評(píng)估城市污染對(duì)皮膚的影響：一項(xiàng)墨西哥的多中心研究

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評(píng)估城市污染對(duì)皮膚的影響：一項(xiàng)墨西哥的多中心研究

污染對(duì)皮膚質(zhì)量的影響已成為當(dāng)今一個(gè)重要的課題，尤其在大城市中，工業(yè)活動(dòng)已成為最主要的污染源。在過(guò)去幾年，許多文章報(bào)道了污染物影響皮膚老化的可能機(jī)制，其中包括（或無(wú)）UV以及煙草的參與。例如，有研究者描述了臭氧暴露下維生素E的缺乏；有研究者就一些污染物對(duì)年輕人或老年人皮膚老化造成的后果進(jìn)行了評(píng)估。最近，還有研究者根據(jù)種族差異采取不同方法，報(bào)道了關(guān)于內(nèi)源性和外源性皮膚老化之間的差異。

更具體來(lái)說(shuō)，有研究描述了臭氧（O3）對(duì)皮膚病的影響。還有研究探討了粉塵對(duì)人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞（HEK）基因表達(dá)的影響，并發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素p450（CYP）1A1、CYP1A2和CYP1B1的基因表達(dá)顯著增加，可能與芳香烴受體（AhR）的活化有關(guān)。另有研究描述了O3與AhR活化之間的聯(lián)系。考慮到許多污染物與皮膚老化過(guò)程可能存在關(guān)聯(lián)，促炎癥反應(yīng)的參與也有報(bào)道。還有研究闡明了一些環(huán)境污染物能夠通過(guò)調(diào)節(jié)某些基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）而影響細(xì)胞外基質(zhì)的更新，并證實(shí)年長(zhǎng)的志愿者對(duì)外源性促氧化劑刺激具有較高的易感性。

有報(bào)道顯示，主要污染物之一的O3會(huì)干擾皮膚創(chuàng)傷愈合過(guò)程，該過(guò)程具有年齡依賴性。而且，皮膚暴露在高濃度的O3中會(huì)影響角質(zhì)層（SC）內(nèi)抗氧化劑的水平和氧化標(biāo)記物，并可能通過(guò)間接機(jī)制誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)。盡管污染物誘導(dǎo)角質(zhì)層改變的報(bào)道較罕見(jiàn)，但暴露在低劑量UV和O3中已被證實(shí)可以引起角質(zhì)層內(nèi)附加的氧化應(yīng)激以及維生素E的消耗。

上述大多數(shù)污染物的效應(yīng)均是在小鼠試驗(yàn)中證實(shí)的。因此，歐萊雅研究者們經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，以生物物理學(xué)或生物化學(xué)參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)體外和體內(nèi)交叉研究方法證實(shí)了環(huán)境污染對(duì)人皮膚的有害影響。在體內(nèi)研究方面，最初的探索包括一項(xiàng)初步研究（將某志愿者的一側(cè)面部暴露在污染中）和一項(xiàng)預(yù)試驗(yàn)（位于巴黎附近的污染程度較輕和較重的兩個(gè)不同地方的兩組各8名志愿者）。最近，一項(xiàng)較大的多中心研究在墨西哥展開(kāi)，旨在證實(shí)最初的生物物理和生物化學(xué)數(shù)據(jù)，并收集相關(guān)的臨床資料。

一、資料和方法

該研究招募189名健康志愿者，年齡18～60歲。第1組為96名志愿者，居住在墨西哥城的西南地區(qū)，該地區(qū)污染水平特別高。第2組為93名志愿者，居住在距墨西哥城50公里遠(yuǎn)的奎納瓦卡（人口50萬(wàn)），城市污染很低。墨西哥人通常認(rèn)為奎納瓦卡是“永遠(yuǎn)的春天”之城，被招募的志愿者來(lái)自該城的北部，此地區(qū)的污染更少。其余資料詳見(jiàn)原文。

二、結(jié)果

1．墨西哥城組和奎納瓦卡組的描述：在該研究中，奎納瓦卡組包括36名男性和57名女性，平均（34±13）歲；墨西哥城組包括40名男性和56名女性，平均（32±15）歲。

眾所周知，墨西哥城的O3和二氧化氮（NO2）的平均暴露水平非常高，分別高達(dá)0.25 ppm和0.2 ppm。來(lái)自墨西哥環(huán)境部的數(shù)據(jù)顯示，被認(rèn)為“有害人體健康”或者“不利于人體健康”的時(shí)間分別為7%～14%和70%。與之相反，離墨西哥城50公里的奎納瓦卡被認(rèn)為是未受污染的城市。

兩組志愿者主要為西班牙裔。兩組之間的膚色有些差異（奎納瓦卡組和墨西哥城組內(nèi)膚色較淺的志愿者分別僅為17.2%和1%）。兩組內(nèi)的深膚色較少見(jiàn)，均低于3%。根據(jù)Fitzpatrick分類法，絕大部分志愿者的皮膚光反應(yīng)類型相當(dāng)于Ⅲ型或Ⅳ型。志愿者主要用水清潔面部，某些情況下會(huì)使用肥皂。

