科技日报记者 李禾
22日，记者从北京大学环境科学与工程学院获悉，该学院教授要茂盛团队利用新技术揭示全国城市颗粒物（PM）具有显著不同健康效应机制，为空气污染健康效应监测以及大气污染精准治理提供了创新性解决方案，其研究成果已发表在《国家科学进展》上。
空气中颗粒物污染对人体和生态环境均构成危害，但危害不仅取决于颗粒物的浓度，在很大程度上还取决于其组分。要茂盛团队早在2019年就揭示全球不同国家城市颗粒物毒性存在显著差异。近日，该团队利用真核模式生物酿酒酵母研究了在过氧化氢、臭氧和二氧化碳等中暴露后，酵母细胞释放挥发性有机物（VOCs）的情况，并利用转录组测序对酵母细胞体内发生的转录变化进行生物通路的富集分析。研究结果显示，暴露在不同物质中，酵母细胞释放出特征性的挥发性有机物，细胞内与核糖体、糖类和氨基酸相关的代谢或信号通路也会发生显著变化。
该团队采集到了国内30多个城市的汽车空调滤芯样本，解决了固定空气监测站点采集样品数量有限的难题，并将样本中的特定浓度颗粒物暴露于酵母细胞，系统解析了颗粒物诱导酵母细胞响应的毒性差异机制。研究结果显示，通过气相色谱仪和质谱仪组成技术，检测到60种挥发性有机物，其中17种在不同城市组间呈现显著浓度差异。蛋白质组分析发现，酵母细胞在不同城市颗粒物暴露后，会有蛋白的差异化表达，这也表明了不同区域和城市，颗粒物组分具有不同的细胞毒性。
要茂盛说，颗粒物中的多环芳烃、铜和铁等金属元素与挥发性有机物的释放量有强相关性，颗粒物中的微生物组分则影响硫代谢、氨基酸代谢通路，产生了特有的挥发性有机物。这种从“组分-代谢-标志物”的链条解析，为颗粒物污染的健康风险评估提供了数据支撑，而且基于该链条解析形成的实时监测技术，具有响应污染物广和速度快等优势。
