Environmental Science&Technology：短期内吸入厨房烹饪油烟会导致肺炎以及炎症性肠炎

家的味道是什么？很多人第一个想到的就是厨房里的“烟火气”，为爱的人烹饪本应是一件享受和幸福的事。但许多人不知道的是，厨房油烟却让烹饪过程“危机四伏”——让健康直接暴露在油烟的危害之下。

炒制和煎炸是中式烹饪中的典型操作，这里面都少不了用油。但炒菜时产生的油烟，常会引起人咳嗽、喉咙痛流鼻涕、咽部有异物感等。长期暴露在油烟下，还可能诱发呼吸道黏膜的慢性炎症，并导致持续的咳痰、呼吸不畅、鼻部不适等，甚至进一步危害健康。

厨房烹饪油烟（COFs）是室内空气污染物的主要来源之一，而室内空气污染已经成为一个日益严重的公共卫生问题。近日，复旦大学研究团队在Environmental Science&Technology（10.8分）杂志发表了研究成果，采用小鼠主动吸入烹饪油烟模型，揭示了主动吸入空气污染物与肠道功能障碍之间的联系途径，阐明在吸入暴露胁迫下肠道微生物群与宿主代谢之间的相互作用。该实验结果强调了肠道健康对空气中污染物的脆弱性，并提出了吸入空气污染物可能影响远端器官系统的潜在机制。

一、研究内容与思路    

1、生物体中COFs的检测和炎症性肠炎指标

作者检测了暴露于COFs的小鼠的炎症标志物IL-6和IFN-γ水平，发现肺中IL-6水平随着时间的推移逐渐升高，第3天显著升高。而在COFs暴露的第一天和第二天之间，肺部IFN-γ水平没有显著变化，但在第三天显著增加。

此外，肠道组织中的IFN-γ水平在暴露第3天也显著升高，表明小鼠出现炎症性肠炎（IBD）。作者检测了小鼠肺和肠道中存在的COFs的有机成分，发现相比于正常小鼠，暴露于COFs1、2或3天导致肺组织中分别出现了142、58或88个新的有机分子，肠道组织中出现411、438和447个新型有机分子。然而，在肠道中发现的新型有机分子与肺部发现的COFs有机分子不同，表明COFs可能通过促炎机制间接导致IBD。

病理切片结果和相对器官质量均说明COFs引起了肠道的病变，其病变与IBD类似，在第7天时最严重，但在第14天时有所缓解。

研究思路1：越来越多证据表明，空气污染与胃肠道疾病之间存在联系，这暗示着空气污染可能与人类肠道健康有关，但并未有相关研究报道。

对此，作者选择了空气污染之一的厨房烹饪油烟来开展实验，探讨空气污染与胃肠道之间的关系。除此之外，油烟会通过呼吸进入肺部。

综上所述，作者探讨了厨房烹饪油烟对于肺部以及肠道的影响，动物实验证明厨房烹饪油烟会导致肺炎以及IBD，且厨房烹饪油烟对于IBD的影响是间接的。

2、IBD的基因组结果

作者对小鼠进行了宏基因组分析，发现COFs-7治疗组（COFs接触第7天）中IBD基因显著上调。此外，随着暴露时间的增加，观察到与IBD或免疫反应息息相关的TLR5、MCHII、TCR、IL-12Rβ1和TLRs的表达发生明显变化，而这些基因在COFs第7天的表达达到巅峰，在14天的时候，表达逐渐减少，表明COFs会导致IBD，但在14天的时候IBD得到缓解。

研究思路2：作者对于小鼠进行了基因测序，探讨厨房烹饪油烟与IBD之间的关系。研究发现，经过厨房烹饪油烟吸入处理后，小鼠的IBD相关基因发生了变化，表明厨房烹饪油烟对于IBD的影响是基因层面的。此外，虽然在第14天的时候IBD得到了缓解，但依然存在，这可能是因为机体自身抵抗力发挥作用的原因。   

3、肠道菌群分析

作者评估了暴露小鼠的肠道菌群，并根据不同样本的肠道菌群组成进行了比较分析。COFs-0、COFs-3、COFs-7和COFs-14中肠道菌群种类的计数分别为119、109、62和97。

