血小板-淋巴细胞比率介导挥发性有机化合物混合暴露对美国成人肺功能的独立与联合效应研究

本研究针对挥发性有机化合物(VOCs)长期低水平暴露对肺功能的潜在危害机制不明问题，通过分析NHANES 1697名成人数据，运用BKMR和WQS回归模型首次揭示1,4-二氯苯等4种VOCs与FEV1下降显著相关，并发现PLR在VOCs混合物与肺功能损伤间起部分中介作用，为环境污染物致呼吸系统损伤的炎症机制提供新证据。

　　

慢性呼吸系统疾病正成为全球公共卫生的重大挑战，其中慢性阻塞性肺疾病(COPD)和哮喘患者总数已超过4.7亿。肺功能指标如第一秒用力呼气容积(FEV₁)和用力肺活量(FVC)的持续下降，不仅导致患者生活质量恶化，更与死亡率升高密切相关。尽管空气污染被确认为重要诱因，但挥发性有机化合物(VOCs)这类广泛存在于建材、汽车尾气中的污染物，其具体作用机制仍存在三大谜团：何种VOCs危害最大？多种VOCs混合暴露是否存在协同效应？炎症反应是否在其中扮演关键角色？

为解答这些问题，中国某研究机构团队基于美国国家健康与营养调查(NHANES)2007-2012年数据，对1697名成年人展开深入研究。通过测量七种血液VOCs浓度与FEV₁、FVC等肺功能参数，结合贝叶斯核机回归(BKMR)和加权分位数和(WQS)回归等先进统计方法，首次系统评估了VOCs的独立与联合效应。研究最终发现1,4-二氯苯等四种VOCs与肺功能损伤显著相关，并创新性提出血小板-淋巴细胞比率(PLR)作为炎症介导因子的重要作用，相关成果发表于《Environmental Pollution》。

关键技术方法包括：1) 从NHANES数据库筛选同时具有VOCs检测和肺功能数据的1697名成人样本；2) 采用气相色谱-质谱联用技术测定血液中七种VOCs浓度；3) 运用多变量线性回归分析单一VOCs效应；4) 通过BKMR模型评估混合物非线性效应和交互作用；5) 构建WQS回归模型量化各VOCs贡献权重；6) 采用并行中介效应模型验证PLR的介导作用。

【研究结果】

1. 人群特征
   研究人群平均年龄46岁，性别比例均衡。血液VOCs检测显示硝基甲烷浓度最高(中位数0.33μg/L)，而二溴一氯甲烷浓度最低(0.02μg/L)。

2. 单一VOCs效应
   多变量回归显示：1,4-二氯苯、间/对二甲苯、溴二氯甲烷和硝基甲烷与FEV₁、FVC呈显著负相关(P<0.05)，其中1,4-二氯苯对FEV₁影响最大(β=-0.18)；反常的是，二溴一氯甲烷却显示保护性效应(β=0.12)。

3. 混合暴露效应
   BKMR模型揭示七种VOCs联合暴露与肺功能下降存在剂量-反应关系。WQS分析进一步确定1,4-二氯苯(后验包含概率PIP=0.992)和硝基甲烷(PIP=1.000)是混合物效应的主要贡献者，两者合计占总体效应的61%。

4. 炎症介导机制
   中介分析发现PLR可解释VOCs混合物对FEV₁影响的17.3%、对FVC影响的14.8%。当PLR>150时，VOCs暴露与肺功能损伤的关联强度显著增加2.3倍。

【结论与意义】
该研究首次在人群水平证实：1) 特定VOCs(如1,4-二氯苯)通过独立和联合作用损害肺功能；2) 炎症通路关键指标PLR在VOCs致肺功能损伤中起部分介导作用；3) 二溴一氯甲烷的保护效应提示不同VOCs可能存在拮抗作用。这些发现不仅为环境标准制定提供科学依据，更开创性地提出PLR可作为VOCs暴露的早期生物标志物。未来研究需深入探索VOCs通过PLR影响肺功能的分子机制，以及二溴一氯甲烷反常效应的生物学基础。