综述：环境污染物与骨质疏松相关结局：一项系统评价与Meta分析

《Toxics》：Environmental Contaminants and Osteoporosis-Related Outcomes: A Systematic Review and Meta-Analysis

　　

环境污染物可能通过内分泌干扰、氧化应激、炎症及矿物质稳态失衡损害骨骼健康。本系统评价与Meta分析评估了成年人暴露于环境污染物与骨质疏松相关结局之间的关联。研究人员于2026年4月检索了PubMed/MEDLINE、Scopus及Web of Science数据库中2016年以来发表的英文文献。研究筛选遵循PRISMA指南，方法学质量采用乔安娜·布里格斯研究所（JBI）核查表及纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）进行评估。评估的污染物类别包括：环境空气污染（PM2.5、PM10、PM1、NO2、NOx、SO2、CO、O3）、全氟和多氟烷基物质（PFAS）、重金属及微量元素（如镉、铅）、农药、多环芳烃（PAHs）、邻苯二甲酸酯、挥发性有机化合物（VOCs）、持久性有机污染物（POPs、二噁英、PCBs）、溴化阻燃剂（BFRs）及饮用水消毒副产物。当至少有三项研究可用时，采用限制性最大似然估计法的随机效应Meta分析。共纳入48项研究，涉及4,510,868名参与者。空气污染物与骨密度（BMD）降低及骨质疏松的关联最为一致，其次为特定PFAS和镉暴露。农药、PAHs、邻苯二甲酸酯、VOCs、POPs、阻燃剂及饮用水消毒副产物的证据一致性较低。PM2.5暴露与骨质疏松风险增加相关（OR = 1.24, 95% CI: 1.02–1.51），PM10的影响程度较小（OR = 1.17, 95% CI: 0.96–1.42）。分析显示存在极显著的异质性且对高影响力研究敏感。环境污染物，尤其是细颗粒物，可能导致骨骼退化，但需谨慎解读研究结果。PROSPERO注册号：CRD420261460078。

1. 引言

环境污染物因其广泛分布、持久性及即使在低暴露水平下也能干扰生物系统的能力，日益被认为是慢性非传染性疾病的诱因。人体暴露通过吸入污染空气、摄入受污染食物或饮用水、皮肤接触以及职业或居住环境暴露发生。尽管这些暴露已在呼吸、心血管、代谢、内分泌、生殖及神经发育结局方面得到广泛研究，但其对骨骼损伤的作用仍不明确。骨是一种动态组织，受内分泌、炎症、氧化、肾脏、营养及机械因素调控，所有这些因素均可能受到环境污染物影响。细颗粒物和交通相关污染物可能促进全身性炎症、氧化应激、内皮功能障碍及维生素D相关改变；全氟和多氟烷基物质（PFAS）可能干扰甲状腺功能、性类固醇信号传导、脂质代谢及核受体介导通路；镉和铅等金属可能在骨骼中蓄积或破坏矿物质稳态；而农药、多环芳烃（PAHs）、邻苯二甲酸酯、挥发性有机化合物（VOCs）、醛类、二噁英、PCBs及其他持久性污染物可能发挥内分泌干扰、促炎、线粒体或表观遗传效应。因此，本系统评价旨在综合现有证据，评估环境污染物对骨密度（BMD）和骨质疏松的影响，并比较不同污染物类别的骨骼效应。

2. 方法

2.1 概述与方案注册

本系统评价与Meta分析按照PRISMA指南设计实施，方案已在国际PROSPERO数据库注册（编号CRD420261460078）。

2.2 纳入标准

纳入标准按PECO-S框架预先设定：人群为18岁及以上成人；暴露为优先考虑的化学环境污染物，包括环境空气污染、PFAS、有毒金属和微量元素、农药、PAHs、塑化剂、VOCs、持久性有机污染物（POPs）、溴化阻燃剂（BFRs）、微塑料和纳米塑料及饮用水消毒副产物；对照为暴露水平较低或参照浓度的人群；结局为与骨质疏松相关的骨骼健康指标，包括BMD、t值、z值及骨质疏松性骨折；研究设计为同行评审的观察性和实验性研究。

2.3 信息来源与检索策略

研究人员独立检索了PubMed/MEDLINE、Scopus及Web of Science数据库，检索时间为2026年4月30日，仅考虑2016年以来发表的英文文献。

