Life Metabolism?| 基于衛(wèi)星遙感NDVI的4C前瞻性隊(duì)列研究揭示居住區(qū)綠化與較低2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，并受遺傳易感性影響

2型糖尿病（type 2 diabetes, T2D）是全球重要的公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)，其發(fā)生并非由單一因素決定，而是遺傳易感性、生活方式和長(zhǎng)期環(huán)境暴露共同作用的結(jié)果。近年來(lái)，居住區(qū)綠化作為一種可量化且具有干預(yù)潛力的環(huán)境暴露因素受到關(guān)注。既往研究提示，較高綠化暴露可能與更多體力活動(dòng)、較低超重/肥胖風(fēng)險(xiǎn)、較少空氣污染暴露以及較低心理壓力相關(guān)，從而有助于降低T2D風(fēng)險(xiǎn)。然而，關(guān)于這一關(guān)聯(lián)的前瞻性證據(jù)仍主要來(lái)自歐美人群，中國(guó)人群研究相對(duì)有限。更重要的是，個(gè)體遺傳背景是否會(huì)改變居住區(qū)綠化與T2D風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)，仍缺乏高質(zhì)量的前瞻性證據(jù)。尤其是，既往研究較少?gòu)募有越换ソ嵌仍u(píng)估這一問(wèn)題，即較高綠化水平對(duì)應(yīng)的絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低幅度，是否會(huì)因遺傳風(fēng)險(xiǎn)不同而有所差異。

近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院4C研究團(tuán)隊(duì)在Life Metabolism發(fā)表研究論文Joint effects of residential greenness and genetic susceptibility on type 2 diabetes: a prospective cohort study using satellite-derived NDVI。該研究基于中國(guó)中老年人群的前瞻性隊(duì)列數(shù)據(jù)，利用衛(wèi)星遙感歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）量化居住區(qū)綠化水平，系統(tǒng)評(píng)估其與新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)及糖代謝指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，并進(jìn)一步分析T2D遺傳易感性是否會(huì)改變這一關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果顯示，較高的居住區(qū)綠化水平與較低的新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，且這種關(guān)聯(lián)在中、高遺傳風(fēng)險(xiǎn)人群中更為明顯，這一結(jié)果為理解環(huán)境暴露與遺傳易感性如何共同影響T2D發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提供了來(lái)自中國(guó)人群的前瞻性證據(jù)。

研究設(shè)計(jì)：衛(wèi)星遙感NDVI、標(biāo)準(zhǔn)化糖尿病判定與遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分

研究納入浙江省嘉善縣7861名40歲及以上、基線時(shí)未患糖尿病的參與者，中位隨訪時(shí)間為3.8年。研究團(tuán)隊(duì)利用MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI），并將其與參與者居住地址的經(jīng)緯度信息進(jìn)行空間匹配；主要分析以居住地址周?chē)?00米半徑緩沖區(qū)內(nèi)的平均NDVI作為居住區(qū)綠化暴露指標(biāo)，并逐年更新2011-2016年的NDVI，以反映隨訪期間綠化暴露的時(shí)間變化。

更重要的是，該研究對(duì)新發(fā)T2D的判定不依賴單純自我報(bào)告，而是結(jié)合空腹血糖≥7.0 mmol/L、口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（OGTT）2小時(shí)血糖≥11.1 mmol/L、糖化血紅蛋白（HbA1c）≥6.5%，或自報(bào)曾被醫(yī)生診斷為糖尿病等標(biāo)準(zhǔn)。胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能分別采用HOMA-IR和HOMA-B評(píng)估。

在遺傳分析中，5389名參與者提供了DNA數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)從已報(bào)道的東亞人群T2D相關(guān)全基因組顯著位點(diǎn)中匹配并納入89個(gè)通過(guò)質(zhì)控的單核苷酸多態(tài)性（single-nucleotide polymorphisms, SNPs），按照已發(fā)表效應(yīng)估計(jì)構(gòu)建加權(quán)T2D特異性遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（genetic risk score, GRS），用于評(píng)估遺傳易感性及其與綠化暴露的交互作用。

