PM<sub>10</sub>短期暴露对糖尿病发病相关生物标志物的影响

贺颖倩; 靳亚飞; 王敏珍; 郑山; 聂永红; 白亚娜

doi:10.11676/qxxb2022.036

PM₁₀短期暴露对糖尿病发病相关生物标志物的影响

doi: 10.11676/qxxb2022.036

1.
兰州大学公共卫生学院流行病与卫生统计学研究所，兰州，730000
2.
金昌市疾病预防控制中心，金昌，737100

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（41705122、41505095）

详细信息

作者简介:
贺颖倩，主要从事环境流行病学研究。E-mail：3531456493@qq.com

通讯作者:
王敏珍，主要从事环境流行病学和慢性病流行病学研究。E-mail：wangmzh@lzu.edu.cn

中图分类号: P49R122.7
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出版历程
- 收稿日期: 2021-12-29
- 修回日期: 2022-03-24
- 网络出版日期: 2022-04-12

Effects of short-term exposure to PM₁₀ on biomarkers of diabetes

1.
Institute of Epidemiology and Statistics，School of Public Health，Lanzhou University，Lanzhou 73000，China
2.
Center for Disease Control and Prevention of Jinchang，Jinchang 737100，China

摘要

摘要: 为探讨PM₁₀对糖尿病发病相关生物标志物的效应，以“金昌队列”为平台，采用随机抽样方法在基线人群中选择2型糖尿病、糖尿病前期和血糖正常组共420人，用近邻模型完成个体PM₁₀暴露评估。运用酶联免疫吸附法对炎症反应指标（IL-6、VCAM-1）、氧化损伤指标（8-iso-PGF2α）、胰岛素功能指标（INS）进行检测，运用多重线性回归模型从以上3方面评价PM₁₀的效应。结果显示：糖尿病前期人群中，滞后6 d时PM₁₀浓度每升高10 μg/m³，IL-6升高0.45%（95%CI：0.19%—0.88%），当天的PM₁₀与VCAM-1关联最明显（增幅：1.16%（95%CI：0.43%—2.28%））；糖尿病人群中，滞后6 d时PM₁₀与IL-6的关联最显著（增幅：1.52%，（95%CI：0.51%—2.53%）），滞后3 d时8-iso-PGF2α升高2.01%（95%CI：0.29%—3.73%）；累计滞后0—7 d时PM₁₀与HOMA-β关联最明显（降幅：4.63%（95%CI：−8.00%—−1.13%））。文中结果表明大气PM₁₀短期暴露可导致人群出现不同程度的炎症反应、氧化损伤及胰岛β细胞功能障碍。
- PM₁₀ /
- 2型糖尿病 /
- 氧化损伤 /
- 炎症反应 /
- β细胞功能
Abstract: This study explores the effects of short-term exposure to PM₁₀ on related biomarkers of diabetes. Based on the platform of "Jinchang Cohort", a total of 420 patients with type 2 diabetes, pre-diabetes and normal blood glucose are randomly selected. The nearest neighbor model is used to estimate individual exposure levels. IL-6, VCAM-1, 8-iso-PGF2α and INS are detected by ELISA. A multiple linear regression model is conducted to evaluate the effects of PM₁₀ on the biomarkers. For every 10 μg/m³ increase in PM₁₀ concentration, it is found that IL-6 increases by 0.45% (95%CI: 0.19%—0.88%) at lag 6 d, and PM₁₀ was most significantly associated with VCAM-1 at lag 0 d (increase:1.16%, 95%CI: (0.43%—2.28%)) in the prediabetic group. PM₁₀ is most significantly associated with IL-6 (increase:1.52%, (95%CI: 0.51%—2.53%)) at lag 6 d, while 8-iso-PGF2α increases by 2.01% (95%CI: 0.29%—3.73%) at lag 3 d, and the relationship between PM₁₀ and HOMA-β is most significant at lag 0—7 d (decrease:4.63%, (95%CI: −8.00%—−1.13%)) for type 2 diabetes patients. Short-term exposure to PM₁₀ can lead to inflammation, oxidative damage and islet β cell dysfunction.
- PM₁₀ /
- type 2 diabetes /
- Inflammation /
- Oxidative damage /
- Islet β cell function

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图 1 金昌市4个环境污染物监测站点和研究对象家庭住址地理分布

Figure 1. Geographical distribution of 4 environmental pollutants monitoring stations and the residential addresses of research subjects in Jinchang city

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表 1 不同糖代谢水平人群的基本特征

Table 1. General characteristics of population with different blood glucose levels

