有机磷酸酯暴露可增加中国老年人胰岛素抵抗和糖代谢紊乱风险

来源 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所

2023 年 4 月 12 日，中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所施小明研究员团队在环境健康领域顶级期刊 Environmental Health Perspectives 上发表题为“Association between Organophosphate Ester Exposure and Insulin Resistance with Glycometabolic Disorders among Chinese Older Adults Aged 60-69 Years: Evidence from the China BAPE Study”的原创性成果。该研究阐明了有机磷酸酯（OPEs）暴露对我国老年人糖代谢的影响并解析了潜在的生物学机制，首次报道了磷酸三苯酯（TPHP）及其代谢物磷酸二苯酯（DPHP）诱导糖代谢紊乱的流行病学证据，发现了老年人糖代谢紊乱的可能环境污染驱动因素，为我国新污染物的管控措施提供了科学依据。本研究得到“大气重污染成因与治理攻关”总理基金项目、国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。

糖尿病（主要为 2 型糖尿病）是全球四大慢性非传染性疾病之一。据国际糖尿病联合会报道，全球糖尿病患者已达到 4.63 亿人。目前认为，超重与肥胖是 2 型糖尿病发病最重要的危险因素。然而值得注意是，中国人群肥胖的年龄标化患病率远低于美国人群（14.0% vs. 43.3%），但中美人群 2 型糖尿病的年龄标化患病率却较为一致（12.4% vs. 14.3%）。越来越多的流行病学证据表明，暴露于环境化学污染物可能是中国人群2型糖尿病患病风险增加的一种重要但被忽略的危险因素。

OPEs 是一种用于替代传统溴代阻燃剂的新型化合物，中国是其最大的生产国和使用国，2020 年产量已高达 29.42 万吨。大量生产和广泛应用导致 OPEs 在我国多种环境介质和普通人群中普遍检出。既往研究提示，OPEs 暴露与成人和孕妇的 2 型糖尿病患病风险增加有关，但是国内外依然缺乏针对老年脆弱人群的流行病学和机制证据。为填补上述研究空白，本研究基于中国老年人空气污染物暴露生物标志物的定群研究（China BAPE, Tang et al. 2021. Environ Int），阐明了 28 种 OPEs 或其代谢物暴露与健康老年人糖代谢稳态之间的关联，基于混合物效应模型进一步筛选引发主要效应的关键 OPEs，并创新性地整合多组学（转录组、代谢组和脂质组）技术和有害结局路径（AOP），阐释其潜在生物学机制（图1）。

图1. 研究设计示意图

本研究发现独立或混合暴露于五种 OPEs 是引发老年人糖代谢紊乱的关键污染物，并首次报道了磷酸三苯酯（TPHP）及其代谢物磷酸二苯酯（DPHP）可诱导糖代谢紊乱的流行病学证据；此外还描绘了这些 OPEs 在机体内引起基因转录变化和代谢分子扰动的全景图谱；最后提出了 OPEs 诱导糖代谢紊乱的  AOP 框架: OPEs 暴露通过触发多种分子起始事件（如胰岛素受体、葡萄糖转运蛋白的表达下调），进而触发多个重要生物学事件的发生（如 PI3K/AKT、PPARα、TCA 循环等信号通路的扰动），最终破坏胰岛素分泌、脂肪酸氧化、葡萄糖摄取和能量代谢等诸多生物学功能（图2）。

图2. OPEs 暴露诱导糖代谢紊乱的假定 AOPs 示意图

本研究具有重要的公共卫生学意义，率先揭示了 OPEs 暴露可能是中国老年人 2 型糖尿病风险增高的重要环境污染驱动因素之一，提供了可能需要重点关注的 OPEs 清单，为相关部门进行 OPEs 风险管控提供科学依据；同时首次系统阐释了 OPEs 暴露诱导老年人糖代谢紊乱的分子生物学机制，丰富和拓展了对2型糖尿病环境病因学分子基础的认知（图3）。

图3. OPEs 暴露驱动老年人2型糖尿病发生的生物学机制示意图

论文信息：

Ding E, Deng F, Fang J, et al. Association between Organophosphate Ester Exposure and Insulin Resistance with Glycometabolic Disorders among Older Chinese Adults 60-69 Years of Age: Evidence from the China BAPE Study. Environ Health Perspect. 2023 Apr;131(4):47009. doi: 10.1289/EHP11896.

作者介绍

论文通信作者——唐宋，研究员，硕士生导师，中国疾病预防控制中心环境所环境毒理学室主任/学科带头人。研究方向为暴露组学和环境毒理学。主持国家自然科学基金重点额度专项/面上/青年项目、国家重点研发计划子课题等科研项目 10 余项。在 Sci Bull、Environ Health Perspect、Environ Sci Technol、Environ Int 等发表 SCI 论文 100 余篇。兼任南京医科大学全球健康中心 PI。

论文通信作者——施小明，研究员，博士生导师，中国疾病预防控制中心环境所所长，国家杰出青年科学基金获得者。研究方向为慢性病流行病学，聚焦环境健康、老年健康。主持国家级科研项目 10 余项。在 BMJ、Nature Aging、Lancet Public Health、JACC、Environ Health Perspect、Age and Ageing、中华预防医学杂志等期刊发表原创性研究论文 300 余篇。获第二十届吴杨奖，入选国家百千万人才工程，获国务院政府特殊津贴。

论文第一作者——丁恩民，中国疾病预防控制中心流行病与卫生统计学博士研究生，江苏省疾病预防控制中心职业病防治所主治医师。研究方向为新污染物健康人群效应和暴露组学。博士期间在 Environ Health Perspect、Hum Genomics 等期刊发表 SCI 论文 6 篇。

转自：“科研圈”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！