血清金属与遗传变异交互作用对2型糖尿病风险的影响：一项前瞻性中国队列研究

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Interactions between multiple serum metals and genetic variants for type 2 diabetes risk: A prospective Chinese cohort study

为解决2型糖尿病(T2D)发病机制中环境暴露与遗传因素交互作用证据不足的问题，南京医科大学团队开展了一项针对4507名中国人群的前瞻性队列研究。通过ICP-MS技术检测21种血清金属浓度，结合基于46个东亚人群SNPs的多基因风险评分(PRS)，发现钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)、钡(Ba)、铅(Pb)与T2D风险负相关，锌(Zn)呈正相关，且Zn、Mo、Ba、Pb与PRS存在显著相加交互作用。该研究为T2D精准预防提供了新依据。

　　

在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下，2型糖尿病(T2D)已成为重大公共卫生挑战。据国际糖尿病联盟最新数据，2021年全球糖尿病患者达5.37亿，预计2045年将增至7.83亿。T2D作为一种复杂疾病，其发生发展受到遗传因素和环境暴露的双重影响，其中金属暴露与T2D的关联近年来备受关注。然而，现有研究存在明显局限：不同研究关于金属暴露与T2D关联的结果不一致，且缺乏对遗传因素与环境暴露交互作用的系统探讨。特别是在中国人群中，关于多种血清金属与遗传风险评分(PRS)交互作用对T2D发病影响的前瞻性证据尚属空白。

为填补这一研究空白，南京医科大学公共卫生学院沈博慧、刘佳等研究人员在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了一项历时14年的前瞻性队列研究。该研究基于无锡非传染性疾病队列(Wuxi NCDs)，对4507名基线无重大慢性疾病的参与者进行了系统随访，首次在中国人群中全面探讨了21种血清金属与遗传风险的交互作用对T2D发病的影响。

研究团队采用了几项关键技术方法：首先，通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术精确检测了21种血清金属浓度；其次，利用Sequenom MassARRAY平台对东亚人群GWAS鉴定的46个T2D相关单核苷酸多态性(SNPs)进行基因分型，构建了多基因风险评分(PRS)模型；最后，采用Cox比例风险模型评估金属暴露与PRS对T2D发病的单独及交互作用。研究队列源自无锡市一般人群，基线纳入30岁及以上参与者10,858人，经过严格排除标准后，最终4507人纳入分析。

3.1. 研究人群的基本特征

经过14年随访，4507名参与者中350人新发T2D。与未发病组相比，T2D发病组年龄更大(57.83±11.54岁 vs. 50.88±14.94岁)，且体重指数(BMI)、腰围(WC)、臀围(HC)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和空腹血糖(FBG)水平显著更高，而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平更低。两组在性别、饮酒史和糖尿病家族史方面无显著差异。

3.2. 血清金属与T2D的关联

研究发现血清钒(V)、锌(Zn)、钼(Mo)、钡(Ba)、铽(Tb)和铊(Tl)水平在T2D发病组与未发病组间存在显著差异。多因素调整后，Zn与T2D风险呈正相关(HR=2.93, 95%CI:1.97-4.35)，而V(HR=0.35, 95%CI:0.15-0.85)、Cr(HR=0.73, 95%CI:0.55-0.97)、Mn(HR=0.51, 95%CI:0.31-0.82)、Mo(HR=0.40, 95%CI:0.28-0.56)、Ba(HR=0.63, 95%CI:0.49-0.81)和Pb(HR=0.69, 95%CI:0.52-0.91)与T2D风险呈负相关。

3.3. 基因-金属交互作用与T2D的关联

在7种与T2D相关的金属中，Zn、Mo、Ba和Pb与PRS存在显著的相加交互作用。亚组分析显示，PRS最高且Mo、Ba、Pb浓度最低的参与者T2D风险最高，HR值分别为3.73(1.48-9.41)、3.98(1.60-9.88)和11.14(1.46-84.84)；而PRS和Zn浓度均最高者风险为参照组的4.70倍(1.88-11.73)。

研究结论部分强调，这是首个在中国人群中探讨多种血清金属与遗传变异交互作用对T2D影响的前瞻性研究。除了确认多种金属与T2D的独立关联外，更重要的是发现了Zn、Mo、Ba、Pb与PRS之间存在显著的相加交互作用。这一发现具有重要的公共卫生意义：对于高遗传风险的个体，维持适当的Mo、Ba、Pb水平可能抵消部分遗传风险，而控制Zn暴露则尤为关键。

该研究的创新性在于将多金属暴露评估与多基因风险评分相结合，为理解T2D的复杂病因提供了新视角。特别是针对东亚人群的特异性PRS模型，增强了结果在目标人群中的适用性。然而研究者也指出若干局限：血清金属浓度可能无法完全反映体内实际负荷；统计发现需要更多生物学机制研究支持；结果外推至其他种族需谨慎。这些发现为T2D的精准预防提供了重要依据，提示未来糖尿病防治应综合考虑遗传背景和环境暴露特征，特别是对高遗传风险人群实施个性化的金属暴露管理策略。