基于Q-Orbitrap-HRMS技术的人尿液中氨基多环芳烃精准定量分析揭示硝基多环芳烃潜在致癌风险

针对传统PAHs风险评估低估硝基衍生物致癌隐患的问题，东南大学团队开发了UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS新方法，首次在南京居民尿液中检出10种氨基-PAHs（∑10浓度达19.12 ng/mL），发现1,6-/1,8-二硝基芘的致癌风险值（2.96×10-4和4.93×10-5）远超安全阈值，为环境健康评估提供重要技术支撑。

　　

在烧烤烟雾弥漫的街头和汽车尾气笼罩的公路上，潜藏着一类比PM_2.5更危险的隐形杀手——硝基多环芳烃（nitro-PAHs）。这类由多环芳烃（PAHs）硝化形成的化合物，其致癌性可达母体PAHs的10万倍，却长期被传统环境监测所忽视。国际癌症研究机构（IARC）虽将1,8-二硝基芘等列为2B类致癌物，但人类实际暴露水平与健康风险的量化始终是研究空白。更令人担忧的是，现有风险评估仅关注16种典型PAHs，可能遗漏63%的致癌风险，其中17%正来自这些硝化衍生物。

针对这一重大公共卫生问题，东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室的研究团队在《Environmental Pollution》发表创新成果。研究人员突破技术瓶颈，建立超高效液相色谱-轨道阱高分辨质谱（UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS）检测体系，首次实现对15种氨基-PAHs（nitro-PAHs代谢标志物）的精准定量，并在南京地区人群尿样中检出10种化合物，其中1,6-二氨基芘和1,8-二氨基芘的致癌风险值分别高达2.96×10^-4和4.93×10^-5，显著超过1×10^-6的安全阈值。该研究不仅揭示了硝基-PAHs人群暴露的严峻现状，更建立了从分子标志物到癌症风险评估的完整技术路径。

关键技术包括：1）优化乙酸酐衍生化条件（50°C反应30分钟）提升检测灵敏度；2）采用同位素内标校正基质效应；3）开发在线固相萃取-UHPLC联用技术处理复杂尿样基质；4）运用2.5万分辨率的Q-Exactive Orbitrap实现痕量物质精准定量。研究纳入116名南京成人尿样，通过效能当量因子（PEF）模型进行致癌风险转换。

主要发现包括：
【方法学突破】建立15种氨基-PAHs同步检测方法，检出限达0.002-0.02 ng/mL，较传统HPLC-MS/MS灵敏度提升10倍，成功克服尿液中内源性干扰难题。
【暴露特征】∑₁₀氨基-PAHs浓度范围ND-19.12 ng/mL，中位值2.09 ng/mL，其中1,6-DAPYR和1,8-DAPYR检出率超90%，提示二硝基芘类化合物是主要暴露类型。
【风险预警】基于PEF模型计算显示，1,6-DAPYR等效BaP毒性贡献达72%，两类二硝基芘合计致癌风险超安全阈值300倍，凸显传统PAHs监测体系的重大缺陷。
【机制关联】研究证实尿氨基-PAHs与AhR通路激活、ROS生成及DNA加合物形成存在剂量效应，为前期发现的COPD和糖尿病关联提供分子解释。

这项研究从根本上改变了三个认知：首先，证实硝基-PAHs通过氨基代谢物在人体持续蓄积，其实际危害被严重低估；其次，建立首个涵盖15种标志物的暴露评估体系，突破1-氨基芺作为单一标志物的局限性；最后，揭示二硝基芘类化合物应纳入优先管控污染物清单。该成果不仅为环境健康标准修订提供科学依据，其创新的HRMS技术方案更可拓展至其他硝基芳香族化合物的监测，对实现"精准环境医学"具有里程碑意义。正如研究者强调，当全球仍聚焦于PM_2.5质量浓度时，这项工作将公众视线引向了颗粒物中更危险的"化学指纹"，为环境致癌物防控开辟了新战场。