2.4 筛选流程与数据提取

筛选过程使用Rayyan平台，由两名研究者独立进行标题和摘要筛选及全文筛选，分歧由第三名研究者裁决。

2.5 数据提取

提取变量包括第一作者、发表年份、地理位置、研究设计、样本量及特征、暴露详情、暴露评估、结局详情、结局评估、主要发现及效应估计值及其95%置信区间（CIs）。

2.6 数据合成与统计分析

对暴露定义、目标人群及统计终点足够可比的数据进行定量合成。针对PM_2.5和PM₁₀对骨质疏松风险的影响，采用随机效应模型通过限制性最大似然估计法计算合并估计值。纳入研究的效应量以比值比（OR）、相对危险度（RR）及风险比（HR）及其95%CI形式呈现。异质性通过Cochran's Q检验（显著性阈值p < 0.10）评估，并以I²统计量和τ²量化。通过逐次剔除单个研究的留一法敏感性分析评估稳健性，并使用漏斗图评估发表偏倚。

2.7 偏倚风险评估

横断面研究采用JBI关键评价核查表，队列研究和病例对照研究采用纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）进行方法学质量评估。

3. 结果

3.1 纳入研究概述

最终纳入48项研究，涵盖4,510,502名参与者。横断面研究占主导（n=26），其次为队列研究（n=12）。美国贡献的研究最多（n=19），其次为中国（n=13）。

3.2 PM_2.5暴露对骨质疏松和骨密度的影响

针对PM_2.5暴露的随机效应Meta分析显示，总体效应量表明风险显著增加，合并OR = 1.24（95% CI: 1.02–1.51, p = 0.0338）。然而，研究间存在极严重异质性（I² = 99.80%）。漏斗图显示明显不对称，提示可能存在发表偏倚。留一法敏感性分析显示，排除Qiao等人的研究后，合并估计值降至OR = 1.06（95% CI: 1.03–1.09）；排除Hwang等人或Zhou等人的研究则导致合并效应失去统计学显著性。

3.3 PM₁₀暴露对骨质疏松和骨密度的影响

针对PM₁₀暴露的Meta分析显示，合并OR = 1.17（95% CI: 0.96–1.42, p = 0.1170），未达统计学显著性。同样观察到极高异质性（I² = 99.82%）。漏斗图显示不对称，提示潜在发表偏倚。留一法分析显示，排除Qiao等人的研究后，合并估计值变为OR = 1.02（95% CI: 1.01–1.03, p = 0.001），达到统计学显著性。

3.4 环境污染物对骨质疏松相关结局的影响

总体而言，纳入研究表明环境污染物暴露可能对骨骼健康产生不利影响，表现为BMD降低、骨质疏松患病率或发病率增加、生长发育期骨量累积受损及骨质疏松性骨折风险升高。环境空气污染的证据最强且最一致，多项大型人群队列研究显示长期暴露于细颗粒物和交通相关污染物与BMD降低及骨质疏松风险增加相关。PFAS是第二大常见研究的污染物组，反复显示与不良骨骼结局相关，但一致性不如空气污染。对于金属，镉是最一致的危害性暴露。其他有机污染物和内分泌干扰物的证据较为零散，但PAHs、农药相关化合物、有机磷酸酯、邻苯二甲酸酯、VOCs及醛类也显示出不良信号。

3.5 不同污染物类别对骨骼损伤的比较影响

比较显示，骨骼毒性在不同环境暴露中并不均匀。环境空气污染是最一致且关联最强的暴露类别，细颗粒物和燃烧相关污染物（PM_2.5、PM₁、黑碳、NO₂、NO_x）与骨骼损伤的关联比粗颗粒物更一致。PFAS是第二大研究类别，但证据异质性较大。在金属中，镉是最一致的危害性暴露。其他有机污染物和内分泌干扰物的证据总体上更为零散。

3.6 纳入研究中涉及的机制特征与生化模式

证据揭示了一个高度汇聚的多通路网络：标准空气污染物引发急性系统性损伤，通过诱导活性氧（ROS）级联反应抑制Wnt/β-catenin通路并激活促凋亡信号；臭氧（O₃）吸收UVB辐射减少皮肤维生素D合成；PFAS、邻苯二甲酸酯等持久性污染物通过内分泌干扰和谱系特异性干细胞重编程改变骨骼结构，如作为过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）激动剂使间充质干细胞向脂肪细胞分化；这些暴露共同导致慢性低度炎症状态，上调RANKL/OPG比例加速破骨细胞生成；铅直接置换羟基磷灰石晶格中的钙，镉损害肾脏骨化三醇合成，颗粒物暴露通过表观遗传改变加速骨骼老化。

3.7 偏倚风险评估

纳入研究的偏倚风险总体呈低至中等水平。19项经NOS评估的研究中，7项整体低偏倚风险，12项因纵向失访等问题被判定为不明确风险。27项经JBI核查表评估的横断面研究中，13项在所有领域表现出低偏倚风险，14项因结局测量无效（如自我报告诊断）等原因被评为中等偏倚风险。两项孟德尔随机化研究无法使用现有工具评估偏倚风险。