美国人群挥发性有机化合物对甲状腺疾病的联合效应及潜在机制：流行病学与计算毒理学整合研究

本研究针对VOCs暴露与甲状腺疾病的关联机制这一科学问题，通过分析NHANES 2011-2016数据，结合WQS回归和计算毒理学方法，发现血液中二溴氯甲烷(Dibromochloromethane)和氯仿(Chloroform)水平与甲状腺疾病风险显著正相关，并筛选出MTOR、NOS3等10个核心靶点及Apelin/HIF-1信号通路，为环境污染物致甲状腺疾病的防控提供新依据。

　　

甲状腺疾病作为全球高发的内分泌疾病，其发病率在过去十年间呈现显著上升趋势。美国数据显示，甲状腺功能减退症患病率从2012年的11.8%攀升至2019年的14.4%，而全球约2.5%成年人受甲亢困扰，相关并发症包括骨质疏松、心脏病和死亡率增加。传统认知将遗传因素和生活方式视为主要诱因，但近年研究发现环境污染物特别是挥发性有机化合物(VOCs)可能通过干扰内分泌系统参与疾病发生。然而，现有研究存在样本量不足、机制不明等局限，尤其缺乏对VOCs混合暴露效应的系统评估。

针对这一科学空白，常州市高层次卫生人才团队开展了一项创新性研究，成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。该研究首次整合美国国家健康与营养调查(NHANES)流行病学数据与计算毒理学方法，揭示了血液VOCs与甲状腺疾病的剂量-效应关系，并深入探索了二溴氯甲烷的分子作用机制。

研究采用三大关键技术：1）基于NHANES 2011-2016周期29,902名参与者的横断面分析，最终纳入4,197例样本，应用加权分位数和回归(WQS)评估VOCs混合暴露效应；2）通过TargetNet/SuperPred预测二溴氯甲烷靶点，结合GEO数据库GSE197443差异基因筛选，构建蛋白互作网络(PPI)；3）采用AutoDock Vina 1.1.2进行分子对接验证，并利用GEPIA和HPA数据库进行核心靶点mRNA/蛋白表达验证。

【3.1 基线特征】
研究人群分析显示，甲状腺疾病组平均年龄(56.54岁)显著高于对照组(46.71岁)，女性占比达79.9%，BMI值更高(31.16 vs 29.13)，与既往甲状腺疾病流行病学特征一致。

【3.2 血液VOCs谱】
9种VOCs检测中，二溴氯甲烷在甲状腺疾病组浓度显著升高(266.32 vs 231.30 ng/mL)。相关性分析发现2,5-二甲基呋喃与苯系物存在强相关性(r=0.93)，提示共同污染来源。

【3.3 WQS回归模型】
调整混杂因素后，二溴氯甲烷对甲状腺疾病风险的贡献权重最高(49.34%)，其次为氯仿(34.57%)。非线性分析显示，低浓度范围内二溴氯甲烷暴露与疾病风险呈显著正相关。

【3.6 核心靶点鉴定】
网络毒理学筛选出10个核心靶点，其中NOS3(内皮型一氧化氮合酶)在PPI网络中连接度最高。KEGG富集分析揭示这些靶点主要富集于Apelin信号通路、HIF-1信号通路和甲状腺激素信号通路。

【3.8 分子对接验证】
二溴氯甲烷与DYRK1A、XDH等靶点的结合能均<-3 kcal/mol，主要通过烷基相互作用结合。外部验证显示，甲状腺癌组织中CTSB、PLAT、MTOR蛋白表达上调，而SERPINE1和NOS3下调，SLC9A1表达与肿瘤分期显著相关。

这项研究具有三重重要意义：首先，通过大样本流行病学数据首次证实血液二溴氯甲烷与甲状腺疾病的明确关联，为环境污染物健康风险评估提供新证据；其次，创新性地整合计算毒理学方法，提出MTOR/NOS3/SLC9A1等可能的作用靶点及Apelin/HIF-1信号通路机制假说；最后，研究结果对公共卫生政策制定具有指导价值，提示需要加强饮用水消毒副产物管控，并为开发靶向干预策略提供理论依据。

研究也存在一定局限性，如横断面设计难以确定因果关系，VOCs半衰期短可能导致暴露评估偏差等。未来需要开展纵向队列研究和动物实验验证分子机制，特别是探索非癌性甲状腺疾病中核心靶点的作用模式。随着绿色纳米技术在VOCs治理中的应用发展，该研究为环境健康与疾病预防的跨学科研究提供了示范模板。