第一部分日化用品化学物质与美国中老年人听力阈值之间的关系:一项横断面研究背景和目的:年龄相关性听力损失是中老年群体中随着年龄增长而逐渐出现的感音神经性听力损失,严重影响中老年人群的生活质量和经济状况,然而目前除了听觉植入外还没有其他手段可以治疗年龄相关性听力损失,因此预防年龄相关性听力损失的发生至关重要。二苯甲酮-3、双酚A、a、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、2,5-二氯苯酚和2,4-二氯苯酚是肥皂、沐浴乳、牙膏和化妆品等日化用品中常见的化学添加剂。它们被视为常见的环境污染物,被广泛报道可以引起人体多种疾病的发生。然而作为一类暴露很广泛的化学物质,还没有研究探讨它们和年龄相关性听力损失的关系。本研究旨在探索7种常见日化用品化学物质与中老年人群听力阈值的关系,为年龄相关性听力损失的预防提供新的思路。方法:本研究原始数据来源于2007年至2016年间845名参加美国国家健康营养并有完整听力测试数据及尿日化用品化学物质代谢物数据的45岁以上中老年人。我们排除了耳镜ABT-199采购检有异常或鼓室图峰值小于等于0.3 m L的参与者并在所有统计模型中调整了潜在的混杂因素。我们首先利用加权线性回归模型和加权限制性立方样条回归模型分析单个化学物质暴露对高频或低频听力阈值的影响,使用基于有效检验次数的FDR调整P值。考虑到这7种日化用品化学物质之间存在相关性,我们还利用贝叶斯核机器回归分析它们对高频或低频听力阈值的联合影响。我们还使用无监督聚类的方法,探索在中老年人群中7种日化用品化学物质暴露模式,将样本人群划分为不同的暴露组,展示不同暴露组高频和低频听力阈值的最小二乘几何均值。我们还进行了多重敏感性分析以测试结果的稳健性。结果:在加权线性回归中,我们发现仅抗菌剂三氯生对中老年人高频听力阈值具有显著的保护作用(β值(95%置信区间):-0.MDV3100分子式018(-0.034,-0.0029),P.adj=0.005)。在加权限制性立方样条回归中我们发现防腐剂或抗菌剂2,4-二氯苯酚(P.adj=0.039),2,5二氯苯酚(P.adj=0.039)以及三氯生(P.electrodiagnostic medicineadj=0.02)与高频听力阈值的非线性关系显著。2,4-二氯苯酚与高频听力阈值呈倒‘U’型的关系,随着2,4-二氯苯酚暴露的增加,高频听力阈值先上升,后下降,且下降的幅度较上升的幅度更大;而随着2,5-二氯苯酚暴露的增加,高频听力阈值先略微上升,后急剧下降;三氯生暴露增加高频听力阈值一直呈下降趋势,只是曲线前半段幅度更大,后半段更趋于平缓。通过贝叶斯核机器回归,我们发现7种日化用品化学物质联合暴露对中老年人听力具有保护作用,对高频听力的保护作用更为明显。此外贝叶斯核机器回归展示的单个化学物质与听力阈值的剂量-反应关系曲线与加权限制性立方样条回归大体一致,仅防腐剂或抗菌剂类物质对中老年人听力有保护作用。无监督聚类将样本人群聚类为4个集群,根据不同化学物质暴露特点,我们将集群1视为对羟基苯甲酸酯类高暴露组;集群4视为三氯生高暴露集群。集群2视为二氯苯酚类高暴露组。集群3视为日化用品化学物质总体低暴露组。然后我们基于加权线性回归计算不同集群听力阈值的最小二乘几何均值。我们发现与集群3相比,只有三氯生高暴露集群对高频听力的保护作用最明显(P=0.00258)。在多重敏感性分析中,我们的结果仍然保持一致。结论:通过这部分研究,我们发现日化用品中以三氯生为代表的抗菌或抑菌剂对中老年人高频听力阈值具有保护作用,这与以往研究报道的三氯生多种毒副作用相矛盾。此外,由于横断面研究的性质,我们无法完全排除反向因果关系的可能。第二部分三氯生对老年性聋的保护作用:动物模型验证背景和目的:在第一部分研究中,我们在人群中首次观察到日化用品化学物质中,以三氯生为代表的防腐剂或抗菌剂类物质对中老年人高频听力阈值具有显著的保护作用,然而这与以往大量研究报道的三氯生的毒副作用相矛盾。由于这种保护作用是第一次被观察到,还需要纵向研究来验证因果关系。由于三氯生常用于牙膏、漱口水中,最近的研究表明可以在小鼠饮用水中添加一定浓度的三氯生来近似模拟三氯生在人群中的暴露模式,这为在小鼠模型中进一步验证三氯生对年龄相关性听力损失的保护作用提供了条件。在这部分研究中,我们利用C57BL/6J小鼠模型验证三氯生对年龄相关性听力损失的保护作用,排除反向因果关系。