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柳叶刀子刊《柳叶刀-区域健康(西太平洋)》(The Lancet Regional Health – Western Pacific)近日发表浙江大学医学院附属精神卫生中心(杭州市第七人民医院)李涛教授团队和上海精神卫生中心Michael Phillips(费立鹏)教授团队合作的最新范围综述(scoping review)。浙江大学医学院附属精神卫生中心(杭州市第七人民医院)张雅敏博士和四川大学华西医院的吕秋玥博士、博士研究生殷钰冰为共同第一作者,李涛教授和费立鹏教授为共同通讯作者。
研究基于工业化和城市化引起的社会环境快速变化对公众心理健康产生显著的影响,总结了来自中国大陆的社会-生物-精神健康相关研究。研究发现,社会环境因素对身体的不同系统具有广泛的影响,且这些系统的变化均与心理健康有关。现有精神健康相关研究侧重于环境污染这部分的研究,忽略了对健康相关行为、社会经济地位不平等的生物学影响的研究;较少建立从社会环境变化到生物改变再到心理健康问题的完整证据链;在人类受试者中开展的研究稀少;一些有前景的领域如遗传-环境交互作用、环境变化的表观遗传效应等,仍未得到充分研究。
研究背景
过去三十年,中国经历了快速的工业化和城市化,经济快速发展的同时空气污染、重金属污染、光污染等各类环境污染增加。人们摄入更多的热量而体力活动减少,互联网过度使用等不利健康的行为增加,以及社会经济地位差距增加。与此同时,居民的心理健康问题也越来越突出。 2020年基于全国五省份的多阶段随机抽样调查显示,6至16岁青少年中任何精神疾病的患病率为17.5%。社会环境因素可以引起机体产生各种生物学改变,包括与心理健康问题相关的生物标志物的改变,进而影响各种精神障碍的发生率、严重程度和病程(图1)。这类聚焦“社会-生物-精神”的研究有助于精神疾病的预防和早期干预,但此类研究仍处于起步阶段,因此需要整合该领域在中国正在进行的研究,为后续研究奠定基础。
研究方法
作者总结了常见的12种心理健康问题的13类生物标志物,在5个中英文数据库(CNKI、万方、PubMed、Web of Science、PsychInfo)检索了于1990年1月1日至2021年8月1日期间发表的关于11类社会环境因素对心理健康问题生物标志物影响的文章,并将研究单位和研究地点限定在中国大陆。
图1、社会环境变化通过生物学改变影响心理健康的可能路径
研究结果
我国学者在本领域开展的研究总量逐年增加,大部分研究在东部地区开展,基于动物模型的研究居多。
研究者共纳入1330篇文章,其中577(43.4%)篇为中文文章。相关研究的数量逐年增加,在2005年之后英文文章数量增长幅度明显上升;2012年英文文章数量反超中文文章数量(图2)。大部分研究在经济更为发达的东部地区开展。在人类受试者开展的研究占36.7%,大多数为横断面研究(图3A)。在动物模型中进行的研究占57.0%(图3B),最常使用的动物是大鼠、小鼠和斑马鱼。在细胞模型中进行的研究占6.3%,大部分使用动物的脑细胞(图3C)。
图2、1990年至2020年历年发表的相关文章数量
(2021年发表的102篇文章未包含到图中)
图3、1330篇论文的研究对象和研究设计特征
A、493项人群研究的研究设计类型
B、767项动物模型研究使用的动物类型
C、85种细胞研究使用的细胞类型
(部分文章同时包含多个研究对象,将这些研究拆分后得到1345项针对单一对象的研究。)
环境污染引起的心理健康问题相关生物学改变的研究占大多数,而健康相关行为、社会经济地位不平等的研究相对滞后。
研究者拆分了同时考虑多种社会环境因素、多类生物标志物的文章,得到3567项关于11种社会环境因素、56种生物标志物的关联数据。其中3156项(88.5%)关于6种环境污染,381项(10.7%)关于4种健康相关行为,30项(0.8%)关于社会经济地位不平等。三类研究报道数量分别在2000、2007、2015年开始增加(图4)。关于环境污染的研究中,大多数是关于持久性有机污染物、重金属污染和空气污染的;关于健康相关行为的研究中,大多数是关于饮食的;关于社会经济地位不平等的研究则全部是与留守儿童经历相关。
图4、1990年至2020年中国研究者发表的关于社会环境因素与心理健康生物标志物关联的论文数量。
(如研究报告多种社会环境因素则论文被多次统计;不包括2021年报告的128个关联。)
