环境金属与持久性有机污染物对青少年免疫功能的混合暴露效应研究

　　本研究针对化学混合物对青春期免疫系统影响的研究空白，通过分析980名13-16岁弗拉芒青少年的血液样本，发现多氯联苯（PCBs）、锰（Mn）、铊（Tl）和镉（Cd）与白细胞及其亚型计数的负向关联，提示环境污染物可能引发青少年免疫抑制。研究采用多模型统计策略，为低剂量环境暴露的免疫毒性机制提供流行病学证据。

　　

在当代工业化社会中，青少年不可避免地通过食物链、空气污染和消费品接触多种化学污染物。尽管已有研究表明重金属和持久性有机污染物（POPs）可能干扰免疫系统功能，但关于这些物质在青春期——免疫系统成熟关键期——的混合暴露效应，科学界仍缺乏系统研究。青春期免疫系统的紊乱可能对个体长期健康产生深远影响，而白细胞及其亚型作为免疫状态的重要指标，其水平变化能直观反映炎症或免疫抑制风险。为此，由比利时弗拉芒技术研究院（VITO）领衔的研究团队，在《Environmental Research》上发表了针对弗拉芒青少年环境与健康研究（FLEHS）队列的成果，揭示了金属、多氯联苯和氯化农药等14种环境污染物与免疫标志物的复杂关联。

研究团队整合了FLEHS III（2012-2015）和FLEHS IV（2016-2020）两阶段数据，对980名13-16岁青少年的血液样本进行检测，量化了5种金属（镉Cd、铜Cu、锰Mn、铅Pb、铊Tl）、3种氯化农药（如狄氏剂代谢物OXC）和6种多氯联苯（PCB 118、138等）的暴露水平，并同步分析白细胞总数及中性粒细胞、淋巴细胞等亚型计数。为提升结论稳健性，研究创新性地采用四种统计方法：多元线性回归（MLR）、弹性网络（ENET）、贝叶斯模型平均（BMA）和贝叶斯核机回归（BKMR），以克服传统单污染物模型的局限性。

关键实验方法概述

研究依托弗拉芒地区代表性青少年队列（FLEHS），通过高分辨率电感耦合等离子体质谱（HR-ICP-MS）检测全血金属，气相色谱-质谱联用（GC-ECNI/MS）分析血清中的POPs。免疫参数由全自动血液分析仪（Sysmex Xe-2100）测定。统计建模中，通过稳定性选择和变量包含概率（PIP）筛选关键暴露物，并针对吸烟、膳食等混杂因素进行敏感性分析。

主要研究结果

1. 1.
   污染物与白细胞谱的关联模式
   • •
     中性粒细胞和白细胞总数与铜（Cu）呈正相关（GMR_IQFc=1.02-1.03），而与锰（Mn）和ΣPCB（非二噁英样多氯联苯总和）呈负相关（GMR=0.90-0.96）。贝叶斯模型平均（BMA）显示，Mn每增加一个四分位数间距（IQFc），中性粒细胞计数下降4%（95% CrI: 0.93-1.00）。
   • •
     淋巴细胞计数与铊（Tl）显著负相关，多模型一致提示Tl暴露可能导致淋巴细胞减少（GMR=0.96-0.97）。在排除吸烟者后，镉（Cd）也与白细胞总数降低相关，暗示Cd的独立免疫抑制效应。
2. 2.
   炎症标志物中性粒细胞-淋巴细胞比值（NLR）的响应
   NLR作为系统性炎症指标，与Mn暴露呈负向关联（GMR=0.94-0.97）。这一发现与职业性Mn暴露研究相呼应，提示Mn可能通过调节先天性与适应性免疫平衡影响炎症状态。
3. 3.
   污染物相互作用的复杂性
   二噁英样多氯联苯PCB 118与中性粒细胞正相关，却与嗜碱性粒细胞比例负相关，凸显同类污染物不同构型可能产生迥异免疫效应。BKMR模型未检测到显著非线性或交互作用，但弹性网络（ENET）稳定性选择强化了Mn、ΣPCB等关键变量的重要性。
4. 4.
   性别与人群异质性
   分层分析显示，铜（Cu）对白细胞计数的正向关联仅在男性中显著，而锰（Mn）和ΣPCB的负向关联在两性中一致存在，提示性别特异性免疫调控机制可能参与其中。

结论与意义

本研究通过多模型交叉验证，首次在普通青少年群体中系统揭示环境污染物混合暴露与免疫指标的剂量-反应关系。结果支持非二噁英样PCBs、非必需金属（Tl、Cd）及必需金属Mn的免疫抑制潜力，而Cu可能通过促炎机制提升白细胞水平。尽管效应量处于临床正常范围内，但青春期免疫系统的细微扰动可能增加远期感染易感性或疫苗应答异常风险。研究局限性在于横断面设计难以确立因果关系，且未涵盖全氟化合物（PFAS）等新兴污染物。未来需结合纵向队列与机制研究，深入探索污染物在免疫成熟关键窗口期的联合作用路径。这一成果为制定青少年环境健康干预策略提供了关键流行病学证据。