对许多哮喘患者而言，空气质量预警预示着自身症状即将加重。但科学界至今难以解释：污染加剧哮喘的程度，在不同个体间存在巨大差异。美国匹兹堡大学公共卫生学院研究人员探明了相关生物通路，初步解开这一谜团，揭示空气污染暴露与人体基因之间的相互作用机制。6月23日，相关研究成果发表于《电子生物医学》。

论文配图。图源：《电子生物医学》

该研究是迄今为止同类型研究中规模最大、覆盖面最全面的研究之一。其研究成果有望为哮喘药物研发开辟全新方向，同时为易受污染诱发哮喘加重的高危人群，提供新型潜在生物标志物与针对性公共卫生干预方案。

研究依托全美近千名参与重症哮喘研究项目的成年哮喘患者数据开展，分析整合了全基因组测序、空气污染暴露记录以及基因表达谱三类信息。人类基因组包含上万种基因，研究团队重点筛选了约450种调控氧化应激反应的基因。

论文通讯作者、匹兹堡大学公共卫生学院环境与职业健康系主任Sally Wenzel表示：“细胞承受的这类应激会引发严重生理反应，例如肺功能下降、哮喘急性发作。”

研究团队重点分析上述基因与细颗粒物（PM2.5）这一环境应激源的交互作用。这种微观颗粒物直径不足人类发丝粗细（小于2.5微米），体积微小，可深入肺部，被公认为空气污染中危害最强的成分之一。

Wenzel称：“在这些哮喘患者群体中，细颗粒物暴露水平越高，整体肺功能就越差。”她补充说明，本研究观察对象均为确诊哮喘患者，而非哮喘发病期人群。

该研究首次采用人体气道样本开展基因转录分析，基因转录即脱氧核糖核酸（DNA）转化为核糖核酸（RNA），再由核糖核酸指导细胞合成蛋白质的过程。Wenzel解释：“基因决定了我们先天的生理潜能，但核糖核酸及其转录生成的蛋白质，才最终塑造了我们真实的生理状态。”

研究从约200名受试子群体中，通过支气管刷检采集气道上皮细胞样本，数据直观展现基因活性随污染暴露产生的变化规律。

研究人员发现，易感程度最高的患者体内，七种氧化应激相关基因存在基因变异；这类变异决定人体对污染造成的细胞损伤作出何种应答。不同基因变异会改变气道细胞对细颗粒物（PM2.5）的反应：部分变异可增强人体抵御PM2.5损伤的能力，另一些变异则会加剧损伤程度。

两种特定基因（OXSR1与PXDN）携带罕见变异的人群，面对污染时体内保护性核糖核酸应答水平偏低，肺功能受损程度显著更严重；携带另一种基因（TPO）特定变异的人群同样肺功能较差，但成因截然相反，其核糖核酸应答反应过强。

该研究阐明的分子通路，可作为新型治疗药物的作用靶点，同时带来更广阔的研究应用前景。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2026.106334