一项新的研究表明，即使是低剂量的慢性空气污染暴露也可能会引发肝脏炎症、纤维化和代谢紊乱，增加脂肪肝疾病（MAFLD）及其他肝脏疾病的风险。该研究发表于《环境科学杂志》（Journal of Environmental Sciences），通过小鼠实验展示了低水平PM2.5暴露对肝脏的毒性影响。
PM2.5的肝毒性
过去20年间，因空气污染导致的死亡率持续上升，仅2019年就报告了超过670万例死亡。除了与空气污染相关的呼吸系统毒性外，多项研究表明某些空气污染物还会引发肝毒性，增加代谢相关脂肪肝病（MAFLD）、晚期肝纤维化和肝细胞癌的风险。
细颗粒物（PM2.5）是指直径小于2.5微米的颗粒物，通常由车辆和发电厂等燃烧源产生。暴露于PM2.5可导致氧化应激、巨噬细胞激活及炎性细胞因子释放，这些因素均与DNA损伤和急性肝损伤有关。
动物模型研究中发现，PM2.5的剂量依赖性毒代动力学在1.6、8.0和40毫克/千克时分别表现出压力、轻微免疫反应和严重炎症反应。然而，这些剂量在高污染地区可能并不具有生理相关性。长期暴露于低水平空气污染会增加呼吸系统和心血管疾病的死亡风险。本研究通过蛋白质组学和脂质组学分析探讨了不同时间点低剂量空气污染暴露对肝脏的影响。
研究方法
研究人员选取了五周龄雄性小鼠，让它们每天吸入10微克源自交通的PM2.5颗粒，持续4、8或12周。在12周时评估了炎症和纤维化情况，并测量了肝脏蛋白质和脂质谱型。
暴露小鼠的变化
在体重未发生变化的情况下，暴露小鼠的肝重在4周时减少，在8周时增加，最终在12周时恢复到基线水平。这表明空气污染暴露可能首先引发急性肝损伤，随后是再生和脂肪堆积。
12周时，腹部脂肪量减少，这可能表明在失调因素的压力下，脂肪重新分布至肝脏。肝酶天冬氨酸氨基转移酶（AST）在所有时间点均升高，但变化不显著。相比之下，丙氨酸氨基转移酶（ALT）水平在4周和8周时升高，最终在12周时恢复正常。
PM2.5暴露引起的肝炎症
暴露于PM2.5的小鼠表现出肝脏炎症和早期纤维化迹象，表现为巨噬细胞等主要免疫细胞的浸润及炎性细胞因子的增加。这种炎症反应导致12周时门静脉周围胶原沉积增加。形成胶原沉积支架的纤维连接蛋白表达也在12周时增加，而肝脏中的糖原储备减少。
PM2.5暴露使肝脏变得更加活跃，加速了脂肪分子的处理。此外，PM2.5暴露还增加了甘油三酯和二酰甘油的浓度。
PM2.5暴露引起全身性氧化应激，导致巨噬细胞招募，后者通过释放趋化因子和细胞因子吸引中性粒细胞。此前研究表明，中性粒细胞会增加神经酰胺的合成，激活核因子κB等促炎转录因子，进一步促进炎性细胞因子的产生和细胞凋亡。
在本研究中，生物活性脂肪神经酰胺的水平也增加，尤其是占所有检测到的神经酰胺组76%的神经酰胺-1-磷酸（CerP），其水平在PM2.5暴露后较对照组增加了近四倍。
长链脂肪酸氧化酶肉碱棕榈酰转移酶的转录在PM2.5暴露8周后显著增加。PM2.5暴露对脂肪酸合成酶（FASN）的表达没有显著影响。
转录变化
PM2.5暴露小鼠的肝脏中，64种蛋白质的水平显著改变，其中包括内质网应激和未折叠蛋白反应相关的泛素样蛋白1（UBQL1）和跨膜蛋白214（TM214）。PM2.5暴露还显著增加了脂肪酸结合蛋白4（FABP4）和丝裂素-A（FLNA）的水平。类固醇硫酸酯酶和缝隙连接蛋白β2（GJB2）的蛋白表达显著降低，表明炎症反应失调和缝隙连接完整性丧失，提示肝脏中的补偿性变化不佳。
结论
长期暴露于低水平交通来源的PM2.5会导致肝脏疾病过程，增加MAFLD的风险，即使不存在其他与肝病相关的经典风险因素。
“我们的研究不仅强化了PM2.5水平对人体健康没有安全阈值的理论，还表明不良肝健康效应的显现需要延长的暴露时间。”
未来的研究需要进一步探讨低水平PM2.5长期暴露后肝脏炎症反应和脂肪沉积的分子病理生理机制。
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