6.8 Q1|北卡罗来纳州立大学NHANES发文 | 金属、PCBs、二噁英和呋喃对心血管功能障碍的联合效应
1.第一段–文章基本信息
文章题目：Combined Effects of Metals, PCBs, Dioxins, and Furans on Cardiovascular Dysfunction
中文标题：金属、PCBs、二噁英和呋喃对心血管功能障碍的联合效应
发表杂志：Journal of Xenobiotics
影响因子：1区，IF= 6.8
发表时间：2025年6月
2.第二段–研究思路
本研究思路
本文的研究思路是探讨重金属（铅、镉、汞）、多氯联苯（PCBs）、二噁英和呋喃等环境污染物对心血管功能障碍的联合影响。研究使用了2003-2004年美国国家健康与营养调查（NHANES）数据库中的数据，选取了具有完整生物标志物数据的432名美国成年人作为研究对象。研究中测量了血液中重金属的浓度以及血清中PCBs、二噁英和呋喃的水平，并采用血压、Framingham风险评分（FRS）和血脂指标来评估心血管风险。通过多变量线性回归和贝叶斯核机器回归（BKMR）分析，研究调整了年龄、性别、种族、BMI、吸烟、饮酒和收入等混杂因素后，这些污染物对心血管风险指标的联合影响。研究结果揭示了不同污染物对心血管风险的具体影响模式，并强调了环境污染物混合暴露对心血管健康的潜在危害。
3.第三段-Introdction
背景
心血管功能障碍（CVD）是指心血管系统（包括心脏和血管）无法有效输送血液的疾病，是全球主要的非传染性死亡原因，尤其在美国影响显著。CVD包括冠心病、脑血管病、深静脉血栓形成、高血压和动脉粥样硬化等多种疾病。它是复杂的多因素疾病，受遗传、行为和环境因素影响。不良生活方式如饮食不健康、缺乏运动、吸烟和过量饮酒是主要的可改变危险因素，常与高血压、高血脂、肥胖和糖尿病等生物因素相互作用，放大心血管疾病风险。此外，心理社会因素如慢性压力、睡眠质量差和低社会经济地位也通过不健康行为或直接机制影响心血管结果。环境污染物，包括工业化、交通和危险废物处理等产生的重金属、PCBs、二噁英和呋喃等，也显著影响心血管健康。研究这些污染物的联合效应对于准确评估健康风险和制定公共卫生政策至关重要。
4.第四段-Methods
方法
NHANES 2003-2004年的数据包括对白人、非裔美国人、墨西哥裔美国人及其他种族群体的过度抽样。研究设计还通过年龄、性别和收入水平对这些群体进行了代表性抽样。每位符合条件的参与者都签署了同意书。该数据库包含2003年1月至2004年12月间收集的10,122名个体的数据。本研究使用了432名个体的数据，这些个体的每种生物标志物数据均完整。样本中20-39岁个体占比41.20%，40-59岁占比29.40%，60岁及以上占比29.40%。
暴露变量
本研究的主要暴露变量分为三部分：重金属（铅、镉和总汞）、PCBs（12种同系物）、二噁英（7种）和呋喃（10种），具体化学名称见附录A。
结果变量
通过七个与心血管相关的指标评估心血管疾病风险：舒张压（DBP）、收缩压（SBP）、Framingham风险评分（FRS）、低密度脂蛋白（LDL胆固醇）、高密度脂蛋白（HDL胆固醇）、总胆固醇（TC）和甘油三酯
协变量
年龄、性别、种族、BMI、吸烟状态、饮酒和收入
统计学方法
在研究方法中，首先通过描述性统计分析了暴露变量、人口统计学变量（包括年龄、性别、种族、收入、吸烟状态、饮酒和BMI）以及心血管疾病相关结果变量的分布。连续变量用均值和标准差表示，分类变量用百分比表示。接着，利用Spearman秩相关分析评估暴露变量与结果变量之间的潜在非线性关系，并通过矩阵和热图进行可视化。随后，采用多重线性回归模型来确定重金属（铅、镉和汞）、PCBs、二噁英和呋喃的联合暴露与心血管疾病标志物之间的关联。模型中调整了人口统计学变量，并计算了每个模型的p值和95%置信区间。最后，实施贝叶斯核机器回归（BKMR），以评估多种暴露对心血管疾病相关结果的联合效应。
5.第五段-Results
结果
样本人群特征
研究样本包含432名受试者，平均年龄46.3岁，男性略高于女性（47.6岁 vs. 45.2岁）。平均BMI为28.3，女性略高于男性（28.6 vs. 28.0）。收入水平主要集中在25,000至44,999美元（24.31%），其次是75,000美元以上（22.22%）。种族以墨西哥裔美国人为主（57.17%），其次是其他西班牙裔（16.9%）、非西班牙裔白人（19.21%）、非西班牙裔黑人（3.24%）和其他种族（3.47%）。吸烟者占18.98%，非吸烟者占29.40%。饮酒者占68.5%，不饮酒者占25.7%。