2.測(cè)量數(shù)據(jù)：該研究的主要結(jié)果用生物物理學(xué)參數(shù)和生物化學(xué)參數(shù)表示。兩組志愿者的生物化學(xué)參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。奎納瓦卡組志愿者角質(zhì)層含水量明顯較高（前額中央?yún)^(qū)P<0.001），表明墨西哥城志愿者的皮膚較干燥。盡管兩組志愿者的皮膚平均pH值相等，但是已證實(shí)SCL值與SER值之間存在差異。SCL值沒(méi)有檢測(cè)區(qū)域性差異；而對(duì)于SER值，前額中央（P<0.001）和兩側(cè)（P=0.002）差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。除了面頰部紅斑指數(shù)（P=0.003）外，紅斑和黑素指數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

兩組間志愿者的皮脂成分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，墨西哥城組的維生素E和角鯊烯的濃度明顯較低（P<0.001），而乳酸的濃度則明顯較高（P<0.001）。兩組間的膽固醇值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。然而，角鯊烯與膽固醇的比值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。

關(guān)于生物學(xué)參數(shù)，奎納瓦卡組的類糜蛋白酶活性（SCCE/KLK7）明顯較高（P<0.001），而類胰蛋白酶活性（SCTE/KLK5）沒(méi)有差異。墨西哥城組的氧化蛋白質(zhì)高于奎納瓦卡組。奎納瓦卡組的白細(xì)胞介素1α和ATP值明顯較高（分別為P<0.05和P<0.001）。

3.皮膚科醫(yī)師的臨床評(píng)估：除了有家族性敏感皮膚史的志愿者之外，從志愿者的調(diào)查問(wèn)卷獲得并通過(guò)皮膚科醫(yī)師定量的數(shù)據(jù)分析，未顯示出明顯的性別差異（墨西哥城組的值較高）。總體上，墨西哥城組的志愿者中，較多人具有家族性皮膚劃痕癥和蕁麻疹。皮膚科醫(yī)師不能證明兩組之間在日光誘導(dǎo)的皮膚損傷、痤瘡、銀屑病或其他疾病表現(xiàn)方面是否存在顯著性差異。盡管墨西哥城組的頭皮問(wèn)題較多，但是在奎納瓦卡組中可以觀察到頭皮屑問(wèn)題。沒(méi)有臨床證據(jù)顯示對(duì)紅斑性頭皮、毛囊炎、銀屑病、其他頭皮疾病、面部皮膚病變或干燥性皮膚等方面的影響。

臨床證據(jù)還顯示，墨西哥城組中志愿者鼻部及鼻周區(qū)為油性皮膚者較多，而奎納瓦卡組中則是面頰部油脂分泌較多。兩組之間未顯示在皮膚鱗屑和面部紅斑等方面的差異。

三、討論

污染物對(duì)皮膚質(zhì)量的影響是一個(gè)重要課題，尤其是對(duì)世界上的大型工業(yè)區(qū)來(lái)說(shuō)。污染物的種類非常多樣，從一些氣體（O3，NO2等）到工業(yè)生產(chǎn)物的殘留氣體（多環(huán)芳香烴、納米顆粒物等）。目前，對(duì)于這些污染物，人類在日常環(huán)境中的暴露量是多少仍是個(gè)問(wèn)題。

該研究樣本取自每日暴露于城市污染物的志愿者，檢測(cè)物包括了他（她）們穿的T恤等。首先采用特定的氣相色譜法進(jìn)行分析，在空氣中鑒定到了大量的污染物。然而，在志愿者T恤上卻沒(méi)有鑒定到污染物。雖然污染和污染物的廣泛存在早已被確定，但其濃度卻非常難準(zhǔn)確測(cè)量。且不同地區(qū)主要污染物種類和數(shù)量存在顯著的差異。

該研究中，最為重要的是比較重污染區(qū)域與相對(duì)低污染區(qū)域間的差異，而不是精準(zhǔn)測(cè)量污染物的數(shù)據(jù)。選取奎納瓦卡為低污染區(qū)域，墨西哥城為污染區(qū)域。使用公認(rèn)的方法收集當(dāng)?shù)刂驹刚咂つw的生物物理學(xué)和生物化學(xué)參數(shù)。該研究結(jié)果證實(shí)了兩個(gè)城市間志愿者皮膚的一些參數(shù)存在顯著差異。提示這兩個(gè)城市不同的環(huán)境因素（UV照射，污染和污染物種類）能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)鼐用衿つw產(chǎn)生影響。

1.改變皮脂的分泌：從志愿者面部不同區(qū)域獲取皮脂分泌參數(shù)。盡管前額中央與其兩側(cè)的面部皮脂分泌水平不同，兩個(gè)城市間的志愿者前額兩側(cè)的平均皮脂分泌率均存在顯著的差異。

