环境毒素暴露与身体虚弱之间的关联：基于2013–2016年NHANES数据的全暴露组研究方法

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：The association between environmental toxin exposure and frailty: A full exposure group approach using NHANES 2013–2016

衰老脆弱性与环境毒素暴露的关联及炎症机制研究。通过NHANES 2013-2016数据，采用ExWAS、DSA和BKMR模型，发现尼古丁代谢物（TNE-2）、挥发性有机化合物代谢物（CEMA）及金属（Tin、Tungsten、Cobalt）显著增加衰老脆弱性风险，系统炎症介导了2.5%-14.6%的关联效应。

　　本研究探讨了多种环境毒素暴露与老年人虚弱（frailty）之间的关联，并进一步分析了这些关联是否通过系统性炎症这一机制介导。研究对象为美国2013年至2016年国家健康与营养调查（NHANES）中2354名参与者，这些数据涵盖了广泛范围的环境毒素，共分为10类，包含61种不同的化学物质。通过综合暴露组方法，我们系统地评估了这些毒素与虚弱之间的关系，并利用先进的统计模型如暴露组关联研究（ExWAS）、删除/替换/添加（DSA）算法以及贝叶斯核机回归（BKMR）模型，深入分析了环境毒素的联合效应及潜在相互作用。此外，我们还通过中介分析方法，探索了系统性炎症在毒素暴露与虚弱之间的可能中介作用。

在研究过程中，我们发现，超过四分之一的参与者（27.9%）被归类为虚弱，这提示了环境毒素对老年人健康状态的潜在影响。通过ExWAS模型筛选，我们确定了若干与虚弱显著相关的环境毒素，其中包括总尼古丁当量-2、钨、钴、锡以及N-乙酰-S-(2-羧基乙基)-L-半胱氨酸。这些毒素在不同暴露水平下对虚弱风险的正向影响，进一步通过BKMR模型进行了验证。模型结果显示，当多种环境毒素共同存在时，其对虚弱的影响可能超过单一毒素的单独作用。此外，DSA算法的应用帮助我们识别了关键的环境毒素，这些毒素在多个模型中被反复选中，表明它们在与虚弱相关的复杂暴露环境中具有重要作用。

中介分析的结果表明，系统性炎症在这些毒素与虚弱之间的关系中起到了部分中介作用，其影响范围在2.5%到14.6%之间。这一发现强调了炎症在环境毒素导致健康恶化过程中的关键地位。系统性炎症不仅与多种环境毒素相关，还可能在多种生理和病理过程中发挥核心作用，如氧化应激、免疫功能紊乱以及慢性疾病的进展。因此，识别和控制这些环境毒素暴露可能有助于减轻系统性炎症带来的负面影响，从而降低虚弱的发生率。

本研究首次系统地报告了美国成年人中三种类别共五种环境毒素与虚弱之间的关联，这一成果为理解环境毒素对老年人健康的影响提供了新的视角。研究还表明，随着人口老龄化的加剧，环境毒素对健康的影响愈发显著，尤其是在中老年人群中。因此，加强环境毒素的识别和管理，对于促进健康老龄化具有重要意义。

尽管本研究取得了诸多成果，但仍存在一些局限性。首先，由于检测方法的限制，部分环境毒素未能被纳入分析范围，这可能影响结果的全面性。其次，NHANES数据中并未区分有机和无机形式的锡，这可能对研究结果产生一定影响，因为这两种形式的锡具有不同的生物学效应。最后，由于研究采用的是横断面设计，无法完全确定因果关系，因此未来研究应考虑采用纵向设计或因果推断方法，以更准确地评估环境毒素与虚弱之间的关系。

综上所述，本研究揭示了多种环境毒素对老年人虚弱的潜在影响，并指出系统性炎症可能是这些影响的一个重要中介机制。研究结果为制定有效的公共卫生策略提供了依据，有助于识别具有高风险的环境毒素，并采取针对性措施以减少其对老年人健康的不良影响。随着全球人口老龄化的趋势持续发展，对环境毒素及其健康影响的研究将变得愈加重要，未来需要进一步扩大研究范围，提高检测技术的灵敏度，并探索更多与虚弱相关的环境因素。