关于环境颗粒物污染对尿液中多氟烷基物质短期影响的最新见解：一项基于专家小组的研究视角

《Atmospheric Pollution Research》：Novel insights into the short-term impacts of ambient particulate matter pollution on urinary per - and polyfluoroalkyl substances: A perspective panel study

短期PM暴露与PFAS尿液水平显著正相关，女性和久坐者更明显，而PM1-2.5呈负相关。

　　

姜婷婷|周欣|沈月|谢青秀|王群安|林志静

公共卫生学院毒理学系；安徽医科大学安徽高等教育机构环境毒理学重点实验室，中国合肥230032

摘要

目前关于环境颗粒物（PM）暴露与全氟和多氟烷基物质（PFAS）之间短期关联的证据有限。为了评估PM对PFAS水平的即时影响，我们进行了一项纵向重复测量研究，2021年8月至10月期间对40名大学生进行了四次随访。通过早晨第一次排尿样本量化了PFAS的浓度，并进行了肌酐校正。PM₁、PM_1-2.5、PM_2.5、PM_2.5-10和PM₁₀的浓度数据来自一个固定监测站。应用线性混合效应模型来评估这些关联。总体而言，PM₁、PM_2.5、PM_2.5-10和PM₁₀的暴露与多个滞后时期的PFAS水平升高显著相关。例如，PM_2.5浓度在24小时滞后时每增加10微克/立方米，全氟戊酸（PFPeA）的水平增加0.170%（95%置信区间：0.030, 0.309），全氟辛酸（PFOA）增加0.105%（0.019, 0.190），全氟丁烷磺酸（PFBS）增加0.213%（0.058, 0.367），全氟辛烷磺酸（PFOS）增加0.305%（0.197, 0.413）。暴露-反应曲线显示，随着PM浓度的升高，PFAS水平也呈一致上升趋势。即使在考虑了共污染物后，这些关联仍然具有统计学意义。在女性和报告没有进行体育活动的个体中观察到了更强的关联。相比之下，PM_1-2.5与PFAS之间存在负相关。总体而言，这些发现提供了新的证据，表明短期暴露于大多数大气颗粒物（排除PM_1-2.5）可能会提高尿液中的PFAS水平。

引言

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是由于其环境持久性、生物累积潜力和已记录的毒性而备受科学界和公共卫生界关注的持久性有机污染物（Jane等人，2022；Kurwadkar等人，2022；Wee和Aris，2023；Wen等人，2023）。它们在工业应用和消费品中的广泛使用导致水、土壤和大气的普遍污染（Alam等人，2025；Giesy和Kannan，2002）。最近的一项综合综述强调了这些“永久性化学物质”的环境普遍性和管理这些物质的持续挑战（Wang等人，2020）。PFAS经常在室内和室外空气中的气态和颗粒态中被检测到，代表了人类吸入暴露的重要途径（Barber等人，2007；Yu等人，2020）。流行病学和毒理学研究将PFAS暴露与一系列有害健康影响联系起来，包括肝脏和肾脏毒性（Haruna和Obeng-Gyasi，2024；Palazzolo等人，2022）、免疫毒性（Bline等人，2024）、生殖毒性（Ding等人，2020）、神经毒性（Nannaware等人，2024）以及潜在的致癌性（Steenland和Winquist，2021；Winquist等人，2023）。鉴于生物监测研究表明普通人群中几乎普遍存在PFAS暴露（Webster等人，2016b），识别和表征所有重要的暴露途径及其调节因素（包括环境刺激因素，Wang等人，2018；Xie等人，2024）是推进风险评估和公共卫生保护的关键优先事项。

颗粒物（PM）是一种重要的环境压力源（Kim等人，2015；Lin等人，2022b），已被明确与心血管疾病、生殖毒性和癌症的风险增加有关（Chen等人，2024a；Karimi和Samadi，2024；Song等人，2023）。尽管许多流行病学证据依赖于与有限选择的PM粒径分数的关联，导致结果不一——但越来越多的研究也将PM暴露与血清和尿液样本中测量的亚临床标志物的变化联系起来（Wang等人，2022；Yang等人，2018；Hu等人，2022；Li等人，2021；Luo等人，2022）。此外，大量文献表明PFAS作为暴露变量具有多种毒理学后果（Ding等人，2020；Du等人，2024；Haruna和Obeng-Gyasi，2024）。值得注意的是，某些PFAS可以附着在大气颗粒物上，这一过程促进了它们的长距离传输，并创造了直接吸入复杂PFAS混合物的途径（Li等人，2026；Li等人，2025）。尽管有这些平行的证据，但迄今为止还没有研究直接调查实时多组分PM暴露与人体内PFAS水平之间的联系。因此，研究短期（例如，每小时和每天）PM暴露与尿液中PFAS的关系是必要的，以阐明PM吸入是否构成这些持久性污染物的一个重要且及时的暴露途径。虽然生物监测和环境研究已经证实了PFAS在人类尿液和大气颗粒物中的存在，但在动态连接这两个观察结果方面仍存在关键的研究空白（Kee等人，2024；Kourtchev等人，2022）。目前的人类研究主要评估长期体内负担（Kourtchev等人，2022；Yao等人，2023），无法将暴露归因于特定的短期来源或途径。因此，目前尚不清楚急性吸入含PFAS的颗粒物是否以及如何影响短期的药代动力学和尿液排泄模式。

