毒副產(chǎn)物的生殖健康及遠(yuǎn)期健康效應(yīng)，相繼建立了華中生殖中心橫斷面研究和精子庫隊列，以血液三鹵甲烷和尿液鹵代乙酸濃度為個體內(nèi)暴露標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)消毒副產(chǎn)物暴露可能會導(dǎo)致男性精液質(zhì)量參數(shù)下降、精子DNA損傷、細(xì)胞凋亡、精子線粒體拷貝數(shù)減少和端粒長度縮短。為深入研究消毒副產(chǎn)物對妊娠結(jié)局的影響，該團(tuán)隊還在華中地區(qū)建立了消毒副產(chǎn)物隊列，在國際上首次報道了不同孕期消毒副產(chǎn)物暴露可導(dǎo)致孕期氧化應(yīng)激水平上升、小于胎齡兒發(fā)生風(fēng)險增加、胎兒神經(jīng)發(fā)育受損和宮內(nèi)發(fā)育遲滯。為進(jìn)一步探討消毒副產(chǎn)物暴露的遠(yuǎn)期健康效應(yīng)，RENEW Lab進(jìn)一步利用美國NHANES數(shù)據(jù)庫，在國際上首次報道了三鹵甲烷暴露可能會導(dǎo)致青少年超敏反應(yīng)、哮喘和肺功能低下，以及成年甲狀腺功能紊亂、腫瘤死亡風(fēng)險增加。研究成果已陸續(xù)發(fā)表在環(huán)境或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域高水平期刊，如Eur Respir J（2篇，IF=24.3）、EHP（IF=10.3）、ES&T（6篇, IF=11.4）、Environ Int（3篇，IF=11.8）、J Hazard Mater (IF=13.6）等。
已有毒理學(xué)研究提示消毒副產(chǎn)物亦可損害骨骼健康，但相關(guān)人群研究十分匱乏。為探索消毒副產(chǎn)物對兒童青少年骨密度的影響，RENEW Lab聯(lián)合國際團(tuán)隊納入2497名12-19歲青少年，使用多元線性回歸模型分析了青少年血液和家庭自來水中三鹵甲烷濃度與腰椎和全身骨密度之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)個體血三氯乙酸、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和總?cè)u甲烷濃度每增加2.7倍，腰椎骨密度 z-score 分別減少?0.06 (95% CI: ?0.12, ?0.01)、?0.16 (95% CI: ?0.11, ?0.003)、?0.08 (95% CI: ?0.14, ?0.02)和?0.07 (95% CI: ?0.13,?0.003)；個體血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和氯代三氯甲烷濃度每增加2.7倍，全身骨密度 z-score 分別減少?0.10 (95% CI: ?0.17, ?0.02)、?0.10 (95% CI: ?0.17, ?0.03)和 ?0.11 (95% CI: ?0.20, ?0.01)。家庭自來水三鹵甲烷濃度預(yù)測個體血三鹵甲烷濃度的準(zhǔn)確性較差，僅發(fā)現(xiàn)自來水一氯二溴甲烷濃度升高與全身骨密度z-score 降低之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系。
為探索消毒副產(chǎn)物對中老年人骨關(guān)節(jié)炎的影響，RENEW Lab聯(lián)合國際團(tuán)隊共納入4077名年齡50歲以上的中老年人，并使用多元logistic回歸分析了個體血THM濃度與骨關(guān)節(jié)炎風(fēng)險、炎癥和氧化應(yīng)激指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴代三鹵甲烷濃度升高與骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生風(fēng)險增加之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系[OR 分別為1.46 (1.09?1.94), 1.53 (1.15?2.04) 和1.35 ( 0.97?1.88)]。此外，還發(fā)現(xiàn)血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴代三鹵甲烷濃度升高與血清氧化應(yīng)激標(biāo)志物γ -谷氨酰轉(zhuǎn)移酶水平增加之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系。
公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境健康系汪一心研究員為兩篇論文的獨(dú)立通訊作者。其他作者包括上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海市第六人民醫(yī)院孫楊研究員、哈佛大學(xué)陳曾熙公共衛(wèi)生學(xué)院Carmen Messerlian教授和Yu Zhang博士、以及西班牙格拉納達(dá)大學(xué)Vicente Mustieles博士等。RENEW Lab聚焦環(huán)境/生殖流行病學(xué)，已發(fā)表第一/通訊作者論文百余篇，如BMJ（3）、JAMA Intern Med、Eur Respir J（2）、Eur Heart J、JACC、EHP（3）等，課題組常年招收碩/博士、博士后，歡迎垂詢（E-mail: [email protected]）。
文章鏈接：
Sun Y, Wang YX, Qian D, Mustieles V, Zhang Y, Messerlian C. Blood Trihalomethane Concentrations and Osteoarthritis among U.S. Population Aged over 50 Years. Environ Sci Technol. 2023 Oct 31;57(43):16166-16175. doi: 10.1021/acs.est.3c01495. Epub 2023 Oct 18. PMID: 37852642.
Sun Y, Wang YX, Liu C, Mustieles V, Pan XF, Zhang Y, Messerlian C. Exposure to Trihalomethanes and Bone Mineral Density in US Adolescents: A Cross-Sectional Study (NHANES). Environ Sci Technol. 2023. doi: 10.1021/acs.est.3c07214.
