復旦大學驚人發現：僅3天的廚房烹飪油煙，就能引起肺炎和損傷腸道！持續7天更嚴重

所謂民以食爲天，中國人對家的熱愛，可能有一半都傾注在了廚房裡。在傳統中國人的廚房中，無論是最常見的烹飪方式爆炒、煎炸，還是偶爾做個大餐會使用到的燒烤、油燜，這些方式帶來了無數的色香味俱全的美味佳餚，但同時也存在着濃濃的煙火氣。

當然，說得好聽點是“煙火氣”，其實就是烹調油煙（COFs）。COFs由烹調油或食物成分在高溫烹飪過程中熱分解或熱解產生的顆粒物和氣體物質組合而成，是室內空氣污染物的主要來源之一。

COFs中含有多種有害物質，比如多環芳烴、丙烯醛等，長期吸入可能會對人體健康造成損害。調查數據顯示，非吸菸者的肺癌發病率增加了2倍，背後的主要致病因素便是COFs。《柳葉刀》上曾刊登過一篇全球性的調研評估，將廚房煙霧污染列爲重大健康問題隱患，排序僅次於高血壓、抽菸和酗酒。

近日，來自復旦大學的研究團隊從元基因組學、轉錄組學和代謝組學等多方面揭露了COFs的“邪惡嘴臉”。僅僅3天時間，吸入COF就能誘發肺部炎症，並導致胃腸道功能紊亂；持續7天的暴露會破壞腸道微生物羣並改變色氨酸代謝；而14天之後則會觀察到進一步變化（適應性反應）。

也就是說，COFs的健康危害不侷限於呼吸系統，還會“流竄”至遠端器官腸道，影響全身健康。沒想到啊沒想到，竟然被“煙火氣”背刺了！

doi: 10.1021/acs.est.4c06035

COFs由復旦大學的烹調油煙形成與暴露設備（COFFEE）產生，該設備包括了四個部分：COF生成系統、通風管道、動物暴露倉以及採樣和監測管道。

考慮到大豆油的廣泛使用以及加熱大豆油能產生“典型”的COFs，研究者選用了加熱大豆油來產生COFs。整個加熱過程中，油溫保持在200°C左右，產生的PM2.5濃度爲23-30mg/m3。

爲了復刻人類短期暴露於COFs的情況，研究者將實驗小鼠連續14天暴露於COFs中，每天2次（每日上午9點和10點），每次持續30分鐘。其中，30分鐘包括了加熱100mL大豆油併產生COFs的20分鐘，以及停止加熱後的10分鐘。

COFFEE設備情況

在小鼠接觸COFs的第0、3、7、14天，研究者分別記錄下小鼠的多組學情況變化。

僅僅3天的暴露，研究者就觀察到小鼠體內的炎症標誌物的水平變化。具體來說，隨着暴露時間的增加，肺部的白介素IL-6水平持續增加，並在第3天達到峰值；而IFN-γ水平在第1和2天幾乎不變，但第三天開始出現“躍升”。

事實上，IL-6和IFN-γ均是炎症反應的關鍵調節因子，在促進和抑制炎症的過程中都發揮着重要作用。同時，這些細胞因子的上調與炎症反應的嚴重程度直接相關，即IL-6和IFN-γ的水平越高，意味着越嚴重的炎症反應。

但炎症標誌物水平的變化並不侷限於肺部，研究者還在腸道組織中觀察到了IFN-γ水平的升高。不過值得注意的是，COFs雖然引起了小鼠腸道內炎症反應調節因子的升高，但它並不是導致炎症性腸病（IBD）的直接原因，而可能是通過促炎機制增加了IBD的發生風險。

暴露於COFs的小鼠的炎症標誌物水平

隨着暴露於COFs的時間不斷延長，小鼠腸道組織的病理學損傷也越來越明顯。與暴露前相比，暴露第3天后，腸道脂肪有所減少，且略有紊亂；到了COFs暴露的第7天，腸道脂肪表現出嚴重的解離，同時杯狀細胞的凝聚性也明顯受損，與IBD的臨牀症狀一致。

然而，有意思的是，到了第14天，研究者卻觀察到了腸道脂肪細胞的聚集，說明小鼠腸道可能出現了適應性改變。

器官重量的變化被廣泛認爲是化學物質對器官造成損傷的高敏感指標之一。於是，研究者進一步測量了不同暴露時間下腸道質量的差異，發現了類似的現象：和基線相比，暴露COFs第3天和第7天之後，小鼠的腸道質量和相對器官重量均顯著降低；但到了第14天卻出現了“反彈”。

