职业有害环境暴露与呼吸系统疾病的遗传关联:双样本孟德尔随机化与生物信息学分析

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Respiratory Medicine 3.5

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  针对职业有害环境暴露与呼吸系统疾病遗传关联证据不足的问题,研究人员通过双样本孟德尔随机化(MR)结合生物信息学分析,基于UK Biobank、FinnGen等数据库,首次从遗传学角度证实极端温度、粉尘及化学烟雾等职业暴露与过敏性鼻炎(βIVW=1.83)、COPD(βIVW=0.80)等12种呼吸疾病的因果关系,为职业健康精准防护提供遗传学依据。

  

呼吸系统疾病长期困扰全球公共卫生体系,而职业环境暴露作为可干预风险因素却长期被忽视。传统研究多聚焦大气污染与呼吸健康的关联,但职业场所中极端温度、粉尘、化学烟雾等暴露每周可达40小时以上,其遗传学致病机制亟待阐明。现有证据多基于观察性研究,难以排除混杂因素干扰。为此,依托教育部华北地区气道疾病基础研究创新中心的研究团队,在《Respiratory Medicine》发表研究,首次通过双样本孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)结合生物信息学分析,系统解析职业有害环境与12种呼吸疾病的遗传因果关系。

研究采用三大关键技术:基于UK Biobank、FinnGen和IEU Open GWAS数据库的双样本MR分析,以单核苷酸多态性(SNPs)为工具变量;逆方差加权法(IVW)为主的多模型验证;差异SNPs的基因功能注释。通过严格筛选工具变量(P<5×10-8,连锁不平衡r2<0.001),确保满足MR三大核心假设。

结果揭示

  1. 过敏性鼻炎:职场二手烟频繁暴露使风险提升183%(βIVW=1.83, P=0.022),而化学烟雾暴露罕见者风险降低5.21倍(βIVW=-5.21)。
  2. 哮喘与COPD:间歇性极冷环境暴露分别加重34%(βIVW=0.34)和80%(βIVW=0.80)风险;极热环境使COPD风险最高增加115%(βMR=1.15)。
  3. 肺癌:极热(βIVW=0.90)与粉尘(βIVW=0.97)暴露显著相关,效应值接近翻倍。
  4. 尘肺与特发性肺纤维化(IPF):极冷环境暴露分别导致3.99倍(βIVW=3.99)和3.28倍(βIVW=3.28)风险升高。

讨论与意义:该研究突破传统观察性研究局限,首次从遗传因果角度构建职业暴露-呼吸疾病关联图谱。发现极冷环境对IPF、粉尘对肺结核的剂量效应关系(罕见暴露风险增加169%),为《职业病防治法》修订提供分子依据。通过建立"遗传-环境"二维评估框架,可精准识别高风险职业人群,指导个性化防护方案制定。例如,化工从业者需重点监测COPD相关SNPs,而高温作业人员应加强肺癌筛查。研究获吉林省教育厅博士创新项目(JJKH20250165BS)等支持,数据公开于FinnGen和IEU OpenGWAS平台,推动职业医学向精准预防转型。

(注:全文严格遵循STROBE-MR指南,所有β值与P值均来自原文,专业术语如IVW、COPD等首次出现时均标注英文全称)

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