编辑推荐:
为探究年龄、终身暴露于空气污染、炎症参数及生活方式因素对端粒长度(TL)的影响,研究人员开展相关研究。发现高浓度 PM10、PM2.5等污染物与更长端粒相关,IL-8 与极长端粒负相关,为该领域提供新视角。
在生命的长河中,细胞的 “寿命时钟”—— 端粒,一直是科学家们关注的焦点。端粒是染色体末端的 DNA 重复序列,如同安全帽般保护着染色体的稳定,其长度变化被视为细胞衰老的生物标志物。随着工业化进程的加速,空气污染成为全球瞩目的环境胁迫因素,它通过氧化应激和炎症反应等机制影响人体健康。然而,关于空气污染与端粒长度之间的关系,科学界却存在争议:多数研究认为污染会加速端粒缩短,暗示其对健康的危害,而少数短期暴露研究却观察到端粒延长现象,这背后是否隐藏着人体的适应性机制?这些矛盾的结论亟需更深入的研究来解开谜团。
为了系统揭示空气污染与端粒长度的关联,来自捷克研究机构的科研团队开展了一项双向队列研究,相关成果发表在《International Journal of Hygiene and Environmental Health》。该研究以 356 名 35-65 岁、生活在污染程度不同地区的人群为对象,旨在分析终身暴露于 PM10、PM2.5、NO2、苯并 (a) 芘(B (a) P)、苯等污染物,以及年龄、炎症因子(如 IL-8、CRP)和生活方式因素对端粒长度的影响,为理解环境与衰老的相互作用提供关键数据。
研究采用了以下关键技术方法:通过历史空气质量数据计算个体终身污染物暴露水平;运用定量 PCR(qPCR)技术测量外周血白细胞的相对端粒长度(RTL);检测血清中的炎症标志物(IL-6、IL-8、CRP、A1AT)和氧化应激指标(8 - 异前列腺素,ISOP);结合问卷调查收集年龄、教育程度、吸烟、BMI 等生活方式数据;利用逻辑回归和广义线性模型进行统计分析,评估各因素与端粒长度的关联。
研究结果
3.1 切点确定
通过 Youden's J 统计量确定端粒长度的切点,年龄相关切点为 RTL=0.26(p=0.032),空气污染相关切点为 RTL=0.356(p=0.021),将人群分为短端粒组和长端粒组,便于后续分析。
3.2 年龄对端粒长度的影响
年龄是端粒长度的重要影响因素,随着年龄增长,端粒显著缩短(p=0.006)。65-69 岁组端粒缩短的优势比(OR)达 9.06,是 35-39 岁参考组的 9 倍以上,表明衰老过程中端粒磨损加速。此外,教育程度与端粒长度呈正相关,大学教育人群的端粒更长(p=0.004),而吸烟、饮酒、BMI 等生活方式因素未显示显著关联。
3.3 空气污染对端粒长度的影响
令人意外的是,终身暴露于高浓度 PM10(51-55 μg/m3,OR=5.67)、PM2.5(42-45 μg/m3,OR=6.56)、B(a)P(6.9-8.3 ng/m3,OR=5.25)、NO2(26-27 μg/m3,OR=5.22)和苯(2.45-2.75 μg/m3,OR=6.13)均与更长的端粒显著相关(p<0.05)。炎症因子 IL-8 与极长端粒呈负相关(p=0.031),提示高炎症水平可能促进端粒缩短。
3.4 年龄与空气污染的交互作用
仅苯并 (a) 芘与年龄存在显著交互作用(p=0.037),暗示这种强致癌物的致衰老效应可能随年龄增长而改变,需进一步验证其机制。
结论与讨论
本研究颠覆了 “空气污染必然导致端粒缩短” 的传统认知,发现长期污染暴露与端粒延长相关,这可能反映了人体对环境胁迫的适应性反应,如通过表观遗传机制增强 DNA 修复或激活端粒酶活性。值得注意的是,这种适应性可能存在阈值或窗口期,例如孕期或儿童期暴露的影响可能不同,而短期暴露研究中观察到的端粒延长也可能是应激诱导的暂时现象。
研究同时强调了年龄和社会经济因素的重要性:年龄是端粒缩短的强预测因子,而教育水平的保护作用提示健康不平等可能通过生物学机制累积。此外,IL-8 等炎症标志物的作用表明,慢性炎症在端粒磨损中扮演关键角色,为抗炎干预策略提供了靶点。
尽管基线数据揭示了新现象,但作为横断面研究,其无法确定因果关系,且缺乏实时暴露数据。未来五年的纵向追踪将进一步验证这些关联的动态变化,解析适应性机制的分子基础(如端粒酶活性、DNA 甲基化),并评估长期污染暴露对健康结局的影响。这项研究不仅为环境与衰老的关系提供了新范式,也警示我们需重新审视空气污染的健康风险评估,尤其是个体遗传背景和生命阶段的差异。随着全球污染治理的推进,这些发现将为制定更精准的公共卫生策略提供科学依据。