心理健康问题相关的生物标志物涉及机体的多个系统
研究者总结了心理健康问题相关的13种生物标志物,包括八种分子水平(神经递质、神经营养因子、内分泌类、氧化类、免疫类、代谢类、营养类和其他分子生物标志物)、两种细胞水平(脑源性细胞和非脑源性细胞)和三种器官或个体水平(神经影像、神经生理、肠道微生物)的生物标志物。大部分研究(89.7%)是关于从人类或动物的生物样本测量的传统生物标志物。少部分关于神经影像、神经生理等广义生物标志物。传统生物标志物研究使用的样本类型见图5,其中血液占52.8%。除了候选生物标志物的研究外,44项(3.3%)项研究使用了组学技术,其中使用代谢组的研究最多(34项)、使用表观遗传组的最少(2项)。还有19项研究考虑了遗传-环境交互作用。
图5、 1407篇测量传统生物标志物的研究使用的生物样本类型
(拆分同时考虑了多种生物标志物的文章,总共有1407份关于单一种类生物标志物的报告。)
不同种类社会环境因素与多系统生物标志物存在普遍的关联,无特异性。
研究者发现56种生物标志物中有50种均与三种主要环境污染(持久性有机污染、重金属污染和空气污染)中的至少一种相关。而与其他三种环境污染(噪声污染、光污染和绿地减少)的关联则要少得多且主要因为相关研究数量较少(图6)。健康相关行为中,饮食与除神经影像和营养类生物标志物之外的生物标志物相关。身体活动减少与除营养类和神经生理之外的生物标志物相关。吸烟、饮酒、慢性压力等其他生活方式与除神经营养因子和神经生理生物标志物外的生物标志物相关。关于网络滥用的相关研究最少,只有与神经影像学和神经生理学生物标志物相关的报道。关于社会经济地位不平等的研究主要报道了其与营养类生物标志物的关系,尚未见关于其与神经递质、神经营养因子、氧化类或代谢类生物标志物关联的报道。
图6、11种社会环境因素与13种生物标志物的关联
仅少部分研究建立了从社会环境因素到生物学改变再到心理健康结局的完整证据链,且大多数是评估动物模型的心理健康结局。
只有245篇(18.4%)的研究同时考虑了生物标志物与心理健康的关联,且大多数是在动物模型评估心理健康结局,而非人类受试者中。这些文章中,研究与环境污染、健康相关行为、社会经济地位不平等的关联的文章分别有188篇(76.7%)、48篇(19.6%)、9篇(3.7%)。共计604项心理健康与56种生物标志物的关联,大部分(62.7%)关于认知,其次是焦虑(17.4%)和抑郁(9.3%)。
现有研究覆盖的5种心理健康结局与多系统生物标志物存在普遍的关联,无特异性。
已经报道的关于11种社会环境因素、13种心理健康相关生物标志物和5种心理健康状况之间的关联如图7所示。认知功能和焦虑与所有13类生物标志物均相关;抑郁症与12类生物标志物相关;神经发育障碍相关表型与9类生物标志物相关;神经行为症状与10类生物标志物相关。非中枢神经系统的免疫细胞的生物标志物最常与神经行为症状相关,营养生物标志物最常与神经发育障碍表型相关,其余11种生物标志物最常与认知功能相关。
图7、245篇论文中社会环境因素、生物标志物和心理健康的关联
研究结论
现有研究侧重于空气污染、重金属排放和持久性有机污染物的研究,而忽略了对部分环境污染(光污染、噪声污染、绿地减少)、健康相关行为、社会经济地位的生物学影响的研究。
现有研究未发现某个社会环境因素或某种心理健康状况特异的生物标志物谱,提示社会环境因素对身体的不同系统具有广泛的影响,且均影响心理健康。
现有研究较少建立从社会环境变化到生物改变再到心理健康问题的完整证据链;较少在人类受试者中开展;一些有前景的领域(遗传-环境交互作用、环境变化的表观遗传效应等)仍未得到充分研究。
Ref: Zhang Y, Lv Q, Yin Y, Wang H, Bueber M, Phillips M, Li T, Research in China about the biological mechanisms that potentially link socioenvironmental changes and mental health: A scoping review. The Lancet Regional Health – Western Pacific. DOI: 10.1016/j.lanwpc.2022.100610
文中图片均为原创
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素材来源:转化精神医学研究室(张雅敏)
编辑:李小彬