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評估城市污染對皮膚的影響：一項墨西哥的多中心研究

污染對皮膚質(zhì)量的影響已成為當今一個重要的課題，尤其在大城市中，工業(yè)活動已成為最主要的污染源。在過去幾年，許多文章報道了污染物影響皮膚老化的可能機制，其中包括（或無）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年輕人或老年人皮膚老化造成的后果進行了評估。最近，還有研究者根據(jù)種族差異采取不同方法，報道了關(guān)于內(nèi)源性和外源性皮膚老化之間的差異。

更具體來說，有研究描述了臭氧（O3）對皮膚病的影響。還有研究探討了粉塵對人表皮角質(zhì)形成細胞（HEK）基因表達的影響，并發(fā)現(xiàn)細胞色素p450（CYP）1A1、CYP1A2和CYP1B1的基因表達顯著增加，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?？紤]到許多污染物與皮膚老化過程可能存在關(guān)聯(lián)，促炎癥反應的參與也有報道。還有研究闡明了一些環(huán)境污染物能夠通過調(diào)節(jié)某些基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）而影響細胞外基質(zhì)的更新，并證實年長的志愿者對外源性促氧化劑刺激具有較高的易感性。

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

上述大多數(shù)污染物的效應均是在小鼠試驗中證實的。因此，歐萊雅研究者們經(jīng)過相當長的時間，以生物物理學或生物化學參數(shù)為依據(jù)，通過體外和體內(nèi)交叉研究方法證實了環(huán)境污染對人皮膚的有害影響。在體內(nèi)研究方面，最初的探索包括一項初步研究（將某志愿者的一側(cè)面部暴露在污染中）和一項預試驗（位于巴黎附近的污染程度較輕和較重的兩個不同地方的兩組各8名志愿者）。最近，一項較大的多中心研究在墨西哥展開，旨在證實最初的生物物理和生物化學數(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公里遠的奎納瓦卡（人口50萬），城市污染很低。墨西哥人通常認為奎納瓦卡是“永遠的春天”之城，被招募的志愿者來自該城的北部，此地區(qū)的污染更少。其余資料詳見原文。

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0.25 ppm和0.2 ppm。來自墨西哥環(huán)境部的數(shù)據(jù)顯示，被認為“有害人體健康”或者“不利于人體健康”的時間分別為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，均低于3%。根據(jù)Fitzpatrick分類法，絕大部分志愿者的皮膚光反應類型相當于Ⅲ型或Ⅳ型。志愿者主要用水清潔面部，某些情況下會使用肥皂。

2.測量數(shù)據(jù)：該研究的主要結(jié)果用生物物理學參數(shù)和生物化學參數(shù)表示。兩組志愿者的生物化學參數(shù)差異有統(tǒng)計學意義。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SCL值與SER值之間存在差異。SCL值沒有檢測區(qū)域性差異；而對于SER值，前額中央（P<0.001）和兩側(cè)（P=0.002）差異有統(tǒng)計學意義。除了面頰部紅斑指數(shù)（P=0.003）外，紅斑和黑素指數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。

兩組間志愿者的皮脂成分差異有統(tǒng)計學意義，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統(tǒng)計學意義。然而，角鯊烯與膽固醇的比值差異有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。

關(guān)于生物學參數(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）沒有差異。墨西哥城組的氧化蛋白質(zhì)高于奎納瓦卡組?？{瓦卡組的白細胞介素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)查問卷獲得并通過皮膚科醫(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）?？傮w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題較多，但是在奎納瓦卡組中可以觀察到頭皮屑問題。沒有臨床證據(jù)顯示對紅斑性頭皮、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

污染物對皮膚質(zhì)量的影響是一個重要課題，尤其是對世界上的大型工業(yè)區(qū)來說。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問題。

該研究樣本取自每日暴露于城市污染物的志愿者，檢測物包括了他（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確測量。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)域與相對低污染區(qū)域間的差異，而不是精準測量污染物的數(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。使用公認的方法收集當?shù)刂驹刚咂つw的生物物理學和生物化學參數(shù)。該研究結(jié)果證實了兩個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數(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，然而在此研究中沒有觀察到兩個城市間志愿者皮膚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，存在氧化應激，同時角鯊烯和維生素E水平（可靠的氧化應激標志）也支持了這一推測。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)果提示它們均被動員以對抗皮膚的氧化性損傷。皮膚角質(zhì)層含水量和臨床評估也證實了上述提示。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，提示氧化應激主要影響表皮脂質(zhì)。之前的研究證實，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)層含水量差異沒有中央?yún)^(qū)域顯著。另外，研究還檢測了酶類物質(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）在此過程中起到了重要的作用。研究檢測了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激壓力增加的結(jié)果。

白細胞介素1是一種主要的抗炎因子。在多種刺激下，巨噬細胞可以分泌白細胞介素1，因此，它被認為是多種炎癥狀態(tài)的主要標志。此外，白細胞介素1被發(fā)現(xiàn)是成纖維細胞增殖的潛在調(diào)節(jié)因子，同時對角質(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)與生物學測量得出的參數(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)皮膚問題。這些皮膚問題與污染導致的皮膚生理和生化參數(shù)改變的機制聯(lián)系，還需要對皮膚深層組織對污染的生物學反應進行更加深入的研究。

四、結(jié)論

該課題屬于歐萊雅對環(huán)境污染物和皮膚質(zhì)量的長期研究項目。它證實了部分皮膚生物化學參數(shù)受環(huán)境污染的影響，通過比對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，該研究還證實，生理和生化參數(shù)與有經(jīng)驗的皮膚科醫(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，在不同時間溫度下進行觀察可能對結(jié)果存在影響；且志愿者不同的光反應皮膚類型也會影響結(jié)果。

10.1111/ics.12203.Epub ahead of print］