不同COFs暴露時間下腸道切片特徵區別

研究者進一步對小鼠進行了宏基因組分析、腸道菌羣分析和色氨酸代謝分析，從多方面確認了廚房烹飪油煙誘發腸道疾病IBD的機制。

1）基因組學改變：

對IBD的基因組學檢測發現，隨着暴露於COFs的時間不斷增加，與IBD息息相關的TLR5、MHCII、TCR、IL12Rβ1和TLRs等基因表達出現了明顯的變化。

舉例來說，MHCII是一種有助於提升腸道消化能力、抵禦IBD壓力的重要基因，其介導的抗原呈遞是推動CD4+ T細胞協調免疫反應的基礎。在基線時，MHCII的表達爲50%；但到了第3天時，竟然沒有表達；不過，到了第7天和第14天時，MHCII表達回到了12.5%。

IBD生物特異性通路圖以及不同暴露時間下小鼠的IBD基因表達

2）腸道菌羣分析：

對暴露於COFs小鼠的腸道菌羣進行分析發現，從基線到第3天和第7天，腸道菌羣種類的總計數從最初的119減少到109和62，但第14天稍稍反彈回了97。

而具體到特有的細菌羣發現，隨着暴露時間的不斷增加，多種腸道菌羣的丰度均表現出不同程度的變化。

比如：在暴露於COFs的第3天，Lactobacillus、Bacillus和Escherichia-Shigella的數量顯著增加，但Dubosiclla、Bifidobacterium和Munribaculaceae的數量卻有所減少。事實上，Lactobacillus和Escherichia-Shigella這兩種腸道菌有助於蛋白質降解並增強對腸炎的抵抗力，同時Bacillus是一種能有效減輕由腸炎引起的應激症狀的益生菌。換言之，在COFs誘導IBD的早期階段，腸道微生物羣的組成發生了明顯的變化，以抵抗與IBD相關的應激。

但到了第7天，研究者觀察到Lactobacillus的數量顯著增加，但伴隨着其他細菌物種的丰度減少，甚至某些腸道菌羣直接“消失”。這些變化與IBD相關基因表達的發現一致，暗示着暴露於COFs的7天后誘發了嚴重的IBD。

不過在14天的暴露後，腸道微生物羣物種的丰度又略有增加，可見IBD在14天后略有緩解。

腸道菌羣分析情況

3）色氨酸代謝分析：

色氨酸代謝可作爲IBD發展的實時指標，與IBD有着千絲萬縷的聯繫。研究者發現，在COFs的影響下，腸道微生物羣的組成發生了變化，進一步導致色氨酸的微生物代謝產生改變，包括：色氨酸-3-乙酸和3-甲基吲哚的表達水平升高。

COFs引起IBD的機制

綜上所述，烹飪油煙是室內污染物的主要來源之一，先前被認爲與呼吸系統疾病有關。而這項研究繼續向下挖掘，研究者發現吸入的環境污染物還會對遠端器官產生影響，即COFs會誘導IBD相關的基因表達增加，而這些改變受到腸道菌羣的影響並進一步導致色氨酸代謝發生改變。

因此，你以爲聞着很香的“煙火氣”，本質上卻是健康刺客——不僅會損害肺部健康，還可能會進一步產生全身影響。

但人是鐵飯是鋼，做飯總歸是要做的，最好的辦法就是“做飯時保證良好的通風”。先前Science子刊上的研究推薦：在做飯時一定要打開廚房裡窗戶，保持良好的通風，同時將抽油煙機開到最大功率，或能在更短的時間內降低NO2、苯以及烹飪油煙中其他有害物的濃度。

參考資料：

[1]Bhurosy T, Marium A, Karaye IM, Chung T. Where there are fumes, there may be lung cancer: a systematic review on the association between exposure to cooking fumes and the risk of lung cancer in never-smokers. Cancer Causes Control. 2023 Jun;34(6):509-520. doi: 10.1007/s10552-023-01686-y. Epub 2023 Apr 8. PMID: 37031313.

[2]卜雲峰,藍式賢.烹飪油煙對人體健康危害研究[J].中國食品工業,2022(12):112-114+119.

[3]Liu B, Wang G, Wang L, Yan J, Zhu K, Liu Q, Zhao J, Jia B, Fang M, Rudich Y, Morawska L, Chen J. Unraveling Cross-Organ Impacts of Airborne Pollutants: A Multiomics Study on Respiratory Exposure and Gastrointestinal Health. Environ Sci Technol. 2024 Sep 3;58(35):15511-15521. doi: 10.1021/acs.est.4c06035. Epub 2024 Aug 15. PMID: 39145585.

撰文 | Swagpp

編輯 | Swagpp

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