挥发性有机化合物暴露与总免疫球蛋白E升高的关联：混合暴露下的风险因子筛选及潜在生物学机制

本研究发现挥发性有机化合物（VOC）代谢物与总免疫球蛋白E（IgE）水平呈显著正相关，其中ATCA、CYMA和HPMA是主要风险因子。研究通过多种统计与机器学习方法证实混合VOC暴露可促进炎症反应（如TNF/IL-17信号通路激活），并通过嗜酸性粒细胞（EOS）介导（15.89%-29.03%）推高IgE水平，为环境暴露致过敏机制提供新证据。

　　

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Data Sources

美国国家健康与营养调查（NHANES）是一项具有全国代表性的横断面监测计划，系统评估美国人群的健康状况、营养参数和环境暴露生物标志物。我们的分析采用NHANES 2005-2006周期数据，初始包含10,348名参与者。在排除尿VOC代谢物数据缺失（n=7,179）、血清IgE测量不可用（n=194）以及炎症标志物资料不完整的个体后，最终纳入1,856名参与者进行后续分析。

Participant characteristics

本研究共纳入1,856名参与者，中位年龄为46.0岁（Q1, Q3: 32.0, 63.0），其中47.6%为男性。详细基线特征见表S1。参与者中非西班牙裔白人占50.6%，72.8%受教育程度高于高中水平，51.6%为非吸烟者，68.7%报告有饮酒史。此外，体重指数（BMI）、贫困收入比（PIR）、尿肌酐和总IgE水平的中位数分别为27.8 kg/m²（24.3, 32.2）、2.6（1.3, 4.5）、116.0 mg/dL以及40.5 kU/L（16.3, 93.8）。

Discussion

本研究发现尿VOC代谢物与总IgE水平呈正相关。通过贝叶斯核机器回归（BKMR）和分位数g计算（Qgcomp）模型，识别出混合VOC暴露与总IgE水平之间的正向关联。考虑到污染物间的多重共线性，研究采用弹性网络（ENET）模型验证上述结果，并确定ATCA、HPMA和CYMA为主要风险因子。此外，中介分析显示嗜酸性粒细胞（EOS）显著介导了VOC与总IgE之间15.89%至29.03%的关联。功能富集分析进一步提示，VOC暴露可能通过激活TNF和IL-17等炎症通路驱动IgE升高，这与既往研究报道的Th2免疫极化机制一致。

Conclusion

本研究首次系统揭示多种VOC代谢物与总IgE水平间的显著关联。混合暴露分析一致表明VOC混合暴露与总IgE呈正相关，主要驱动因子为ATCA、CYMA和HPMA。嗜酸性粒细胞在VOC对总IgE的损害效应中发挥关键中介作用。功能富集分析和蛋白互作（PIP）网络分析结果表明，VOC主要通过调控炎症通路（如TNF和IL-17信号通路）影响总IgE水平，为环境性过敏疾病的机制研究和靶点干预提供了重要线索。