該研究者的前期研究發(fā)現(xiàn)惡劣的環(huán)境有降低皮膚pH值的傾向，然而在此研究中沒(méi)有觀察到兩個(gè)城市間志愿者皮膚pH值的差異。有意義的是，墨西哥城志愿者的乳酸水平較高。這些參數(shù)提示皮膚受污染影響，存在氧化應(yīng)激，同時(shí)角鯊烯和維生素E水平（可靠的氧化應(yīng)激標(biāo)志）也支持了這一推測(cè)。作為重要的內(nèi)源性抗氧化物，角鯊烯的水平在墨西哥城中顯著降低。外源性抗氧化物維生素E的水平測(cè)定與角鯊烯的結(jié)果吻合。

正常情況下，角鯊烯與皮脂分泌相關(guān)。干性皮膚中，這兩項(xiàng)參數(shù)均偏低。然而，角鯊烯和維生素E是主要的皮膚表面抗氧化劑，降低的研究結(jié)果提示它們均被動(dòng)員以對(duì)抗皮膚的氧化性損傷。皮膚角質(zhì)層含水量和臨床評(píng)估也證實(shí)了上述提示。該研究也分析了皮膚內(nèi)膽固醇含量。角鯊烯/膽固醇間的比率在墨西哥城組中較低，提示氧化應(yīng)激主要影響表皮脂質(zhì)。之前的研究證實(shí)，在部分皮膚病中（如脂溢性皮炎）氧化的表皮脂質(zhì)具有潛在的炎癥調(diào)節(jié)功能。

2.皮膚結(jié)構(gòu)變化：相比奎納瓦組，墨西哥城組志愿者前額中央?yún)^(qū)域角質(zhì)層含水量度顯著降低。從臨床角度看，前額兩側(cè)區(qū)域的角質(zhì)層含水量差異沒(méi)有中央?yún)^(qū)域顯著。另外，研究還檢測(cè)了酶類物質(zhì)的活性。角質(zhì)層的正常脫屑依賴于蛋白水解作用對(duì)橋粒蛋白的降解。兩種不同的絲氨酸蛋白酶（類胰蛋白酶和類糜蛋白酶）在此過(guò)程中起到了重要的作用。研究檢測(cè)了SCTE/KLK5（類胰蛋白酶）和SCCE/KLK7（類糜蛋白酶）。盡管兩城市的SCTE/KLK5均值接近，但SCCE/KLK7在墨西哥城的水平顯著較低。

最后，墨西哥城的蛋白氧化水平顯著升高，此為氧化應(yīng)激的結(jié)果，表明皮膚內(nèi)外源性抗氧化防御水平的減弱。此外，墨西哥城志愿者皮膚ATP水平顯著降低。該現(xiàn)象可以解釋為氧化應(yīng)激壓力增加的結(jié)果。

白細(xì)胞介素1是一種主要的抗炎因子。在多種刺激下，巨噬細(xì)胞可以分泌白細(xì)胞介素1，因此，它被認(rèn)為是多種炎癥狀態(tài)的主要標(biāo)志。此外，白細(xì)胞介素1被發(fā)現(xiàn)是成纖維細(xì)胞增殖的潛在調(diào)節(jié)因子，同時(shí)對(duì)角質(zhì)層形成和皮膚屏障功能穩(wěn)定起到重要作用。墨西哥城的白細(xì)胞介素1水平顯著降低，提示污染可能影響了皮膚的屏障功能。

臨床觀察：志愿者鼻部、鼻周以及皮脂溢出部位的臨床觀察數(shù)據(jù)與生物學(xué)測(cè)量得出的參數(shù)結(jié)果非常吻合。墨西哥城的蕁麻疹和特應(yīng)性疾病的發(fā)病率更高，該城志愿者的手部皮炎和皮膚劃痕癥的患病傾向也更明顯。但是，頭皮屑在奎納瓦卡組志愿者的發(fā)生率更高，這可能與該城志愿者高皮脂基礎(chǔ)水平有關(guān)。

總之，生活在重污染區(qū)域的人更容易出現(xiàn)皮膚問(wèn)題。這些皮膚問(wèn)題與污染導(dǎo)致的皮膚生理和生化參數(shù)改變的機(jī)制聯(lián)系，還需要對(duì)皮膚深層組織對(duì)污染的生物學(xué)反應(yīng)進(jìn)行更加深入的研究。

四、結(jié)論

該課題屬于歐萊雅對(duì)環(huán)境污染物和皮膚質(zhì)量的長(zhǎng)期研究項(xiàng)目。它證實(shí)了部分皮膚生物化學(xué)參數(shù)受環(huán)境污染的影響，通過(guò)比對(duì)墨西哥城和奎納瓦卡間的差異發(fā)現(xiàn)污染程度與皮膚質(zhì)量改變密切相關(guān)。同時(shí)，該研究還證實(shí)，生理和生化參數(shù)與有經(jīng)驗(yàn)的皮膚科醫(yī)生所得出的臨床判斷很好的吻合。該研究者也指出了研究所存在的一些局限性。例如，在不同時(shí)間溫度下進(jìn)行觀察可能對(duì)結(jié)果存在影響；且志愿者不同的光反應(yīng)皮膚類型也會(huì)影響結(jié)果。

10.1111/ics.12203.Epub ahead of print］