变量	血糖正常（n（%））	糖尿病前期（n（%））	糖尿病（n（%））	P
性别				<0.001
男性	90（64.29%）	120（85.71%）	116（82.86%）
女性	50（35.71%）	20（14.29%）	24（17.14%）
年龄（岁）				<0.001
<60	124（88.57%）	118（84.29%）	95（67.86%）
≥60	16（11.43%）	22（15.71%）	45（32.14%）
BMI（kg/m²）				<0.001
<24.0	85（60.72%）	67（47.86%）	48（34.29%）
24.0−27.9	47（33.57%）	52（37.14%）	65（46.43%）
≥28.0	8（5.71%）	21（15.00%）	27（19.28%）
家庭人均月收入（元）				0.974
<2000	79（56.43%）	80（57.15%）	79（56.43%）
2000−4999	60（42.86%）	59（42.14%）	59（42.14%）
≥5000	1（0.71%）	1（0.71%）	2（1.43%）
文化水平				0.015
初中及以下	50（35.71%）	52（37.14%）	73（52.14%）
高中/中专	49（35.00%）	57（40.71%）	36（25.71%）
本科及以上	41（29.29%）	31（22.15%）	31（22.15%）
吸烟				0.392
否	68（48.57%）	60（42.86%）	57（40.71%）
是	72（51.43%）	80（57.14%）	83（59.29%）
饮酒				0.004
否	110（78.57%）	85（60.71%）	92（65.71%）
是	30（21.43%）	55（39.29%）	48（34.29%）
高血压				<0.001
否	107（76.43%）	75（53.57%）	68（48.57%）
是	33（23.57%）	65（46.43%）	72（51.43%）
糖尿病家族史				0.028
否	118（84.29%）	120（85.71%）	104（74.29%）
是	22（15.71%）	20（14.29%）	36（25.71%）

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表 2 不同糖代谢状态人群的生物标志物水平

Table 2. Biomarker levels of population with different blood glucose states

生物标志物	血糖正常（$ \bar{x} $±s）	糖尿病前期（$ \bar{x} $±s）	糖尿病（$ \bar{x} $±s）	P
IL-6（ng/L）	43.57±15.55	52.18±13.88	43.18±13.42	<0.001
VCAM-1（μg/L）	821.21±527.99	1058.44±410.16	720.89±403.09	<0.001
8-iso-PGF2α（pg/L）	4667.89±1496.67	4608.17±1872.76	3131.12±1965.84	<0.001
INS（mIU/L）	32.53±14.56	40.64±12.07	25.79±13.27	<0.001
HOMA-IR	7.08±3.20	10.76±3.34	10.43±6.67	<0.001

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表 3 2009—2013年金昌市主要空气污染物与气象要素分布特征

Table 3. Distribution characteristics of air pollutants and meteorological factors in Jinchang city from 2009 to 2013

变量	$ \bar{x} $	Min	25%分位数	50%分位数	75%分位数	Max	IQR
PM₁₀（μg/m³）	92.29	17.00	59.00	76.00	100.00	1102.00	41.00
SO₂（μg/m³）	65.55	3.00	40.00	57.00	81.00	290.00	41.00
NO₂（μg/m³）	24.41	4.00	18.00	24.00	29.00	70.00	11.00
平均气温（℃）	9.54	−19.00	−0.70	10.95	19.70	32.00	20.40
相对湿度（%）	40.87	7.00	27.00	38.00	52.00	98.00	25.00
注：IQR：四分位数间距。

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表 4 PM₁₀浓度每升高10 μg/m³与生物标志物变化的关系

Table 4. Association between per 10 μg/m³ increment in PM₁₀ concentration and biomarkers

滞后期	IL-6 [%（95%CI）]			VCAM-1 [%（95%CI）]
滞后期	血糖正常	糖尿病前期	糖尿病	血糖正常	糖尿病前期	糖尿病
Lag0	0.46（−0.51—1.43）	0.72（−0.31—1.48）	0.02（−0.97—1.01）	0.23（−1.38—1.84）	1.16（0.43—2.28）*	1.03（−2.27—4.32）
Lag1	0.06（−0.54—0.65）	0.03（−0.80—0.86）	−0.71（−1.88—0.46）	−0.02（0.85—0.96）	1.05（−0.14—2.25）	1.86（−2.15—5.88）
Lag2	−0.58（−1.67—0.51）	−0.03（−0.67—0.61）	−0.16（−1.58—1.26）	−0.16（−1.97—1.65）	0.37（−0.55—1.30）	2.14（−2.38—6.67）
Lag3	−0.11（−1.33—1.12）	0.34（−0.36—1.05）	1.68（−0.46—3.82）	1.15（−0.82—3.13）	0.81（−0.19—1.82）	3.45（−3.55—10.46）
Lag4	0.08（−0.45—0.61）	0.09（−0.33—0.52）	−0.88（−2.43—0.66）	0.47（−0.42—1.36）	0.25（−0.35—0.84）	3.38（−1.65—8.40）
Lag5	0.20（−0.92—1.32）	0.27（−0.07—0.62）	1.35（0.31—2.38）*	0.55（−1.32—2.43）	0.54（0.05—1.03）*	0.14（−3.13—3.41）
Lag6	0.36（−0.32—1.04）	0.45（0.19—0.88）*	1.52（0.51—2.53）*	−0.26（−1.40—0.88）	0.55（−0.09—1.18）	0.82（2.64—4.28）
Lag7	−0.14（−0.83—0.54）	−0.19（−0.67—0.30）	−0.26（−1.15—0.64）	0.61（−0.49—1.71）	−0.01（−0.75—0.73）	2.26（−0.70—5.21）
Lag07	−0.49（−2.35—1.41）	0.63（−0.29—1.55）	−2.53（−5.14—0.16）	0.21（−2.93—3.44）	1.32（−0.01—2.65）	6.28（−2.66—16.04）

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