长期环境空气污染与不同植物性饮食依从性水平下新发炎症性肠病之间的关联：一项基于英国生物样本库的前瞻性队列研究

《Frontiers in Nutrition》：Association between long-term ambient air pollution and incident inflammatory bowel disease across levels of adherence to a plant-based diet: a prospective cohort study in the UK Biobank

　　

背景：环境空气污染（ambient air pollution）是炎症性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）的潜在环境危险因素，而植物性饮食（plant-based diet）可能具有保护作用。然而，这种饮食模式是否改变长期空气污染暴露与IBD风险之间的关联尚不清楚。方法：这项前瞻性队列研究（prospective cohort study）纳入了来自英国生物样本库（UK Biobank）的165,722名参与者。环境空气污染物的年平均浓度通过空气扩散模型（air dispersion models）进行估算。植物性饮食指数（plant-based diet index, PDI）基于24小时膳食回顾（24-h dietary recall）记录的17个主要食物组摄入量计算。研究人员应用时间依赖性Cox回归（time-dependent Cox regression）来检验长期空气污染暴露与IBD风险之间的关联，并进行分层分析（stratified analyses）和交互作用项（interaction terms）评估PDI的潜在修饰作用。结果：这项研究表明，无论污染物类型如何，空气污染暴露与IBD发病风险均呈正相关。在PDI较低的参与者中，空气污染暴露与IBD风险呈正相关，而在PDI较高的参与者中，点估计值较小且不再具有统计学显著性。在溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）中也观察到类似模式。结论：长期暴露于环境空气污染可能与IBD风险增加相关。在植物性饮食依从性较高的组中，空气污染相关的IBD风险相对较低，这为IBD的预防和管理提供了额外的流行病学证据。

**论文解读：长期环境空气污染与植物性饮食对炎症性肠病发病风险的交互作用——基于UK Biobank的前瞻性队列研究**

**研究背景与问题**

炎症性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）是一种以胃肠道黏膜慢性、复发性炎症为特征的免疫介导性疾病，主要包括克罗恩病（Crohn’s disease, CD）和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）。全球疾病负担研究显示，1990年至2021年间IBD新发病例增加了88.3%，且目前尚无根治性疗法，患者需长期药物治疗，给个人和社会带来沉重负担。因此，识别可改变的环境和生活方式因素对IBD预防至关重要。环境空气污染（ambient air pollution）已被证实为多种慢性疾病（如心血管疾病、糖尿病、癌症）的危险因素，且日益增多的证据表明其对消化系统健康也有不良影响。但既往研究多局限于单一或有限污染物，且缺乏大规模前瞻性设计。同时，植物性饮食（plant-based diet）因其富含膳食纤维、多酚和不饱和脂肪酸，具有抗炎和抗氧化特性，可能对IBD等慢性炎症性疾病具有保护作用。然而，植物性饮食是否能够调节空气污染暴露与IBD风险之间的关联，尚不明确。为此，研究人员利用英国生物样本库（UK Biobank）的大规模前瞻性队列，系统评估了多种空气污染物与IBD发病风险的关联，并进一步检验了植物性饮食依从性对该关联的潜在修饰作用。该研究发表在《Frontiers in Nutrition》上。

**主要技术方法**

本研究基于UK Biobank队列，纳入165,722名参与者，排除基线时已患消化系统疾病者。空气污染物（PM_2.5、PM₁₀、NO_x、NO₂、SO₂、苯）的年均浓度通过英国环境、食品与农村事务部（DEFRA）的空气扩散模型估算，并结合参与者居住地址的时空变化，采用线性插值和时间加权方法计算个体动态暴露水平。植物性饮食指数（plant-based diet index, PDI）基于17个食物组的摄入量（来自24小时膳食回顾）计算，按四分位数或三分位数评分，总分为植物性食物正向评分、动物性食物反向评分，分为低、中、高三个依从性水平。统计分析采用时间依赖性Cox回归模型，调整年龄、性别、种族、BMI、就业状况、教育水平、家庭收入、体力活动、吸烟和饮酒状态，并纳入交互项检验PDI的修饰效应。

**研究结果**

**3.1 基线特征**：中位随访13.23年，共发生1,037例IBD（CD 370例，UC 731例，其中64例同时患有CD和UC）。与未发生IBD者相比，发生IBD的参与者BMI略高，低教育水平、低收入、退休、既往或当前吸烟、低体力活动比例更高，且对大多数空气污染物的暴露水平更高，低PDI比例也相对较高。

**3.2 空气污染与IBD风险的关联**：使用时间依赖性Cox回归模型，调整潜在混杂因素后，PM_2.5、PM₁₀、NO_x、NO₂、SO₂和苯的暴露水平每增加一个四分位间距（IQR），IBD发病风险均显著升高，风险比（HR）及95%置信区间（CI）分别为：PM_2.5 1.291（1.141–1.461）、PM₁₀ 1.218（1.102–1.347）、NO_x 1.146（1.057–1.242）、NO₂ 1.168（1.069–1.277）、SO₂ 1.114（1.041–1.192）、苯 1.220（1.112–1.339）。亚型分析显示，CD风险仅与PM_2.5、SO₂和苯显著相关；UC风险则与PM_2.5、PM₁₀、NO_x、NO₂和苯均显著相关。

**3.3 暴露-反应关系**：通过限制性立方样条（RCS）分析，除苯（非线性p=0.019）外，其余空气污染物与IBD风险呈近似线性且单调递增的暴露-反应关系。亚型分析中，CD和UC的暴露-反应模式与总体一致，但UC对SO₂呈非线性关系（非线性p=0.04）。

**3.4 PDI对空气污染-IBD关联的修饰作用**：分层分析显示，在低PDI组中，空气污染（PM_2.5、PM₁₀、NO₂、SO₂、苯）与IBD风险显著正相关；而在高PDI组中，点估计值较小且不再具有统计学显著性。UC亚型中呈现类似模式：低PDI组中所有污染物均与UC风险显著相关，高PDI组中关联减弱且不显著。但所有交互项检验均未达到统计学显著性（所有p交互>0.05）。敏感性分析（排除早期发病、额外调整药物/补充剂、多重插补、双污染物模型）结果一致，支持主要发现的稳健性。

**讨论与结论**

本研究基于大规模前瞻性队列，系统证实了多种空气污染物（PM_2.5、PM₁₀、NO_x、NO₂、SO₂、苯）长期暴露与IBD发病风险增加相关，且首次大规模评估了长期SO₂暴露对IBD亚型的影响，发现SO₂与CD风险显著相关。值得注意的是，植物性饮食依从性较高者，空气污染相关的IBD风险相对较低，提示植物性饮食可能通过增加膳食纤维、多酚等抗炎成分，改善肠道微生物组成、减轻氧化应激和炎症反应，从而缓冲空气污染的不良影响。尽管交互作用未达统计学显著性，但该发现为IBD预防提供了环境与生活方式因素联合考虑的新视角。研究结论翻译如下：总之，长期暴露于环境空气污染与IBD风险增加相关，较高的植物性饮食依从性与相对较低的空气污染相关IBD风险相关，在UC中尤为明显。这些发现强调了在公共卫生策略中应同时考虑环境与生活方式因素以理解和管理IBD风险。未来需整合微生物组和代谢组数据以进一步验证和阐明污染暴露、饮食模式与肠道炎症之间的生物学通路。