中國網／中國發(fā)展門戶網訊  解析研究環(huán)境與健康的關系是當前全球環(huán)境科學研究的熱點和難點。根據世界銀行和世界衛(wèi)生組織（WHO）有關統(tǒng)計數據，世界上?70%?的疾病和?40%?的死亡人數與環(huán)境因素有關，多種與環(huán)境污染密切相關的疾病顯著上升。惡性腫瘤等重大疾病發(fā)病率和死亡率呈逐年增加趨勢。因此，研究解析環(huán)境與健康的關系，探尋環(huán)境致病的原因及機理是當務之急，也是全球環(huán)境科學研究的熱點和難點。

我國環(huán)境污染的自身特點亟待環(huán)境與健康領域的理論方法創(chuàng)新。我國在環(huán)境健康領域的研究基礎十分薄弱。由于經濟快速發(fā)展，發(fā)達國家百年發(fā)展過程經歷的不同污染階段所產生的健康問題在我國集中顯現(xiàn)，不僅污染所致健康危害機制亟待闡明，而且污染的環(huán)境暴露規(guī)律亦不清晰。由于我國當前環(huán)境污染的自身特點——傳統(tǒng)污染與新型污染并存、常量污染與痕量污染均不可忽略、復合污染問題非常突出，我國污染所致的健康危害亦與發(fā)達國家存在顯著差異。這種特殊性決定了我國的環(huán)境與健康關聯(lián)機制研究不能照搬國外研究模式。因此，理論與方法創(chuàng)新是我國環(huán)境與健康研究面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

污染導致健康危害雖已獲得共識，但污染引發(fā)代謝異常和腫瘤等環(huán)境相關疾病的分子機制仍是一個國際性科學難題。1996?年，Colborn?等就在《失竊的未來》（Our Stolen Future）一書中討論了污染物在環(huán)境生物體內誘導的內分泌干擾效應。在環(huán)境與健康研究領域，進入機體的污染物對相關毒性通路的擾動和早期危害是國際公認的污染致病起點。由于現(xiàn)有的科研水平在污染物與受體蛋白、遺傳物質等生物分子的交互作用，以及連接污染與健康的關鍵環(huán)節(jié)上認識嚴重不足，科研人員難以將環(huán)境污染與特定疾病發(fā)生關聯(lián)。2007?年，美國國家研究委員會發(fā)布了《21?世紀毒性測試：愿景與策略》（Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a Strategy），提出了全新的毒理學研究思路與毒性測試戰(zhàn)略，指出毒性測試應以整體動物試驗為基礎，向細胞體外測試與計算毒理相結合的方法轉變，探求污染與生物分子交互作用及其對關鍵毒性作用通路的擾動機制——這是未來破解環(huán)境與健康因果奧秘的關鍵。

全球環(huán)境與健康領域的研究熱點

環(huán)境暴露的復雜性和環(huán)境污染物的復合效應給環(huán)境與健康研究提出了新挑戰(zhàn)。真實的人體環(huán)境暴露均是污染物的混合暴露方式。例如，大氣細顆粒物（PM2.5）就是一種典型的環(huán)境混合物，而不同國家和區(qū)域在不同經濟發(fā)展階段的?PM_2.5?污染組成是有顯著差異的，這就給環(huán)境與健康研究提出了新挑戰(zhàn)。美國國立衛(wèi)生研究院國家環(huán)境衛(wèi)生科學研究所將闡明環(huán)境污染物混合暴露的健康效應作為其未來優(yōu)先研究重點。

當前，暴露組和暴露組學成為環(huán)境健康領域新的研究熱點。將“自上而下”的外暴露污染譜法和“自下而上”的基于基因組、代謝組等的生物標志物法有機整合是未來暴露評價研究的方向。由于疾病發(fā)生是一個長期過程，暴露組研究不僅涉及內、外暴露種類和劑量的問題，還涵蓋了暴露時間尺度上的延伸。全基因組關聯(lián)研究（GWAS）在疾病產生機制中已被廣泛應用，而環(huán)境關聯(lián)研究（EWAS）給環(huán)境與健康研究提供了新思路。如何將?GWAS?和?EWAS?相互結合，從而深入剖析基因與環(huán)境間的相互作用是目前研究的一個熱點。利用上述方法，在環(huán)境污染-區(qū)域疾病相關性研究中已取得了一些進展。例如，在?Ⅱ?型糖尿病的研究中成功找到了一些相關的環(huán)境暴露因素。