方法:将24只3月龄C57BL/6J雄性小鼠随机分为4组,每组6只,分别为对照组(饮用水中添加10ml二甲基亚砜)、处理1组(TCS1组,饮用浓度1ppm的三氯生溶液)、处理2组(TCS2组,饮用浓度10ppm的三氯生溶液)和处理3组(TCS2组,饮用浓度80ppm的三氯生溶液)。在小鼠年龄为3、6、9月龄时,记录16k Hz、12k Hz、8k Hz和4k Hz频率的ABR阈值,使用R语言(版本4.0.4)进行统计分析,P<0.05被认为有统计学意义。Kruskal-Wallis检验用来确定各组间ABR阈值的差异是否有统计学意义。若各组总体差异有统计学意义,Wilcoxon秩和检验用于确定各组间两两比较的统计学意义。结果:基线时对照组、TCS1组、TCS2组和TCS3组各频率t ABR大致正常,差异无统计学意义。6月龄时,我们发现16kHz、12kHz和8kHz频率TCS2组与对照组听力阈值有降低的趋势,此外我们注意到与TCS2组相比,TCS3组差异听力阈值有上升的趋势。但是通过Kruskal-Wallis检验发现各组听力阈值的差异均无统计学意义。9月龄时,在16kHz和12kHz两个频率4个处理组听力阈值总体差异有统计学意义。各组之间两两比较发现仅TCS2组听力阈值较对照组明显降低,差异有统计学意义。结论:我们在小鼠模型中初步验证了三氯生对年龄相关性听力损失的保护作用。由于三氯生作为一种抗菌剂主要经口暴露,我们推测三氯生可能通过口腔菌群发挥间接的听力保护作用,这仍需进一步验证。第三部分中老年人尿三氯生浓度,口腔健康状况和听力阈值的关系:中介效应分析背景和目的:之前的研究中,我们首次发现日化用品化学物质中,以三氯生为代表的防腐剂或抗菌剂可能对年龄相关性听力损失具有保护作用。我们还在动物模型中验证了三氯生对老年性聋小鼠模型的听力保护作用从而基本排除了反向因果关系的可能。然而以往的人群和细胞实验都表明,三氯生作为牙膏、漱口水中添加的抗菌剂,对人体健康有诸多不利影响,甚至具有神经毒性,这与我们观察到的三氯生对年龄相关性听力损失的保护作用是相矛盾的。因为三氯生作为牙膏、漱口水中的抗菌剂,可以作用于口腔微生物促进口腔健康。此外,三氯生还难以透过血脑屏障。因此,我们假设三氯生可以通过调节口腔微生物菌群,促进口腔健康的同时间接地发挥听力保护作用。如果假设成立,那么在中老年人群中很可能存在三氯生通过促进口腔健康这个中间因素来发挥听力保护作用的证据。本研究旨在利用中介效应模型在美国一般人群中探索口腔健康状况是否是三氯生在中老年人群中发挥听力保护作用的中介因素。方法:本研究使用2011-2015年,美国全国健康和营养调查中45岁上的655名中老年人的社会人口统计学、生活方式、听力测量、尿三氯生代谢物浓度,口腔健康调查问卷数据进行分析。我们排除了耳镜检有异常或鼓室图峰值小于等于0.3 m L的参与者。我们在所有统计模型中调整了潜在的混杂因素。我们首先使用加权线性回归模型来分析口腔健康状况不同的人群听力阈值的差异是否有统计学意义。然后使用logistic回归模型分析三氯生四分位浓度对口腔健康状况的影响。最后,我们建立中介效应模型来探索三氯生是否可以通过促进口腔健康来保护年龄相关性听力损失。结果:我们首先通过加权线性回归模型,在调整了所有协变量之后,我们计算了不同口腔健康状况听力阈值的加权最小二乘几何均值。我们发现相比于口腔健康状况一般/差的人群,口腔健康状况良好的人群有更好的高频纯音听力,口腔健康状况良好的人群比口腔健康状况一般/差的人群高频听力阈值低约5d B,且差异有统计学意义(P=0.0095)。我们使用了logistic回归验证了在我们纳入的样本中,三氯生是否可以促进口腔健康。与其他研究结果一致,在本研究中,我们同样发现三氯生对口腔健康有着显著的保护作用,与三氯生第一个四分位浓度相比,其余三个四分位均有显著更低的口腔健康状况不良风险。在按口腔健康状况分层后,我们发现,在口腔健康状况一般/差的人群中三氯生对高频听力虽然仍有保护作用的趋势,但是差异不再有统计学意义。而在口腔健康的参与者中,三氯生对高频听力的保护作用仍明显。在发现中老年人尿三氯生浓度、口腔健康状况和高频听力阈值三者之间存在显著关系后,我们利用中介效应模型我们发现三氯生可以通过促进口腔健康来发挥听力保护作用(中介途径占比20%,P<10-16)。结论通过中介效应模型分析,我们发现三氯生对年龄相关性听力损失的保护作用与三氯生调节口腔微生物促进口腔健康的作用存在重叠。人体内可能存在类似于’肠道菌群-内耳’轴的‘口腔菌群-内耳’轴。