心血管和血脂指标的性别差异
男性在收缩压（SBP）和舒张压（DBP）上略高于女性（SBP：125.0 mmHg vs. 120.9 mmHg；DBP：71.6 mmHg vs. 69.4 mmHg），而女性的高密度脂蛋白（HDL）胆固醇水平更高（59.7 mg/dL vs. 48.6 mg/dL），低密度脂蛋白（LDL）胆固醇则男性更高（122.4 mg/dL vs. 111.7 mg/dL）。总胆固醇和甘油三酯在两性间差异不大。
暴露变量的性别差异
女性在大多数污染物的暴露水平上低于男性，但某些污染物（如PCB126和OcDD）在女性中浓度更高。具体而言，铅和镉在女性中浓度较低，而汞在两性间无显著差异。
Spearman相关性分析
Spearman相关性分析显示，大多数污染物与Framingham风险评分（FRS）有显著相关性，其中PCB156与FRS的相关性最强（约0.8）。其他污染物与血压、血脂等指标也有不同程度的相关性。
线性回归分析
线性回归分析表明，汞、PCB118和某些呋喃与风险评分或血脂标志物呈负相关，而铅、某些PCBs和呋喃则呈正相关。具体而言，汞与FRS呈负相关，而铅与HDL胆固醇呈正相关。PCBs和二噁英对血压和胆固醇的影响复杂，例如PCB167和HpCDF与SBP相关，而OcDD与DBP和SBP均相关。PCB105、TCDF和HxCDD与HDL水平相关，而PCB118和PeCDF则呈负相关，提示可能的血脂调节异常。
贝叶斯核机器回归（BKMR）分析
BKMR分析通过后验包含概率（PIP）评估了不同污染物类别对心血管结果的相对重要性。结果显示，重金属（尤其是汞）对DBP和HDL胆固醇的影响最大。PCBs对FRS和SBP的影响最大，其中PCB156和PCB126是主要贡献者。呋喃对LDL胆固醇、总胆固醇和甘油三酯的影响最大，特别是TCDF对总胆固醇的影响和PeCDF对LDL胆固醇和甘油三酯的影响。总体暴露效应分析表明，随着污染物负荷的增加，SBP、FRS和HDL胆固醇呈上升趋势，而LDL胆固醇、总胆固醇和甘油三酯则呈下降趋势。这种模式表明，联合暴露可能通过不同的机制影响心血管风险和血脂代谢。
单变量和双变量暴露效应分析
单变量暴露效应分析显示，某些污染物（如TCDF）对总胆固醇有显著影响，而PeCDF对甘油三酯的影响显著。双变量暴露效应分析表明，污染物之间的相互作用对心血管风险标志物有显著影响，例如PeCDF在高背景暴露水平下对甘油三酯的影响更为显著。
6.第六段–结论与启发
结论与启发
结论
总之，本研究进一步证实了环境污染物暴露与心血管风险因素之间的关联。污染物混合暴露与收缩压和风险评分的正相关性，以及特定污染物对胆固醇和血压的影响，支持了环境污染物与心血管疾病风险之间明确的关系。尽管由于横断面设计的限制无法推断因果关系，但研究结果与生物学机制（例如，金属诱导的氧化应激、AhR介导的血脂异常）和来自其他队列的流行病学证据一致。未来的研究应通过采用纵向设计，并探索这些暴露通过哪些分子途径（例如，炎症、内皮功能障碍）发挥作用，来进一步验证这些观察结果。公共卫生从业者在评估人群的心血管风险时，应意识到环境暴露的重要性，尤其是在已知高暴露水平的社区。减少对POPs和重金属的暴露可以被视为心血管疾病预防策略的一部分。最终，降低环境污染物负荷可能有助于在人口层面上改善心血管健康。
【光速科研启发】
选题：研究聚焦于重金属（铅、镉、汞）、多氯联苯（PCBs）、二噁英和呋喃等环境污染物对心血管功能障碍的联合影响，填补了当前研究中关于这些污染物混合暴露对心血管健康影响的空白，具有重要的临床和公共卫生意义。
统计学：采用多变量线性回归模型和贝叶斯核机器回归（BKMR），评估重金属、PCBs、二噁英和呋喃对心血管疾病标志物（如血压、血脂和Framingham风险评分）的联合影响。通过Spearman秩相关分析和单变量/双变量暴露效应分析，揭示了不同污染物之间的相互作用及其对心血管风险的剂量反应关系。
数据库：利用2003-2004年美国国家健康与营养调查（NHANES）数据库，确保样本的代表性和数据的丰富性。通过严格筛选，选取了432名具有完整生物标志物数据的个体，为研究提供了坚实的基础。
启发：研究提示在评估心血管风险时，应综合考虑多种环境污染物的联合暴露影响；通过亚组分析，发现特定人群（如高暴露水平的社区或特定种族群体）中某些污染物与心血管风险的关联更为显著，为个性化干预提供依据；利用生物标志物和暴露评估的结合，促进大规模人群筛查和公共卫生干预。
