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科学家强调曝光研究的潜力

科学家强调曝光研究的潜力

在过去的20年里,基因组学改变了健康科学,为人类疾病的遗传风险因素提供了洞见。基因组学革命虽然强大,但也揭示了基因决定因素的局限性,基因决定因素只占总疾病风险的一小部分。《科学》(Science)杂志上的一篇新文章认为,需要进行类似的大规模努力,通过解释暴露(定义为我们对化学污染物等环境因素的累积暴露),来确保更全面地了解疾病风险。

哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的研究人员撰写的这篇文章;荷兰乌得勒支大学;卢森堡大学;东北大学回顾了在评估暴露的组成部分及其对人类健康的影响方面的进展。

“我们的基因不是我们的命运,它们也不能提供我们患病风险的完整图景,”资深作者Gary Miller博士说,他是哥伦比亚邮差学院研究战略与创新副院长和环境健康科学教授。“我们吃什么、做什么、经历、生活和工作地点也会影响我们的健康。”

第一作者、乌得勒支大学(Utrecht University)环境流行病学和暴露学教授罗尔?维尔穆伦(Roel Vermeulen)表示:“导致疾病的非遗传风险负担中,只有不到一半被考虑进去,这表明环境风险因素的存在,而接触这些因素在很大程度上是可以预防的。”“随着越来越多的人认识到非遗传因素在疾病中扮演的重要角色,我们需要协调一致的国际努力,在可与人类基因组相媲美的规模上描述暴露基因组。”

什么是曝光?

科学家克里斯托弗·怀尔德(Christopher Wild)在2005年提出了这个概念,用来代表环境、非遗传、健康和疾病的驱动因素。这些暴露并不局限于通过空气、水或食物等方式进入我们身体的数千种化学物质,还包括我们的身体对环境的反应,包括建筑环境和社会环境,比如炎症、氧化应激、感染和肠道菌群。

拥抱的复杂性

传统上,我们对化学品健康影响的理解来自于流行病学和毒理学研究,这些研究一次分析一种或少量污染物。“然而,我们接触到的并不是少量化学物质的简单相加,”作者写道。为了更全面地了解环境暴露,科学家们开始采用全环境关联研究(EWAS),它相当于全基因组关联研究(GWAS)。与GWAS互补的是,EWAS研究利用高分辨率质谱(HRMS)来测量来自环境的小分子,如空气污染、杀虫剂、增塑剂和阻燃剂,以及营养物质和生物代谢物。

“一个简化的方法可能会孤立单个变量的作用,但它将不能充分地捕获说明的复杂性,”作者写道。“理解暴露对我们健康的作用的挑战不仅在于我们日常生活中大量的化学物质暴露,还在于它们与细胞相互作用的复杂方式。”

扩大

暴露研究面临的挑战之一是,参与非遗传环境暴露研究的人数仍然相对较低。样本量需要超过100,000才能解释常见慢性疾病的基因组遗传性的很大一部分。作者假定,未来的环境研究需要类似甚至更大的样本量。在这个方向迈出的一步,正在努力创建一个人类Exposome项目代表环境和生物暴露对数以万计的人来说,足以识别最普遍和最强的化学风险因素,虽然需要更大规模的研究来理解许多Exposome因素相结合的影响。除了样本量,作者还呼吁在筛选技术和数据资源方面进行改进,以识别关联;网络理论,阐明化学环境的星座及其生物学后果;并在独立研究中运用复制和方法建立因果关系。

政策和个性化医疗的曝光性研究

大规模的暴露体研究将为管理机构提供那些对健康有最大负面影响的化学物质的新信息。作者写道:“如果系统分析显示,暴露于目前批准的或潜在的替代化学品对人体健康有重大不良影响,那么这些化合物应该从市场上消失。”此外,关于已知受到干扰的特定生物途径的化学物质种类的影响的数据可以帮助设计对人类健康和环境影响最小的新化合物。“目前的研究方法和监管政策未能解决我们这个世界的化学复杂性,”作者写道。

在医学领域,更完整的信息nongenetic因素的影响和化学暴露也会使建立exposome风险评分(ERS)类似于多基因风险评分(PRS)能给个人和他们的临床医生更好地理解发展中某些疾病的可能性。

“整合来自GWAS(全基因组关联研究)和EWAS(全环境关联研究)的知识,”作者总结道,“将使我们能够绘制基因和环境的界面,这是先天与后天、化学与生物相遇的地方。”

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