血液甲苯通过α-Klotho蛋白介导影响尿素氮代谢:基于NHANES队列的跨学科机制解析

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  本研究首次揭示美国中老年人群中血液甲苯浓度与尿素氮(BUN)呈显著负相关,并发现α-Klotho蛋白介导该关联(贡献度3.07%-6.88%)。通过NHANES 2013-2016年2212例数据,采用多重线性回归与中介分析,证实环境污染物可能通过调控肾脏保护因子α-Klotho影响肾功能,为环境毒理学与肾脏病学交叉研究提供新视角。

  

在环境污染与健康风险日益受到关注的背景下,挥发性有机化合物(VOCs)对人体器官的慢性损伤机制成为研究热点。其中,甲苯作为工业生产和日常生活中的常见污染物,其通过呼吸和皮肤接触进入人体后,可能对肝脏和肾脏等代谢器官产生潜在危害。然而,关于非职业暴露人群长期接触低剂量甲苯与肾功能指标间的关联,特别是分子层面的作用机制,此前缺乏系统性研究证据。

针对这一科学问题,国内研究人员基于美国国家健康与营养调查(NHANES)2013-2016年数据,开展了一项突破性研究。该团队聚焦2212名40-79岁中老年人,创新性地探讨了血液甲苯浓度与尿素氮(BUN)的关联特征,并首次提出肾脏保护因子α-Klotho蛋白可能在此过程中发挥介导作用。相关成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

研究采用多阶段分析方法:首先通过NHANES标准化实验室检测获取血液甲苯、BUN和血清α-Klotho数据;继而运用加权多元线性回归模型分析暴露-结局关联;最后采用中介效应模型计算α-Klotho的介导比例。所有统计分析均通过EmpowerStats和R软件完成,并严格校正人口学特征、临床指标等混杂因素。

研究结果揭示三个重要发现:

  1. 暴露-反应关系:在完全校正模型中,血液甲苯每增加1 ng/dL,BUN水平显著降低0.18 mg/dL(β=-0.18,95%CI:-0.26至-0.11),且呈现剂量-反应趋势(Ptrend<0.05)。平滑曲线拟合显示该关联在低收入人群中呈U型曲线,拐点为9.14 ng/dL。

  2. 分子机制:α-Klotho蛋白与甲苯暴露呈显著负相关(β=-0.22 pg/mL per ng/dL),中介分析显示其介导比例达3.07%-6.88%(P<0.05),表明甲苯可能通过抑制α-Klotho的表达或功能间接影响尿素代谢。

  3. 人群差异:分层分析发现社会经济地位显著修饰暴露效应(Pinteraction<0.0001),低收入人群的效应值(-0.46)是高收入人群(β=-0.00)的46倍,提示环境健康不平等问题。

讨论部分深入阐释了这些发现的科学价值:从毒理学角度看,甲苯可能通过三重机制影响BUN——其肝脏代谢竞争尿素合成酶资源、直接肾小管毒性干扰尿素重吸收,以及通过氧化应激抑制α-Klotho的肾脏保护功能。特别值得注意的是,研究中发现的U型曲线可能反映"毒物兴奋效应"(hormesis),即低剂量甲苯反而激活内源性防御机制。

该研究首次将环境流行病学与分子机制研究相结合,为理解环境污染物与肾功能损害的关联提供了新范式。临床意义上,建议将α-Klotho监测纳入高风险人群肾功能评估体系,并为制定差异化的环境健康政策提供科学依据。研究也存在若干局限,如横断面设计无法确立因果关系,未来需要开展队列研究和动物实验进一步验证。

这项创新性工作不仅拓展了环境毒理学与肾脏病学的交叉研究疆域,更重要的是为保护易感人群(特别是低收入群体)免受环境污染的健康威胁提供了精准干预靶点。研究结果对公共卫生实践具有重要启示:在职业健康监测中应加强甲苯暴露评估,在临床诊疗中需关注α-Klotho指标变化,在环境政策制定时需重点考虑社会经济差异因素。

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