整合從微觀到宏觀等不同層次技術，發(fā)展污染-健康相關性解析新方法。污染與健康的關系并非僅僅是污染物與相關基因相互作用那么簡單。例如，印度次大陸因濫用雙氯芬酸引發(fā)的鼠疫爆發(fā)和狂犬病流行，并非源于污染物與人體的直接作用，而是由于該獸藥使用導致禿鷲種群銳減造成了鼠災泛濫。這種污染物通過影響食物鏈產生的生態(tài)效應可能對疾病的暴發(fā)產生重大的影響。因此，面對環(huán)境與健康研究的新挑戰(zhàn)，不僅需要發(fā)展能夠解析微觀作用、個體效應、人群影響乃至生態(tài)后果的不同層次的污染-健康相關性解析新方法，而且應該將不同層次技術相互整合。

我國環(huán)境與健康研究面臨的機遇與挑戰(zhàn)

環(huán)境化學與生命科學的交叉為環(huán)境健康研究提供了新的機遇。由于細胞內遺傳物質突變的逐步累積最終會導致惡性腫瘤的發(fā)生，與污染物相關的?DNA?損傷與修復研究一直是領域前沿。暴露于污染物的細胞均會發(fā)生一定程度的氧化應激，而活性氧自由基可引發(fā)遺傳變異并與人類腫瘤發(fā)生緊密相關。早在數十年前，歐美等發(fā)達國家即在國家層面部署了環(huán)境與健康戰(zhàn)略研究計劃，并投入大量資金支持相應的基礎和應用研究，以保障公眾健康。世界有關國家的環(huán)境與健康研究為我國實施相關計劃提供了寶貴的經驗。

2014?年中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B?類）“典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機制”批準設立。之后，以中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心為牽頭單位的研究人員在有機物致核酸氧化損傷新機制上取得了一系列創(chuàng)新成果。研究發(fā)現(xiàn)，以碳為中心的醌酮自由基能直接與重要的生物大分子（如?DNA、蛋白質和脂類）交聯(lián)而產生毒性^]。這一全新的有機污染物致核酸氧化損傷的機制可適用于氯代苯酚、橙色劑和溴代阻燃劑等可通過體內代謝或化學脫鹵生成多鹵取代醌的環(huán)境污染物。目前，“典型污染物的環(huán)境暴露與健康危害機制”專項將污染暴露所致的表觀遺傳修飾變異作為揭示污染—健康危害因果關系的一個新突破口；這也是環(huán)境科學和生命科學研究前沿和熱點的學科交叉的又一個典型案例。2020?年全球新冠肺炎疫情的暴發(fā)，值得我們深刻地反思。我國在經歷了最初的新冠肺炎疫情陣痛之后，迅速在全國范圍內進行了全面防疫部署。通過科學防治、精準施策，目前疫情已經基本上得到了控制，這體現(xiàn)了我國政府對于生命健康的尊重與擔當。然而，全球仍在發(fā)展的疫情正在對人類的生命安全和未來發(fā)展產生持續(xù)影響，同時也對環(huán)境與健康的內在關聯(lián)機制研究提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

新冠病毒的傳播與環(huán)境暴露途徑有著密切聯(lián)系。當前已有研究證明新冠病毒的生存能力與溫度、濕度等環(huán)境因素密切相關，而其感染途徑可通過呼吸道飛沫傳播、氣溶膠傳播，甚至冷鏈傳播等多種暴露途徑。深入認識和理解新冠病毒的環(huán)境暴露途徑，結合環(huán)境流行病學信息的系統(tǒng)比較，揭示病毒環(huán)境暴露與疾病暴發(fā)內在關聯(lián)機制，識別環(huán)境因素對病毒變異的分子學機制等相關研究，將對完善新冠肺炎疫情的防治措施，有效防控新冠肺炎疫情繼續(xù)蔓延，確保人類健康與經濟協(xié)調發(fā)展具有重要意義。

環(huán)境與健康問題的高度復雜性決定了其研究必然是多學科交叉的前沿領域，需要具有多元知識結構的研究團隊集中攻關方能取得重大突破。然而，我國環(huán)境與健康領域各個學科間缺乏合作與溝通，研究力量分散，致使目前的工作缺乏系統(tǒng)性，未能將環(huán)境暴露、毒理和疾病緊密聯(lián)系起來，難以揭示典型污染物環(huán)境暴露與健康危害機制。長遠來看，我國的環(huán)境健康研究需要聚集和吸引優(yōu)秀科學家形成集群優(yōu)勢持續(xù)攻關，為我國區(qū)域高發(fā)疾病的環(huán)境污染尋因和健康保障技術的研發(fā)奠定理論與方法基礎。（作者：宋茂勇 江桂斌，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心；《中國科學院院刊》供稿）

相關文章