此外，对肠道微生物群进行了α多样性和β多样性分析以研究组间差异。研究发现COFs-7与其他实验组在属水平上的显著差异；在属水平进行差异分析时，COFs-3中细菌种类的β多样性表现出显著差异。

PCA进一步证实，肠道菌群的组成在四个实验组中有所不同。进一步剖析肠道微生物的组成变化，发现Bacillus, Lactobacillus Dubosiclla, Bifidobacterium, Munribaculaceae, Escherichia-Shigella和Turicibacter的丰度均表现出不同程度的变化。在初次暴露于COF（COFs-3）后，Lactobacillus, Bacillus和Escherichia-Shigella表达显著增加，而Dubosiclla, Bifidobacterium和Munribaculaceac表达显著减少。

COFs-3中Lactobacillus种群显著增加，伴随着其他细菌种类丰度的减少和某些肠道菌群的消失。Lactobacillus主要代谢产物吲哚-3-乙酸，与色氨酸代谢密切相关。相比于COFs-7组，COFs-14的肠道菌群种类丰度增加。

这一结果表明：肠道菌群组成的改变与IBD相关基因表达趋势一致。

研究思路3：最新研究表明，IBD可能会诱发宿主肠道菌群的改变。作者比对了厨房烹饪油烟吸入时间长短的肠道菌群变化，发现前期一些抗炎相关的肠道菌群表达减少，这一表现在第7天时最为明显，而在第14天的时候，肠道菌群种类逐渐增加，表明IBD得到缓解。

4、色氨酸代谢分析

色氨酸的代谢可以作为IBD发展的实时指标，且在肠道菌群中发现了Lactobacillus主要代谢产物吲哚-3-乙酸，与色氨酸代谢密切相关。而色氨酸代谢包括色氨酸宿主代谢和色氨酸微生物代谢，前者包括犬尿氨酸途径和血清素途径。对此，作者分三个部分讨论色氨酸代谢。

吲哚及其衍生物对肠道生态系统存在负面影响。作者研究发现，随着暴露时间的延长，吲哚含量略有增加：因有Lactobacillus存在，COFs-7实验组吲哚-3-乙酸的表达显著升高；因有Bacillus存在，COFs-3实验组3-甲基吲哚的表达水平显著升高。因此，COFs通过影响色氨酸微生物代谢产物来影响肠道菌群变化。 

色氨酸是通过犬尿氨酸途径产生的，作者检测发现N-甲酰犬尿氨酸、犬尿氨酸和蒽酸在实验组之间存在显著差异：COFs通过降低N-甲酰犬尿氨酸水平和增加犬尿氨酸的表达来加剧IBD。此外，暴露3天后N-乙酰血清素浓度显著增加并在第14天的时候还保持升高，N-乙酰血清素可有效抑制炎症介质的释放，减轻炎症，并缓解与IBD相关的症状。因此，在IBD发作时，小鼠自行调节其N-乙酰血清素水平以缓解IBD症状。

研究思路4：涉及到肠道菌群，下一步便是肠道菌群代谢产物。对此，作者从上述研究加IBD相关文献，从色氨酸代谢角度出发探讨，发现色氨酸代谢的确参与了厨房烹饪油烟影响IBD环节。

二、小结

综上所述，这一研究表明厨房烹饪油烟不仅会影响肺部，还会导致肠道出现炎症反应，影响肠道菌群平衡等。虽然机体会通过免疫反应使得IBD得到缓解，但长此以往可能会对健康产生不可磨灭的影响。从更广泛的角度来看，这些发现有助于理解持续暴露于空气污染物如何成为胃肠道疾病的重要危险因素。同时，它还为肠-肺轴的概念提供了实证支持，表明肺部暴露于污染物会产生全身影响，包括对胃肠道健康的影响。

这一篇研究涉及到的实验较为简单，包括动物实验、宏基因组测序以及肠道菌群检测，但因极具创新点、实用性较强、逻辑可靠完善等因素，使得其出现在了10+的一区SCI上，值得参考借鉴。

参考文献：

[1] Liu B, Wang G, Wang L, et al. Unraveling Cross-Organ Impacts of Airborne Pollutants: A Multiomics Study on Respiratory Exposure and Gastrointestinal Health. Environ Sci Technol. 2024;58(35):15511-15521. doi:10.1021/acs.est.4c06035