咖啡因调节PFAS暴露与中老年人群生物衰老的关联：基于NHANES数据的非线性剂量效应分析

本研究针对全氟和多氟烷基物质(PFAS)加速生物衰老的公共卫生问题，通过NHANES大样本数据首次揭示PFHS与KDM-BA/PhenoAge的正相关关系，创新性发现咖啡因摄入可显著缓解PFAS的促衰老效应，为环境污染物健康风险干预提供新策略。

　　

在工业化进程加速的今天，全氟和多氟烷基物质(PFAS)这类"永久化学物质"已渗透到我们生活的方方面面——从防水服装到食品包装，从消防泡沫到电子产品。这些化学物质因其极强的环境持久性，在人体内不断蓄积，与多种慢性疾病密切相关。更令人担忧的是，最新研究表明PFAS可能通过模拟雌激素作用加速生物衰老过程，但具体机制和干预措施仍是未解之谜。与此同时，咖啡因作为全球消费量最大的精神活性物质，其抗氧化和抗炎特性是否能够对抗环境污染物带来的衰老效应，成为科学家们关注的焦点。

中南大学湘雅二医院肾脏病研究所、湖南省肾脏疾病与血液净化重点实验室的研究团队利用美国国家健康与营养调查(NHANES)2003-2018年数据，对6846名中老年人展开横断面研究。通过计算Klemera-Doubal生物年龄(KDM-BA)和表型年龄(PhenoAge)两种生物衰老指标，结合限制性立方样条(RCS)和加权分位数和(WQS)回归等先进统计方法，首次系统评估了PFAS暴露与生物衰老的非线性关系，并创新性发现咖啡因的调节作用。研究成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

研究采用的关键技术包括：1)基于NHANES复杂抽样设计的加权分析方法；2)通过高效液相色谱-串联质谱(SPE-HPLC-TCI-MS/MS)检测血清PFAS浓度；3)利用包含FEV₁、CRP等临床指标的KDM-BA算法和包含9项生物标志物的PhenoAge算法量化生物衰老；4)应用限制性立方样条模型分析非线性剂量效应；5)采用加权分位数和回归评估PFAS混合暴露效应。

3.1 基线特征

研究纳入平均年龄60±11岁的6846名参与者，女性占50.6%。PFHS和PFNA的检出率高达98-99%，血清浓度中位数分别为1.70 ng/mL和0.93 ng/mL。每日咖啡因摄入量平均为0.1±0.1 mg。

3.2 PFAS与生物衰老的关联

调整混杂因素后，PFHS每IQR增加与KDM-BA增加0.56年显著相关。RCS模型揭示PFHS与两种衰老指标均存在非线性关系。WQS分析显示PFAS混合物暴露使KDM-BA增加1.25年，PhenoAge增加0.79年。值得注意的是，PFNA与KDM-BA呈正相关，但与PhenoAge无显著关联，提示不同PFAS可能通过不同通路影响衰老进程。

3.3 咖啡因的调节效应

咖啡因摄入每增加1单位，KDM-BA和PhenoAge分别降低3.55年和4.78年。分层分析显示，PFHS对KDM-BA的影响在低咖啡因摄入组更显著。WQS模型进一步证实，高咖啡因摄入可使PFAS混合物对KDM-BA的影响从1.41年降至1.10年，表现出明显的剂量-反应关系。

3.4 性别与年龄差异

女性群体中PFHS与生物衰老的关联更强。中年组(40-60岁)比老年组(>60岁)表现出更显著的PFHS-衰老关联，可能反映累积暴露时间的生物学效应。

3.5 潜在机制探讨

研究推测PFAS可能通过"炎性衰老"和氧化应激两条通路加速衰老：一方面激活NF-κB等炎症通路，升高CRP等炎症标志物；另一方面诱导活性氧(ROS)产生，导致细胞损伤。咖啡因则可能通过拮抗腺苷受体、激活II相解毒酶等机制，抵消PFAS的促炎和促氧化作用。

这项开创性研究首次在中老年人群中证实：PFAS暴露与加速生物衰老显著相关，且呈现非线性剂量效应；咖啡因摄入可显著缓解这种不良影响。从公共卫生角度，该发现具有三重意义：为PFAS健康风险评估提供新生物标志物；揭示饮食干预对抗环境污染物衰老效应的可行性；为制定针对中老年人的个性化预防策略提供科学依据。未来需要前瞻性队列和机制研究进一步验证咖啡因的保护作用，并探索其他膳食成分的潜在协同效应。

研究团队Shuxiang Yan、Yunyun Liu等特别指出，虽然咖啡因展现出良好的应用前景，但控制PFAS环境污染源仍是根本解决方案。该成果为理解环境-饮食-衰老的复杂交互作用开辟了新视角，对实现健康老龄化具有重要指导价值。