主要發(fā)現(xiàn) 一 ：較高居住區(qū)綠化與較低新發(fā) T2D 風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)

隨訪期間共記錄499例新發(fā)T2D。研究采用隨時(shí)間變化的Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型，并逐步校正年齡、性別、教育水平、吸煙飲酒、體力活動(dòng)、飲食評(píng)分、體重指數(shù)、血壓、血脂以及隨時(shí)間變化的PM2.5暴露等潛在混雜因素。在完全校正模型中（Model 4），居住區(qū)NDVI每增加0.1個(gè)單位，新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)較低44%（HR=0.56，95% CI 0.48-0.66）。按NDVI三分位分組分析時(shí)，與最低 三分位組相比 ，最高 三分位組的 新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)較低51%（HR=0.49，95% CI 0.38-0.63）。這一反向關(guān)聯(lián)在250米和1250米緩沖區(qū)的敏感性分析中總體保持一致。

主要發(fā)現(xiàn)二：居住區(qū)綠化與更有利的糖代謝指標(biāo)相關(guān)

限制性立方樣條分析顯示，在完全校正模型中，隨著NDVI升高，新發(fā)T2D的HR呈單調(diào)下降趨勢(shì)。糖代謝指標(biāo)方面，較高NDVI與較低HOMA-IR相關(guān)，提示居住區(qū)綠化水平較高者胰島素抵抗水平較低。居住區(qū)綠化與HOMA-B之間呈非線性關(guān)系：當(dāng)NDVI升高至約0.35之前，HOMA-B隨綠化水平升高而明顯增加；超過(guò)這一水平后，HOMA-B不再繼續(xù)顯著上 升。該結(jié)果提示，綠化暴露與β細(xì)胞功能指標(biāo)之間可能存在閾值型關(guān)聯(lián) 。

主要發(fā)現(xiàn)三：遺傳易感性修飾綠化與 T2D 風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)

進(jìn)一步分層分析顯示，隨著GRS升高，新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)呈上升趨勢(shì)；與低遺傳風(fēng)險(xiǎn)組相比，中等遺傳風(fēng)險(xiǎn)組HR為1.15（95% CI 0.86-1.54），高遺傳風(fēng)險(xiǎn)組HR為1.44（95% CI 1.09-1.91）。

在中等和高遺傳風(fēng)險(xiǎn)人群中，居住區(qū)綠化與新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)之間呈顯著負(fù)向劑量-反應(yīng)關(guān)系。與同一遺傳風(fēng)險(xiǎn)層內(nèi)綠化最低者相比，綠化最高者在中等遺傳風(fēng)險(xiǎn)組和高遺傳風(fēng)險(xiǎn)組的新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)分別較低57%和61%。按綠化三分位遞增建模時(shí)，中等遺傳風(fēng)險(xiǎn)組每升高一個(gè)綠化三分位，新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)較低35%（HR=0.65，95% CI 0.49-0.87）；高遺傳風(fēng)險(xiǎn) 組風(fēng)險(xiǎn) 較低37%（HR=0.63，95% CI 0.49-0.81）。低遺傳風(fēng)險(xiǎn)組未觀察到顯著趨勢(shì)。

交互作用分析進(jìn)一步支持這一結(jié)論：居住區(qū)綠化與GRS之間存在顯著乘性交互作用（P for interaction=0.019），提示遺傳背景會(huì)修飾綠化與T2D風(fēng)險(xiǎn)之間的相對(duì)關(guān)聯(lián)。聯(lián)合分析中，低綠化且高遺傳風(fēng)險(xiǎn)組的新發(fā)T2D風(fēng)險(xiǎn)最高。加性交互作用同樣具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（RERI=0.19，95% CI 0.05-0.32，P=0.006），提示較高綠化水平在中、高遺傳風(fēng)險(xiǎn)人群中對(duì)應(yīng)更大的絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低幅度。

