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看不见的线索：我们的环境如何悄然塑造疾病
研究人员报告称，新的暴露组图将近 10,000 种化学品、食品和药物暴露与导致疾病风险的共同生物途径联系起来。
来源:Scientific Inquirer从我们呼吸的空气到我们吃的食物，我们不断地接触到数千种化学物质 - 然而这些接触如何影响我们的健康仍然令人惊讶地难以理解。由奥地利科学院 CeMM 分子医学研究中心和维也纳大学路德维希·玻尔兹曼网络医学研究所的研究人员领导的一项新研究发表在《自然通讯》(DOI 10.1038/s41467-026-72402-y)上，提供了一个统一的观点：不同的物质可以破坏相同的生物系统，从而以可预测的方式增加疾病风险。
据估计，全球六分之一的死亡是由环境污染造成的，但科学家们长期以来一直在努力将特定的暴露与特定的疾病联系起来。原因之一是“暴露组”的绝对复杂性——一个人一生中遇到的所有环境影响的总体。传统上，化学物质是按其结构或来源进行分组的，但这很少说明它们在体内的实际作用。两个几乎相同的分子可能会产生完全不同的效果，而完全不相关的物质可能会引发相同的疾病。这使得从观察到理解变得困难。
由 CeMM 兼职 PI 兼 Ludwig Boltzmann 网络医学研究所所长 Jörg Menche 领导的一项新研究，最初由 CeMM 和 LBI NetMed 前博士生（现为哈佛医学院博士后） Salvo Danilo Lombardo 撰写，该研究采取了不同的路线：研究人员不问化学物质是什么样子，而是问它们的作用。他们收集了近 10,000 种环境暴露数据，从污染物、食品成分到药物，并绘制了每一种环境暴露数据如何影响人类基因。其结果是一个大规模的网络，根据共同的生物效应将暴露联系起来。
当研究人员放大这个网络时，出现了一个惊人的模式：暴露分组为反映常见生物功能的集群，例如炎症、新陈代谢或凝血。在这些簇中，发现药物和环境毒素等化学性质不同的化合物作用于相同的分子途径。该网络表明，身体对这些暴露的反应不是基于它们的化学特性，而是基于它们扰乱的生物系统。
隐藏的生物联系图
为了了解为什么某些暴露比其他暴露更有害，研究小组研究了它们的影响发生在细胞内部线路（即所谓的“蛋白质相互作用网络”）内的位置。在这里，并非所有蛋白质都是平等的：有些蛋白质充当中心枢纽，协调许多基本过程。研究表明，针对这些中心的暴露往往更具破坏性。即使是对高度连接的蛋白质的一次攻击也会在整个系统中产生连锁反应，从而放大其影响。这提供了一个简单但有力的原则：生物目标越核心，潜在危害就越大。
研究人员随后更进一步，询问这些分子见解是否有助于解释现实世界的疾病模式。通过将他们的网络预测与欧洲各地的大规模健康和环境数据进行比较，他们发现某些暴露水平较高的国家在分子水平上也表现出与这些暴露相关的疾病发生率较高。这表明，在网络内测量的暴露与疾病之间的生物“距离”可以帮助预测可能发生哪些健康结果。
从分子到公共卫生
期刊：自然通讯
DOI:10.1038/s41467-026-72402-y
研究主题：细胞
“总而言之，这些发现提供了一种思考环境如何影响健康的新方法，”通讯作者 Jörg Menche 说道。 “该研究表明，许多接触都集中在共享的生物途径上，而不是孤立地处理每种化学物质，从而形成一个复杂但结构化的相互作用系统。通过绘制这些联系，研究人员可以开始预测接触对健康的影响，甚至是那些尚未详细研究的影响。”
这项工作为更系统地了解暴露组奠定了基础，弥合了分子生物学和公共卫生之间的差距。从长远来看，这些方法可以帮助识别隐藏的风险，改善环境监测，并支持减轻疾病负担的战略。
奥地利科学院CeMM分子医学研究中心是在Maria Rescignio科学指导下的国际性、独立的、跨学科的分子医学研究机构。 CeMM以医疗需求为导向，整合基础研究和临床专业知识，开发精准医疗的创新诊断和治疗方法。研究重点是癌症、炎症、代谢和免疫疾病、罕见疾病和衰老。该研究所的研究大楼位于医科大学和维也纳总医院的校园内。http://www.cemm.at
维也纳大学路德维希·玻尔兹曼网络医学研究所的首要目标是利用网络理论、机器学习和人工智能来形成对人类生物学错综复杂的跨尺度性质的整体看法，并将所获得的见解转化为从诊断到治疗的具体医疗影响。 LBI-NetMed 沿着从分子到组织、器官、全身系统，最后到群体水平的分层生物组织进行研究。与此同时，将开发下一代数据探索平台，旨在开辟整合和解释复杂生物医学数据的全新方法。 LBI-NetMed 与临床和行业合作伙伴密切合作，将这些基本问题的结果转化、验证和实施到医疗实践中。 netmed.lbg.ac.at
文章标题：基于网络的化学暴露图将分子相互作用与公共卫生联系起来
发布日期：2026年6月2日
研究方法：计算模拟/建模
资金来源：Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft、WWTF、地平线 2020 框架计划
来源：EurekAlert