✦
医学科研新动向
✦
Long-term exposure to ambient benzene and brain disorders among urban adults
Nature Cities
<2024年11月15日>
研
究
背
景
环境苯（Ambient benzene）是一种重要的城市空气污染物，广泛存在于机动车尾气、工业排放、家庭燃烧等活动中。尽管其致癌性已被充分证实，关于低浓度环境苯暴露的非癌症健康风险的研究仍然有限。苯的高脂溶性和挥发性使其能够穿过血脑屏障（BBB），潜在地影响中枢神经系统的功能。神经毒性、氧化应激、炎症反应等机制可能导致认知衰退、情感障碍和其他神经精神疾病。考虑到全球城市化进程和老龄化趋势，大脑健康负担已成为公共卫生的重要议题。因此，研究长期低浓度苯暴露与大脑疾病之间的关联及其潜在机制，能够为空气质量标准的优化和城市健康发展提供理论支持。
研究设计
基于UK Biobank队列数据，采用多变量Cox比例风险回归模型评估长期环境苯暴露与脑疾病风险之间的关联。 进一步使用多元线性回归分析苯暴露对脑影像表型（皮层及皮层下体积）的影响。 构建结构方程模型（SEM）探索苯暴露通过炎症和代谢紊乱影响脑健康的潜在机制。
总样本量：261,909名城市居民（排除基线脑疾病患者及缺少暴露数据者）。 脑影像分析样本：23,911人，提供高分辨率MRI数据。
使用污染气候建模（PCM）工具估算2003–2010年年均苯浓度，分辨率为1 km²网格。 按四分位数分组：低暴露组（<0.62 µg/m³）、中等暴露组（0.62–0.81 µg/m³）、高暴露组（>0.81 µg/m³）。
脑疾病：包括痴呆、帕金森病（PD）、癫痫、偏头痛、重度抑郁障碍（MDD）和焦虑障碍。 脑影像表型：MRI数据提取的皮层和皮层下脑结构体积，标准化为Z分数。
Cox模型：调整年龄、性别、社会剥夺指数（IMD）、职业暴露、健康生活方式（吸烟、饮酒、运动、睡眠）和交通相关因素（PM2.5、道路距离、噪音）。 SEM分析：以炎症（CRP、中性粒细胞等）、代谢（ApoA、HbA1c等）为潜变量，评估潜在中介效应。
核心结果
1. 研究流程与苯暴露分布
参与者筛选：总样本量502,369人，排除农村居民及缺失数据者，最终纳入261,909人。 暴露分布： 苯浓度呈明显的城市-道路梯度，城市化程度越高暴露浓度越大。 时间趋势显示，尽管整体苯浓度逐渐降低，但高暴露区域仍维持在>0.81 µg/m³。
2. 苯暴露与脑疾病风险的关联
痴呆：每0.30 µg/m³苯浓度增量，痴呆风险增加18%（HR=1.18，95% CI: 1.09–1.28）。 重度抑郁障碍：HR=1.09（95% CI: 1.03–1.14）。 焦虑障碍：HR=1.16（95% CI: 1.10–1.22）。 亚组差异： 老年城市（>14%人口≥65岁）风险更高，痴呆HR=1.32。 高炎症组（INFLA-score高）抑郁风险显著增加。
3. 亚组分析（炎症与代谢综合征）
炎症状态：高炎症组中，苯暴露与MDD的关联更显著（P for interaction=0.021）。 代谢综合征：代谢异常未显著调节苯与脑疾病风险的关系。
4. 暴露-反应曲线及苯浓度的空间-时间分布
通过自然样条回归显示，苯暴露对痴呆、MDD和焦虑的风险呈线性增长。 痴呆风险随苯浓度升高而迅速增加，未观察到饱和效应。
高暴露区域集中在大城市中心及周边的交通节点。 农村地区苯浓度较低，主要<0.62 µg/m³。
2003–2010年间，尽管整体苯浓度下降，高浓度区域的苯水平仍超过暴露安全阈值。
5. 苯暴露对脑影像表型的影响
额叶：前中央回（β=-0.086，95% CI: -0.113至-0.059）。 额叶：扣带前回（β=-0.076，95% CI: -0.105至-0.048）。 颞叶：上颞回（β=-0.086，95% CI: -0.112至-0.059）。 颞叶：中颞回（β=-0.092，95% CI: -0.118至-0.066）。 顶叶：顶下小叶（β=-0.102，95% CI: -0.129至-0.075）。
丘脑：β=-0.045（95% CI: -0.070至-0.019）。 杏仁核：β=-0.054（95% CI: -0.083至-0.025）。 尾状核：β=-0.040（95% CI: -0.069至-0.012）。
6：苯暴露的机制性路径分析（SEM）
炎症潜变量： 中性粒细胞计数（β=0.550，P<0.001）。 CRP水平（β=0.323，P<0.001）。 代谢潜变量： ApoA（β=0.703，P<0.001）。 HbA1c（β=-0.082，P<0.001）。 脑结构潜变量： 丘脑（β=0.628，P<0.001）。 扣带前回（β=0.639，P<0.001）
抑郁（MDD）： 苯暴露→炎症→MDD（路径系数=0.12，P<0.05）。 焦虑障碍： 苯暴露→炎症→焦虑障碍（路径系数=0.13，P<0.05）。
小
结
1. 研究背景：
苯是一种常见的城市空气污染物，其长期低浓度暴露对脑健康的潜在影响尚不明确，尤其在快速城市化和人口老龄化背景下亟待研究。
2. 研究目的：
本研究旨在评估环境苯暴露与脑疾病（如痴呆、抑郁和焦虑）的关联，并探索通过炎症和代谢途径介导的潜在机制。
3. 研究结果：
苯暴露显著增加痴呆（HR=1.18）、重度抑郁障碍（HR=1.09）和焦虑障碍（HR=1.16）的风险，高暴露组风险尤为突出。
苯暴露显著减少多区域皮层体积（如额叶的前中央回）及皮层下结构体积（如丘脑和杏仁核）。
结构方程模型显示炎症（如CRP）和代谢紊乱（如ApoA）在苯暴露对脑疾病的影响中发挥重要中介作用。
4. 研究意义：
结果为长期低浓度苯暴露的神经毒性效应提供了流行病学和生物学证据。
研究对优化空气质量标准、制定健康城市规划以及推动老龄化社会的公共健康政策具有重要参考价值。
-END-
文字丨本人点滴积累，如有补充，下方留言即可
（左下角点击“阅读原文”即可获取全文）