潛在機(jī)制

該研究是觀察性隊(duì)列研究而 非機(jī)制 實(shí)驗(yàn)，因此不能直接證明居住區(qū)綠化可因果性降低T2D風(fēng)險(xiǎn)，也不能直接闡明具體生物學(xué)機(jī)制。不過(guò)，數(shù)據(jù)結(jié)果與既往研究共同提示若干可能通路。首先，在本研究中，進(jìn)一步校正體力活動(dòng)和BMI后，居住區(qū)綠化與T2D風(fēng)險(xiǎn)之間的反向關(guān)聯(lián)變化不大；而納入隨時(shí)間變化的PM2.5暴露后，這一關(guān)聯(lián)反而增強(qiáng)，提示空氣污染暴露可能參與塑造綠化與T2D風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，但不能據(jù)此確定中介效應(yīng)。其次，較高NDVI與較低HOMA-IR以及一定范圍內(nèi)較高HOMA-B相關(guān)，提示胰島素敏感性和β細(xì)胞功能相關(guān)指標(biāo)可能是連接居住環(huán)境與T2D風(fēng)險(xiǎn)的重要代謝表型。此外，壓力緩解、下丘腦-垂體-腎上腺軸調(diào)節(jié)、睡眠改善和噪聲減少等因素也可能參與其中，但這些因素未在本研究中直接測(cè)量。從遺傳層面看，研究使用的T2D相關(guān)SNP涉及TCF7L2、KCNQ1、SLC30A8、FTO和MTNR1B等位點(diǎn)，相關(guān)通路包括炎癥、β細(xì)胞功能、能量代謝和晝夜節(jié)律等，為觀察到的基因-環(huán)境交互提供了生物學(xué)合理性線索，但仍需要進(jìn)一步功能和機(jī)制研究加以驗(yàn)證。

研究?jī)?yōu)勢(shì)、局限與公共衛(wèi)生意義

該研究的主要優(yōu)勢(shì)在于采用前瞻性隊(duì)列設(shè)計(jì)；T2D判定基于空腹血糖、OGTT 2小時(shí)血糖、HbA1c和醫(yī)生診斷等較為客觀和標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)；居住區(qū)綠化由衛(wèi)星遙感NDVI量化并按年更新；同時(shí)評(píng)估乘性和加性交互作用，使結(jié)果不僅具有流行病學(xué)解釋價(jià)值，也具有公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)分層意義。但是本研究中位隨訪時(shí)間為3.8年，仍不足以完全捕捉長(zhǎng)期環(huán)境暴露對(duì)T2D發(fā)生的遠(yuǎn)期影響。其次，NDVI雖能反映總體植被覆蓋水平，但不能區(qū)分綠地質(zhì)量、可達(dá)性、實(shí)際使用情況以及結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化綠地；研究也無(wú)法重建參與者居住地址遷移史，且缺乏工作場(chǎng)所及其他日常活動(dòng)空間的綠化暴露信息。此外，研究來(lái)自浙江省單一縣域，結(jié)果外推至其他地區(qū)或族群時(shí)仍需謹(jǐn)慎。

總體而言，該研究為居住區(qū)綠化、遺傳易感性與T2D風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系提供了來(lái)自中國(guó)人群的前瞻性證據(jù)。結(jié)果提示，居住區(qū)綠化可能是值得納入糖尿病防控考慮的環(huán)境因素；在遺傳風(fēng)險(xiǎn)較高的人群中，較高綠化水平可能對(duì)應(yīng)更大的絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低幅度。但這一結(jié)論仍應(yīng)被理解為觀察性流行病學(xué)證據(jù)，不能直接等同于因果干預(yù)效果。未來(lái)仍需在不同地區(qū)和人群中開(kāi)展更長(zhǎng)期隨訪，并結(jié)合更精細(xì)的環(huán)境暴露測(cè)量和機(jī)制研究，以進(jìn)一步驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/lifemeta/loag019

制版人： 十一

學(xué)術(shù)合作組織

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