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新研究揭示PM2.5中關(guān)鍵毒性組分
作者：甘曉      來源：中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
在國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“大氣細顆粒物的毒理與健康效應(yīng)”（以下簡稱重大研究計劃）支持下開展的一系列新研究，系統(tǒng)揭示了大氣細顆粒物（PM2.5）的關(guān)鍵毒性組分、來源及人體內(nèi)暴露情況，為未來毒性組分引導(dǎo)的源頭精準控制提供了支撐。
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員劉倩向《中國科學(xué)報》介紹，準確識別PM2.5中的關(guān)鍵毒性組分被認為是找到健康導(dǎo)向下精準管控的“牛鼻子”，然而該領(lǐng)域一直面臨重大挑戰(zhàn)。
為破解這一難題，在重大研究計劃支持下，科學(xué)家從兩個維度設(shè)計研究路線。一方面，從不良健康結(jié)局出發(fā)，在毒性機制驅(qū)動下提出效應(yīng)導(dǎo)向分析策略，山西大學(xué)教授桑楠團隊和中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員曲廣波等基于自主研發(fā)的高通量多功能成組毒理學(xué)平臺等開展了系列研究。比如，揭示了PM2.5中苯基化合物是導(dǎo)致抑郁行為的關(guān)鍵毒性組分。另一方面，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員阮挺、高麗榮等直接從PM2.5出發(fā)，基于色譜-高分辨質(zhì)譜的高通量非靶向篩查方法識別出18類359種未知的關(guān)鍵毒性組分，實現(xiàn)了對北京PM1中大于10000種有機物動態(tài)變化的同時監(jiān)測。
此外，重大研究計劃科研團隊基于同位素示蹤技術(shù)、分子指紋特征、大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)等開發(fā)了PM2.5中關(guān)鍵毒性組分的精準溯源方法，并系統(tǒng)研究了PM2.5中六氯丁二烯、多氯萘、鹵代咔唑、苯基化合物等關(guān)鍵毒性組分的工業(yè)來源與排放特征，為未來毒性組分引導(dǎo)PM2.5精準防控提供了重要科學(xué)支撐。
在PM2.5人體內(nèi)暴露方面，傳統(tǒng)關(guān)于PM2.5進入生物體的認識主要基于模式動物得出。在重大研究計劃的支持下，研究團隊揭開PM2.5人體暴露的“黑箱”，首次在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了形貌和組成復(fù)雜的外源超細顆粒物，如含汞、含鈦、含鐵顆粒，并通過同位素技術(shù)追蹤，確認其主要來源于外部高溫燃燒源。
更為重要的是，研究揭示了顆粒物對生物屏障的破壞作用。特別是在血腦屏障受損時，細顆粒物可能進入大腦，進一步加劇神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)展。除此之外，顆粒物在血液、胎盤、眼表等多種人體部位的高豐度分布，提示其對健康風(fēng)險具有全身性和系統(tǒng)性影響。
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