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为探究消防员因接触全氟和多氟烷基物质(PFAS)增加患癌风险的机制,研究人员开展 PFAS 血清浓度与 miRNA 表达关联的研究。结果发现部分 PFAS 与 miRNA 表达相关,且涉及多种疾病通路。这为揭示相关健康风险提供依据。
在当今社会,各类化学物质广泛应用,全氟和多氟烷基物质(PFAS)便是其中一类常用的工业化学品。由于其具有化学稳定性、热稳定性、疏水性和疏油性等特性,自 1950 年以来,大量 PFAS 被生产制造,在环境样本和人体中都能检测到它们的身影 。普通人可通过食物、水以及一些消费品接触到 PFAS,而消防员由于工作性质特殊,在使用水成膜泡沫(AFFF)、灭火以及接触 PFAS 处理过的装备时,会有更高的职业暴露风险。
国际癌症研究机构(IARC)已将消防员职业列为 1 类致癌物,同时将全氟辛酸(PFOA)列为 1 类致癌物,全氟辛烷磺酸(PFOS)列为 2B 类致癌物。有研究表明,PFAS 暴露与多种癌症风险增加有关,如睾丸癌、前列腺癌、肾癌等,但目前关于消防员患癌的潜在机制和生物学通路尚不明确,PFAS 在其中的作用也不清楚。
为了解决这些问题,美国多个研究机构的研究人员展开了一项研究,相关成果发表在《Environmental Research》杂志上。
研究人员为探究 PFAS 暴露与消防员微小 RNA(miRNA,一类长度在 50 - 250 个核苷酸的非编码小 RNA,在调节基因表达中起重要作用 )表达之间的关系,以及这种关系与特定癌症和其他健康问题的关联,与多个消防部门合作,开展了消防员癌症队列研究(FFCCS)。
在研究中,研究人员收集了来自美国 6 个地点的 303 名消防员的血清样本,这些消防员来自两个不同的消防员癌症预防研究,包括市政消防员和机场消防员。样本采集后,研究人员使用同位素稀释串联质谱法对 9 种 PFAS 进行定量分析,同时采用 nCounter? Human v3 miRNA 表达面板测量 miRNA 表达,并利用 Removing Unwanted Variation - III(RUV - III)方法去除批次效应。在统计分析时,对不同检测频率的 PFAS 采用不同处理方式,通过协变量调整的线性回归估计 PFAS 与 miRNA 的关联,并使用错误发现率(FDR)校正 p 值,同时还进行了基因集富集分析(GSEA)探究相关通路。
研究结果显示,在参与者中,大多数为非西班牙裔白人(90.8%)、男性(83.5%),平均年龄 40 岁,平均 BMI 为 26.3。9 种 PFAS 中有 6 种在 97% 以上的样本中被检测到,不同 PFAS 之间存在中度相关性。
在关联模型方面,在 FDR < 0.05 时,线性 PFOS(n - PFOS)与 miR - 128 - 1 - 5p 表达呈负相关;在 FDR < 0.20 时,PFOS 支链异构体总和(Sm - PFOS)与 5 种 miRNA(let - 7d - 5p、let - 7a - 5p、miR - 423 - 5p、let - 7b - 5p、miR - 629 - 5p)呈负相关 。
在通路分析中,虽然部分 PFAS(如 Sb - PFOA、PFUnDA、n - PFOA)未发现富集通路,但其余 PFAS(Sm - PFOS、PFHxS、PFDA、n - PFOS、MeFOSAA、PFNA)共富集了 5163 条通路 。其中,PFHxS 关联的疾病通路最多,涉及多种癌症(如多种造血系统癌症、膀胱癌、肾癌等)、神经疾病(如阿尔茨海默病等)、自身免疫和感染性疾病以及遗传不稳定相关通路。Sm - PFOS 和 n - PFOS 也与一些癌症和感染性疾病通路相关,PFDA 则与部分癌症、狼疮、炎症和遗传易位相关 。
研究结论表明,消防员血清中某些 PFAS 浓度与 miRNA 表达存在关联,且这些 miRNA 与多种癌症、神经疾病和自身免疫疾病的通路相关 。这一研究意义重大,为揭示 PFAS 暴露导致健康风险的潜在机制提供了重要线索,有助于进一步明确相关疾病的发病机制,为预防和干预消防员因 PFAS 暴露引发的健康问题提供理论依据 。同时,研究也存在一定局限性,如样本的代表性有限,采用的是横断面测量而非纵向研究,无法直接报告 PFAS 与实际临床结果的关联等,但总体上为后续研究奠定了基础,指明了方向。
研究的主要技术方法包括:样本采集自多个消防部门的消防员;利用同位素稀释串联质谱法定量分析 PFAS;采用 nCounter? Human v3 miRNA 表达面板测量 miRNA 表达,并通过 RUV - III 方法去除批次效应;运用协变量调整的线性回归和 FDR 校正分析数据,使用基因集富集分析探究相关通路 。