空气污染是全球疾病负担和过早死亡的重要环境风险因素之一。其中,细颗粒物(PM2.5)与多种不良健康结局密切相关,而PM2.5的金属组分是其健康危害的重要贡献者。PM2.5的金属组分暴露水平会受个人活动模式与微环境显著影响,但当前对PM2.5金属组分的个体暴露水平及其健康影响仍缺乏充分认识。

近日,北京大学青藏高原研究院以及西藏大学高原生态环境与健康院士专家工作站的朱彤、布多教授团队及合作指导的北京大学—西藏大学联合博士后张译丹博士,在环境领域权威期刊Environmental Science & Technology发表了依托一项环境流行病学定组研究 “SCOPE”,提出并应用“个体PM2.5金属暴露组(personal PM2.5 metal exposome)”的研究成果。该研究共纳入120名老年受试者,开展共计530次健康随访;在每次随访中,均对受试者开展为期一天的个体暴露监测,从而获得其PM2.5金属组分的个体暴露水平。

研究采用微区同步辐射X射线荧光(μ-SRXRF)技术,对个体PM2.5金属组分进行高通量定量,并进一步分析PM2.5金属组分暴露水平的影响因素。同时,研究整合多种与健康相关的生物标志物,以炎症相关指标为重点,系统评估多金属联合暴露的潜在炎症健康效应,并探索不同金属之间的协同作用,为机制研究提供了新的证据。
研究结果显示,在与地铁微环境相关的暴露情景中,多种PM2.5金属组分的个体暴露水平显著升高,例如,铁(Fe)、铜(Cu)和锰(Mn)等。这表明个体暴露“短时长、高峰值、封闭空间”的特征可带来不可忽视的健康风险。研究发现砷(As)可能在促炎反应中发挥关键作用,部分过渡金属可能在炎症过程中表现出协同作用。

该研究成果以“Personal PM2.5-bound metal exposure profiles and their associations with inflammatory biomarkers among older adults in Beijing”为题发表在Environmental Science & Technology,并被选为补充封面(Supplementary Cover)。论文共同第一作者为北京大学环境科学与工程学院博士后张译丹博士和英国帝国理工学院博士后韩逸群博士;通讯作者为朱彤教授。本研究获得国家自然科学基金项目(42588101)资助,并通过北京大学生物医学伦理委员会审批(IRB00001052-13024)。中国科学院高能物理研究所北京同步辐射装置(BSRF)4W1B工作人员在μ-SRXRF测量与数据处理方面给予了支持。
论文信息:
Yidan Zhang, Yiqun Han, Yanwen Wang, Wu Chen, Teng Wang, Yifan Xu, Weiju Li, Xinghua Qiu, Mei Zheng, Duo Bu, Tong Zhu, Personal PM2.5-bound metal exposure profiles and their associations with inflammatory biomarkers among older adults in Beijing. 2026, 60:17718-17726
https://doi.org/10.1021/acs.est.6c01853