近日，上海交通大学公共卫生学院汪一心研究员联合国际团队，利用美国国家健康与营养调查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）数据分析了消毒副产物暴露对儿童青少年骨密度以及中老年骨关节炎患病的影响，发现饮用水三卤甲烷暴露不仅可能会导致儿童青少年骨密度减少，而且会增加中老年人骨关节炎发生风险。研究成果首次揭示了日常用水活动过程中暴露于消毒副产物可能会损害人体骨骼健康，对于骨骼相关疾病的预防具有重要的科学意义。研究结果相继在线发表在环境与健康领域高水平期刊Environmental Science & Technology（IF=11.4)。
消毒副产物（Disinfection By-Products，DBPs）是在自来水处理过程中， 消毒剂（氯、氯胺等）与水中天然有机物或无机物发生化学反应而生成的一系列化合物。DBPs多达百余种，其中以三卤甲烷(Trihalomethanes，THMs)和卤代乙酸(Haloacetic acid，HAAs)含量最高，分别占比所有消毒副产物的66%和27%。人群可通过饮水、洗浴、游泳等用水活动暴露消毒副产物。毒理学研究发现三卤甲烷和卤代乙酸具有致癌、致畸、致突变等作用，因此并被世界卫生组织列为2B类致癌物。汪一心研究团队(Reproductive and Environmental Nexus for Extended Wellness，RENEW Lab)聚焦研究消毒副产物的生殖健康及远期健康效应，相继建立了华中生殖中心横断面研究和精子库队列，以血液三卤甲烷和尿液卤代乙酸浓度为个体内暴露标志物，发现消毒副产物暴露可能会导致男性精液质量参数下降、精子DNA损伤、细胞凋亡、精子线粒体拷贝数减少和端粒长度缩短。为深入研究消毒副产物对妊娠结局的影响，该团队还在华中地区建立了消毒副产物队列，在国际上首次报道了不同孕期消毒副产物暴露可导致孕期氧化应激水平上升、小于胎龄儿发生风险增加、胎儿神经发育受损和宫内发育迟滞。为进一步探讨消毒副产物暴露的远期健康效应，RENEW Lab进一步利用美国NHANES数据库，在国际上首次报道了三卤甲烷暴露可能会导致青少年超敏反应、哮喘和肺功能低下，以及成年甲状腺功能紊乱、肿瘤死亡风险增加。研究成果已陆续发表在环境或医学领域高水平期刊，如Eur Respir J（2篇, IF=24.3）、EHP（IF=10.3）、ES&T（6篇, IF=11.4）、Environ Int（3篇, IF=11.8）、J Hazard Mater （IF=13.6）等。
已有毒理学研究提示消毒副产物亦可损害骨骼健康，但相关人群研究十分匮乏。为探索消毒副产物对儿童青少年骨密度的影响，RENEW Lab联合国际团队纳入2497名12-19岁青少年，使用多元线性回归模型分析了青少年血液和家庭自来水中三卤甲烷浓度与腰椎和全身骨密度之间的关联，发现个体血三氯乙酸、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和总三卤甲烷浓度每增加2.7倍，腰椎骨密度 z-score 分别减少?0.06(95% CI: ?0.12, ?0.01)、?0.16(95% CI: ?0.11, ?0.003)、?0.08(95% CI: ?0.14, ?0.02)和?0.07(95% CI: ?0.13,?0.003)；个体血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和氯代三氯甲烷浓度每增加2.7倍，全身骨密度 z-score 分别减少?0.10 (95% CI: ?0.17, ?0.02)、?0.10(95% CI: ?0.17, ?0.03)和 ?0.11(95% CI: ?0.20, ?0.01)。家庭自来水三卤甲烷浓度预测个体血三卤甲烷浓度的准确性较差，仅发现自来水一氯二溴甲烷浓度升高与全身骨密度 z-score 降低之间存在剂量反应关系。
为探索消毒副产物对中老年人骨关节炎的影响，RENEW Lab联合国际团队共纳入4077名年龄50岁以上的中老年人，并使用多元logistic回归分析了个体血THM浓度与骨关节炎风险、炎症和氧化应激指标之间的关联，发现血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴代三卤甲烷浓度升高与骨关节炎发生风险增加之间存在剂量反应关系[OR分别为1.46(1.09?1.94),1.53(1.15?2.04) 和1.35( 0.97?1.88)]。此外，还发现血二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴代三卤甲烷浓度升高与血清氧化应激标志物γ -谷氨酰转移酶水平增加之间存在剂量反应关系。
上海交通大学公共卫生学院环境健康系汪一心研究员为两篇论文的独立通讯作者。其他作者包括上海交通大学医学院附属上海市第六人民医院孙杨研究员、哈佛大学陈曾熙公共卫生学院Carmen Messerlian教授和Yu Zhang博士、以及西班牙格拉纳达大学Vicente Mustieles博士等。RENEW Lab聚焦环境/生殖流行病学，已发表第一/通讯作者论文百余篇，如BMJ(3)、JAMA Intern Med、Eur Respir J(2)、Eur Heart J、JACC、EHP(3)等。
课题组常年招收硕/博士、博士后，欢迎垂询（E-mail: yixin_wang@shsmu.edu.cn）。
文章链接：
Sun Y, Wang YX, Qian D, Mustieles V, Zhang Y, Messerlian C. Blood Trihalomethane Concentrations and Osteoarthritis among U.S. Population Aged over 50 Years. Environ Sci Technol. 2023 Oct 31;57(43):16166-16175. doi: 10.1021/acs.est.3c01495. Epub 2023 Oct 18. PMID: 37852642.
Sun Y, Wang YX, Liu C, Mustieles V, Pan XF, Zhang Y, Messerlian C. Exposure to Trihalomethanes and Bone Mineral Density in US Adolescents: A Cross-Sectional Study (NHANES). Environ Sci Technol. 2023. doi: 10.1021/acs.est.3c07214.
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