暨南大学陈达教授团队携手SCIEX在ES&T发布最新研究丨构建靶向暴露组学方法揭示孕早期化学品暴露与妊娠糖尿病风险的关联

近期，暨南大学环境学院暨广东省环境污染与健康重点实验室陈达教授（通讯作者）和黄维副教授（第一作者）和SCIEX合作开发了一项靶向暴露组学方法。该方法随后被应用于一项小型前瞻性妊娠糖尿病研究中，以挖掘新兴污染物暴露与妊娠糖尿病的关联。该成果发表在环境领域国际顶级期刊《Environmental Science & Technology》（中科院JCR 1区，影响因子11.4）发表文章“Target Exposome for Characterizing Early Gestational Exposure to Contaminants of Emerging Concern and Association with Gestational Diabetes Mellitus”。

论文DOI：10.1021/acs.est. 3c04492

环境流行病学研究环境暴露如何影响人类健康^[1]，旨在了解哪种环境因素会导致以及如何导致疾病的发生或发展。但人通常同时暴露于多种低浓度的环境污染物之下^[2]，因此全面评估环境暴露存在相当大的挑战：一是环境污染物种类多、理化性质差异大，导致前处理与检测方法不同，费时又费力；二是适合研究的人体样本稀缺，且取样量少，导致不能有足够的样品量进行多次多个不同方法的检测^[3]。因此目前已有的环境流行病学研究大多只关注于特定一种或几种环境污染物，比如全氟、有机磷酸酯或双酚类化合物等^[4-6]。

为了实现全面评估人体环境暴露情况、探索同时暴露于多种污染物的混合效应，全面广泛地监测生物样本中污染物的存在情况具有重要意义。本研究通过简单的基于液—液萃取的样品前处理与SCIEX Triple Quad^™ 7500 QTRAP^® Ready系统分析相结合，实现血浆中涵盖全氟化合物、有机磷酸酯、紫外线稳定剂、合成抗氧化剂、邻苯二甲酸酯等11个类别共325个新兴污染物的定量。

该方法随后被应用于一项小型前瞻性妊娠糖尿病研究中（包括120例妊娠糖尿病病例和240例匹配的健康对照）。定量结果显示检出率大于70%的目标化合物有33个，反映了孕早期妇女普遍暴露于大量的新兴污染物中。而通过贝叶斯核机器回归（BKMR）模型分析发现，新兴污染物联合暴露与患妊娠糖尿病的风险增加有强相关性，其中对联合暴露效应起最主要作用的有三个化合物——全氟己烷磺酸、二苯胍和富马酸二丁酯。

与传统方法相比，该方法在化学品覆盖度、样品量需求、时间和经济成本等方面具有特殊优势。SCIEX Triple Quad^™ 7500 QTRAP^® Ready系统以其高通量、稳定的分析性能、高灵敏度和高准确度等特点为生物监测、环境暴露组学及环境流行病学研究提供技术支撑。

靶向暴露组学工作流程及其应用于妊娠糖尿病研究中

小结

SCIEX Triple Quad^™ 7500 QTRAP^® Ready系统能够实现一针高通量、高灵敏度、高准确度、高精密度地对生物样本中325种新兴环境污染物的快速分析，是生物监测、暴露组学及环境流行病学等相关研究的一项有力工具。

这主要依赖于SCIEX质谱以下几个优势：

SCIEX Triple Quad^™ 7500 QTRAP^® Ready系统

高灵敏度：OptiFlow™ Pro离子源整合E Lens™技术，以及D Jet离子导向设置使得离子化效率和离子聚焦得以提升，从而实现更高的灵敏度。

高通量但不损失灵敏度：碰撞池梯度电场设计使得质谱工作效率高；高能打拿极脉冲检测器实现快速的正负切换。使得能够在正负切换同时检测325种化合物的同时不损失灵敏度。

抗基质干扰能力强： SCIEX离子源强抗基质干扰能力使得简单的前处理方法也能达到令人满意的基质效应数据。

皮实耐用：离子源主动排废及气帘气的设计使得质谱抗污能力强、稳定性高，数据精密度且重现性好。

软件操作简便快捷：SCIEX OS软件整合了数据采集与分析功能一体，模块化设计简洁易上手，可实现从方法建立、数据采集到数据处理的快速运行。

参考文献

[1] National Research Council. Environmental epidemiology-public health and hazardous wastes. Washington DC: National Academy Press, 1991.

[2] 张金良. 环境流行病学：多学科交叉多层次研究. 中华流行病学杂志, 2003, 24(10):860-862.

[3] Huang Wei, et al. Target Exposome for Characterizing Early Gestational Exposure to Contaminants of Emerging Concern and Association with Gestational Diabetes Mellitus. Environmental Science & Technology.2023. 57(36): 13408-13418.

[4] Yu Guoqi, et al. Environmental exposure to perfluoroalkyl substances in early pregnancy, maternal glucose homeostasis and the risk of gestational diabetes: a prospective cohort study. Environment International. 2021. 156: 106621.

[5] Yang Weili, et al. Maternal urinary organophosphate ester metabolite concentrations and glucose tolerance during pregnancy: The HOME Study. International journal of hygiene and environmental health. 2022. 245: 114026.

[6] Yang Jiaqi, et al. Serum Bisphenol A, glucose homeostasis, and gestational diabetes mellitus in Chinese pregnant women: a prospective study. Environmental Science and Pollution Research. 2021. 28: 12546-12554.

作者简介

第一作者：黄维，女，暨南大学环境学院副教授、研究生导师。研究方向为新污染物鉴定与分析、基于组学技术的环境毒理与健康研究、环境污染物暴露对人群的健康效应。目前已在Anal. Chem.、Environ. Sci. Technol.、Sci. Total Environ.等国际学术期刊上发表SCI论文二十余篇。主持国家自然科学基金面上、青年基金等国家、省部级科研项目4项，入选广东省青年科技人才项目。

通讯作者：陈达，男，暨南大学环境学院教授、博士生导师、暨南大学环境与气候学院院长，兼任中国环境科学学会POPs专委会委员，中国环境诱变剂学会暴露组与暴露科学、生物标志物、致畸等专委会委员或副主任委员，中国毒理学会计算毒理、分析毒理专委会委会，国际环境主流期刊《Environmental Pollution》、《Environment International》副主编、《Environmental Science and Technology Letters》编委。主要研究方向为环境污染与健康及海洋碳汇，致力于阐述新污染物的环境赋存、暴露特征及健康风险，以及海洋微藻固碳过程中的生物基因组学与地球环境化学耦合机制，并探讨微藻固碳资源化过程中有机物的迁移转化规律。入选多项国家及省级重点人才项目；现主持国家、省部级科研项目4项，发表SCI论文160余篇，其中以第一/通讯作者发表30篇Environ. Sci. Technol.论文。获得国家环境保护科学技术奖一等奖、广东省科学技术奖一等奖、以及南京大学“紫金全兴环境基金青年学者奖”等奖项。