氨基酸代谢介导PFOS暴露对胰腺-肾脏器官间对话的调控机制研究

本研究针对全氟和多氟烷基物质(PFAS)暴露如何通过氨基酸代谢干扰胰腺-肾脏器官间对话这一科学难题，采用三阶段重复测量设计，在非糖尿病非慢性肾病队列中发现全氟辛烷磺酸(PFOS)可同时影响葡萄糖代谢指标和肾功能标志物，首次揭示丝氨酸(Ser)和瓜氨酸(Cit)分别介导50%和15%的PFOS效应，为理解代谢性疾病与环境污染物关联提供了新机制。

　　

在当代工业化社会中，全氟和多氟烷基物质(PFAS)这类具有极强化学稳定性的环境污染物已渗透到人类生活的方方面面。作为包含9000多种化合物的大家族，它们不仅存在于不粘锅、防水服装等日常用品中，更因其持久性成为全球性健康威胁。尽管《斯德哥尔摩公约》已对部分PFAS实施限制，但其在环境中的持续存在以及替代化合物的潜在风险仍令人担忧。特别值得注意的是，越来越多的证据表明PFAS暴露与糖尿病和肾脏疾病等代谢紊乱存在关联，但对其破坏多器官协同作用的机制仍知之甚少。

中国医学科学院的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的重要研究，首次系统揭示了PFAS如何通过干扰氨基酸代谢破坏胰腺与肾脏之间的精密对话。这项历时多年的研究采用创新的三阶段重复测量设计，在严格筛选的非糖尿病、非慢性肾病老年人群中，通过检测23种PFAS化合物、23种氨基酸、5项葡萄糖指标和3项肾脏生物标志物的动态变化，构建了器官间相互作用的完整图谱。

研究主要运用了三种关键技术方法：基于流域特征的分层抽样策略确保样本代表性；液相色谱-质谱联用技术精准检测PFAS和氨基酸水平；采用中介效应模型结合CTD数据库挖掘进行多组学整合分析。特别值得注意的是，研究团队开发了系统性统计框架，通过时间序列分析、高维数据挖掘和生物信息学验证三重手段，确保了发现的可信度。

【研究结果】

1. 人群特征：144名平均年龄63.8岁的参与者完成三次随访，女性占63.2%，基线时均排除糖尿病和慢性肾病。

2. PFOS的双重危害：在所有检测的PFAS中，仅全氟辛烷磺酸(PFOS)同时与空腹血糖、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)等葡萄糖指标和估算肾小球滤过率(eGFR)等肾脏标志物显著相关，提示其可能破坏胰腺-肾脏协同。

3. 氨基酸的关键桥梁作用：

   • 丝氨酸(Ser)正向介导约50%的PFOS对胰岛素代谢的总效应

   • 瓜氨酸(Cit)负向介导15%的PFOS对肾功能的影响

   • 通路分析显示PFOS可能通过干扰尿素循环和丝氨酸合成通路发挥作用

4. 环境医学意义：研究首次证实PFAS可通过"氨基酸代谢重编程"这一新机制干扰器官间通讯，为理解环境污染物导致的系统性代谢紊乱提供了全新视角。

【结论与展望】

这项开创性研究不仅确立了PFOS作为胰腺-肾脏串扰破坏者的角色，更重要的是发现了氨基酸代谢这一此前被忽视的关键通路。丝氨酸作为胰腺β细胞功能维持的必需物质，其代谢异常可能解释PFOS诱发的胰岛素分泌障碍；而瓜氨酸在肾脏中的异常积累则提示尿素循环受阻可能是肾功能损害的早期信号。

研究结果对环境医学领域具有三重启示：首先，为制定PFAS安全阈值提供了器官协同效应的新考量维度；其次，丝氨酸和瓜氨酸可能成为预测环境相关代谢紊乱的新型生物标志物；最后，研究所建立的重复测量框架为未来环境污染物系统性研究提供了方法学范式。随着PFAS替代物的不断涌现，这种基于多器官互作的研究思路将有助于更全面评估化学品的健康风险。