除了建立时间联系外，理解潜在的生物学机制也至关重要。我们提出了几种可能的生物学机制，通过这些机制，短期PM吸入可能会干扰尿液中PFAS的排泄。首先，PM吸入已知会引发全身炎症和氧化应激反应（Barbier等人，2023；Li等人，2020），这可能间接影响现有PFAS在肝脏中的代谢和肾脏中的清除。其次，特定的PM成分，如碳质颗粒，可能作为空气中的PFAS或其挥发性前体的载体（Chang等人，2025；Lin等人，2022a），从而可能增强它们在呼吸道的沉积和吸收，从而提供直接的吸入途径。最后，急性PM暴露引起的生理压力可能会暂时改变肝脏和肾脏等关键器官的血流动力学和血液灌注（Aztatzi-Aguilar等人，2021；Sabeti等人，2021），从而调节PFAS的分布和排泄动力学。这些相互关联的假设为我们的研究提供了机制框架，以探讨实时PM暴露与尿液中PFAS水平之间的新型短期关系。

为了解决上述问题，我们在中国的合肥进行了这项纵向面板研究，合肥是一个具有交通、工业和区域交通混合污染特征的代表性发展中大城市。该城市中等但变化较大的PM水平为检测短期暴露与生物反应之间的关联创造了理想的“自然实验”。结合长江三角洲地区普遍存在的PFAS污染背景，这一设置为测试我们的核心假设提供了科学依据。本研究旨在通过调查实时个人PM暴露与随后尿液中PFAS浓度短期波动之间的时间关联，以及评估性别和体力活动状态对潜在效应的修改，来填补这一空白。

研究设计与参与者

这项重复测量面板研究涉及2021年8月至10月期间来自中国安徽省合肥市安徽医科大学的40名符合条件的非吸烟大学生。关于参与者选择标准的详细信息可在我们之前的出版物中找到（Yuan等人，2022）。在整个研究期间，安排了四次每两周一次的随访访问。在基线时，收集了所有参与者的年龄、性别、体重指数（BMI）和体力活动状态等信息。

描述性统计

大多数受试者为女性（75%），平均年龄为24岁，平均BMI为20.3 kg/m²。此外，84.3%的参与者报告在整个研究期间没有进行任何体育活动。

图1总结了PM浓度、天气条件和尿液中PFAS的水平。以0-24小时滞后的平均浓度为例，PM₁、PM_1-2.5、PM_2.5、PM_2.5-10和

讨论

本研究评估了中国合肥一群健康年轻人短期暴露于多种大小的大气颗粒物（PM₁、PM_1-2.5、PM_2.5、PM_2.5-10和PM₁₀）与五种PFAS（PFPeA、PFOA、PFBS、PFHxS和PFOS）尿液浓度之间的关系。我们的发现显示PM暴露与尿液中PFAS水平之间存在显著的正相关，其中PFOS和PFHpA的关联最强。

结论

总之，这项在真实世界环境中进行的纵向重复测量研究提供了新的证据，表明短期暴露于环境PM污染物与尿液中特定PFAS水平的增加有关，显示出近乎线性的暴露-反应关系。我们的发现表明，PM的吸入可能代表了PFAS可检测的短期药代动力学的途径。此外，我们观察到女性和

CRediT作者贡献声明

王群安：监督。林志静：写作——审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金获取、概念化。姜婷婷：写作——初稿撰写、软件使用、方法学设计、研究实施、正式分析。周欣：写作——初稿撰写、正式分析、数据管理。沈月：写作——初稿撰写、验证。谢青秀：数据可视化

未引用的参考文献

Giesy和Kannan，2002；Giles和Koehle，2014；Haruna和Obeng-Gyasi，2024；Jain和Ducatman，2019；Karimi和Samadi，2024；Schlezinger和Gokce，2024；Steenland和Winquist，2021；Wee和Aris，2023。

数据可用性

本研究期间生成和/或分析的数据集可在相应作者处获得，需经安徽医科大学生物医学伦理委员会批准后提供。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（82003424）和安徽医科大学的BSKY科学研究资助（XJ201908）以及基础和临床协作研究促进项目（2020xkjT017）的支持。作者还感谢所有参与这项研究的志愿者的贡献。