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近日,《表型组学(英文)》(Phenomics)在线发表“Cohort Profile: Precision Environmental Health Cohort of Healthy Undergraduates”的观点性论文。
该论文聚焦“健康大学生精准环境健康队列(Precision Environmental Health Cohort of Healthy Undergraduates, PEHCHU)”,通过对该队列进行连续重复测量研究设计,为解析个体环境化学物质暴露的变异性、影响因素及早期健康效应提供了重要基础。
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论文DOI链接:
https://doi.org/10.1007/s43657-024-00215-4
论文引用格式:
Li, Y., Mei, Y., Zhao, J. et al. Cohort Profile: Precision Environmental Health Cohort of Healthy Undergraduates. Phenomics (2025). https://doi.org/10.1007/s43657-024-00215-4
研究背景
精准医学的发展推动了对个体生物标志物和疾病机制的深入探索,但环境暴露作为影响健康的关键因素,其个体水平的精准特征(即 “精准环境健康”)仍有待阐明。传统环境流行病学研究多依赖单次或间隔采样,难以捕捉环境暴露的时空动态变化,易导致暴露错分。此外,饮食、心理状态等因素对“暴露—健康”关联的影响也尚未得到充分控制。
研究结果
为填补这一空白,研究团队设计并实施了PEHCHU队列,通过长期跟踪健康大学生的尿液样本及多维度数据,系统探索人体环境化学物质的变异性、潜在决定因素及早期健康效应。
PEHCHU队列的核心优势在于其“连续重复测量研究设计”,并巧妙结合真实生活场景,实现了对环境暴露动态变化的精准捕捉:
一、连续密集采样,解析暴露变异性
队列在约2年时间内开展4次随访,采用连续多天收集晨尿样本的方式(最长35天),替代传统间隔采样,精准捕捉个体内环境化学物质的日内、周内变异,显著降低暴露误分类风险。4次随访共收集60名健康大学生超过3500份尿液样本,样本采集率高达99%,为分析暴露轨迹提供了扎实数据。
研究设计图
二、利用自然场景,控制变量
(1)Wave 1(2019年9-10月):将40名参与者从空气污染较重的保定市迁移至空气质量较好的北京市密云区,通过标准化饮食和活动控制,探究短期环境变化对健康的影响;
(2)Wave 2(2019年12月):于冬季(保定空气污染高发期)及学生备考高压期开展随访,同步收集心理状态数据,分析季节、心理因素与暴露水平的关联;
(3)Wave 3(2020年9-10月):针对学生居家近一年后返校的场景,结合校园封闭政策(统一饮食、禁止外出),追踪长期环境转换后的内暴露变化;
(4)Wave 4(2021年5月):利用长期封校环境,在外部暴露高度一致的条件下,聚焦个体内暴露差异的固有特征。
三、多维度数据整合
除尿液样本外,队列同步收集人体测量指标、体检数据(如血压、心率)、行为生活方式信息(饮食、吸烟、运动、睡眠)、心理量表(抑郁、压力评分)及外部环境暴露数据(如空气污染物),为“暴露—健康”关联分析提供多层面支撑。
研究结果
目前,基于该队列的首项研究已探讨了膳食农药暴露评估的最佳采样策略,发现3天膳食调查可较精准地预测高暴露人群,为同类研究的设计提供了参考。
研究意义
PEHCHU队列的创新之处在于,其首次通过长期连续重复测量设计,系统聚焦环境污染物浓度与变异性的健康效应。高依从性人群(医学生)的参与确保了数据质量,而自然干预场景的利用则为控制混杂、解析真实环境下的暴露机制提供了独特视角。未来,随着尿液代谢组学、更多环境化学物质(如邻苯二甲酸酯、多环芳烃)检测的推进,该队列将为精准环境健康研究提供更丰富的证据。
研究局限
需注意的是,该队列样本为年轻高学历人群,结果外推至普通人群时需谨慎;且研究未纳入血液、头发等生物样本及表观遗传因素,可能限制了暴露评估的全面性。这些局限将在后续研究中进一步完善。
Summary
Biomonitoring of exposure, utilizing matrices such as blood, urine, breast milk, hair, and saliva among others, proves to be a valuable tool for assessing environmental exposures. Taking into account the convenience and accessibility of sample matrices, we conducted a two-year longitudinal tracking study involving 60 university students, collecting their continuous and extensive urine samples as a sample foundation to explore individual precise environmental exposure profiles. Importantly, we implemented natural intervention measures and utilized school lockdown policies in specific waves to control participants’ dietary intake at the study design level, thus mitigating the impact of diet on environmental chemicals. Furthermore, we extensively collected various domains of information, including anthropometric measurements, physical examination, behavioral and lifestyle data, and so on. Finally, this project is named as Precision Environmental Health Cohort of Health Undergraduates (PEHCHU), with the purpose of exploring the variability and precision changes of environmental chemicals in humans, their potential determining factors, and relevant health effects in the early stage.
作者简介
通讯作者
李昂,河北医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学教研室。医学博士,博士后。2022年首批入选“协和青年学者”计划,2025年入选北京市“高创计划”青年人才托举工程。主要从事环境流行病学研究工作,目前以第一作者或通讯作者(含共同)发表研究论文30余篇。作为项目负责人,主持国家级或省部级科研项目4项。担任The Innovation Medicine,Phenomics,Eco-Environment & Health杂志青年编委,北京市环境诱变剂学会青年委员,北京慢性病防治与健康教育研究会科研管理专业委员会委员。
第一作者
李雁冰,深圳市慢性病防治中心科教科。医学博士,毕业于北京协和医学院基础学院流行病与卫生统计学系,在校期间获优秀毕业生、优秀研究生等荣誉称号。主要从事环境与慢性病交叉领域的研究工作,研究方向包括新污染物的心血管健康效应、重金属暴露的风险评估及健康影响等。目前以第一作者(含并列)在Environmental Research等期刊发表SCI论文7篇,累计发表SCI论文23篇,总被引297次,单篇最高被引69次。参与省部级慢性病队列的现场调查与数据采集工作,累计完成近4000人次流行病学调查任务,具备丰富的现场开展能力。担任Environmental International、Environmental Research、Journal of Environmental Science等期刊审稿人。
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