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为探究环境因素与遗传易感性对心房颤动（AF）及心脏结构的联合作用，研究人员分析英国生物银行 374,495 名参与者数据，结合多基因风险评分（PRS）和环境变量（空气 / 噪音污染、绿地、水质）。发现基因 - 环境交互显著增加 AF 风险，AF 可介导环境因素对心脏结构的影响，约 7.37% 的 AF 病例可通过环境干预预防。
心房颤动（Atrial Fibrillation, AF）作为最常见的心律失常，其发病率正以惊人速度攀升。据统计，全球 AF 病例已达 3757.4 万例，较 1997 年增长 31%，且预计未来将持续增加，成为重大公共卫生挑战。尽管已知生活方式、遗传和环境等风险因素与 AF 相关，但环境因素（如空气 / 噪音污染、绿地覆盖、水质等）的综合作用及其与遗传易感性的交互影响尚未明确。现有研究多聚焦单一环境因素，样本量有限且结论存在争议，尤其是水质与 AF 的关联几乎未被探索。此外，基因如何调节环境暴露对 AF 的影响也亟待阐明。
为填补这些研究空白，郑州轻工业大学电气与信息工程学院、河南省人民医院（郑州大学人民医院）、上海交通大学医学院附属第九人民医院等机构的研究人员，基于英国生物银行（UK Biobank）的大规模数据，开展了一项基因 - 环境交互作用对 AF 及心脏结构影响的综合性研究。该研究成果发表于《Scientific Reports》，为 AF 的预防和发病机制提供了新视角。
研究团队采用了以下关键技术方法：
- 数据筛选与队列构建：从 UK Biobank 的 502,359 名参与者中，筛选出 374,495 名具有完整遗传和环境数据的个体，随访中位数 13 年，记录 27,027 例 AF 病例。
- 多维度环境评分：整合空气污染物（PM2.5、PM10、NOx等）、噪音污染（24 小时等效声级）、绿地覆盖（300 米 / 1000 米缓冲区内自然环境比例）和水质（CaCO3浓度、水硬度）共 25 项环境变量，通过降维处理生成 4 个领域的综合评分。
- 遗传风险评估：计算多基因风险评分（Polygenic Risk Score, PRS），基于 73 个独立单核苷酸多态性（SNP）评估个体遗传易感性。
- 统计模型构建：运用 Cox 比例风险模型分析环境暴露与 AF 风险的关联，通过中介分析探讨 AF 在环境因素与心脏结构（心脏磁共振 CMR 特征）间的中介效应，利用人群归因分数（Population Attributable Fraction, PAF）量化环境干预的潜在收益。
研究结果
1. 环境因素与 AF 风险的独立关联
在调整年龄、性别和评估中心后，4 个环境领域的最高评分组较最低组 AF 风险显著升高（3.38%-16.83%）。具体而言，空气污染（HR=1.1013, 95% CI:1.0692-1.1344）、噪音污染（HR=1.0338, 95% CI:1.0042-1.0644）、绿地不足（HR=1.1683, 95% CI:1.1348-1.2028）和水质较差（HR=1.1206, 95% CI:1.0851-1.1572）均与 AF 风险正相关，且结果在敏感性分析中保持稳健。
2. 基因 - 环境交互作用加剧 AF 风险
遗传易感性显著调节环境暴露与 AF 的关联。与低遗传风险且环境评分低的个体相比，高遗传风险（PRS 最高三分位）且环境评分最高组的 AF 风险显著升高，其中空气污染领域 HR=2.76（2.62-2.91），噪音污染 HR=2.61（2.47-2.75），绿地不足 HR=2.86（2.71-3.02），水质差 HR=2.84（2.66-3.02）。交互作用分析表明，遗传变异可增强个体对不良环境的易感性（P<0.001）。
3. AF 对心脏结构的中介效应
中介分析显示，空气污染评分与左心房射血分数（LAEF）降低相关，其中约 18.9% 的效应通过 AF 介导；绿地评分与降主动脉最小面积增大相关，AF 介导了约 5.0% 的效应。这提示 AF 可能是环境因素影响心脏结构的关键通路，例如空气污染通过引发 AF 导致左心功能下降，而绿地不足则可能通过 AF 促进血管结构改变。
4. 环境干预的潜在收益
PAF 分析表明，通过改善环境可预防 3.61%-7.37% 的 AF 病例。其中，绿地改善的贡献最大（模型 2 中 PAF=3.46%），其次为水质（2.57%）、空气污染（0.87%）和噪音污染（0.47%）。这提示提升绿地覆盖、优化水质可能成为 AF 预防的优先策略。
结论与意义
本研究首次在大规模人群中系统评估了多维度环境因素与遗传易感性对 AF 的联合作用，证实基因 - 环境交互通过叠加效应显著增加 AF 风险，且 AF 在环境暴露与心脏结构改变间起中介作用。研究结果不仅为 AF 的发病机制提供了 “环境 - 基因 - 心脏结构” 的新路径，还通过 PAF 量化了环境干预的公共卫生效益，强调改善居住环境（如增加绿地、净化空气 / 水质、降低噪音）对 AF 预防的重要性，尤其对遗传高风险人群具有显著保护意义。
值得注意的是，研究存在一定局限性，如环境数据为基线单点测量、未纳入 CO、SO2等污染物，且样本以英国中老年人群为主，结论外推需谨慎。未来需开展跨地区、动态环境监测的前瞻性研究，进一步验证基因 - 环境交互的生物学机制，为精准预防 AF 提供更全面的科学依据。
