2026年4月，中国科学院生态环境研究中心环境化学与环境毒理全国重点实验室刘倩、江桂斌等应Environmental Science & Technology创刊60周年特刊邀请，发表题为“From Exposure to Causation: A Closed-Loop Framework for Toxicological Validation in Exposomics”的观点文章，提出了面向下一代暴露组学研究的闭环式跨学科框架，为破解环境暴露与疾病因果关联难题提供了系统性方案。

环境因素占人类慢性病成因的70%-90%，但暴露与疾病的双重复杂性长期制约对环境暴露与疾病发生之间的因果关系理解。环境暴露种类繁多、时空动态多变，个体化内暴露表征仍然有限。且疾病异质性高，从暴露到发病涉及了多个生物学中间环节。研究指出，已确认的致病毒物仅占人类可能接触化学空间的极小部分，大量未知有毒物质亟待挖掘；当前研究缺乏暴露分析与毒理学验证的全面考虑，以高分辨质谱为中心的单向研究模式难以追溯完整的因果链条（图1）。

图1. 当前暴露组学的研究局限

针对上述局限，团队提出一套“闭环式”跨学科框架，即从人群疾病负担出发识别关键暴露，通过内外暴露分析建立风险关联，利用效应导向分析识别关键致病组分并提出毒理学假说，再以实验与计算毒理学验证因果路径，最后将机制发现反馈至人群研究以优化评估。这一迭代循环打破了流行病学、暴露分析与机制验证之间的学科壁垒，形成完整的数据闭环。

为支撑该框架实施，文章提出全周期、全组分、全景观的暴露组方法学发展方向。例如，发展可穿戴传感器与同位素示踪技术实现动态监测，拓展非靶向与效应导向分析全面表征复杂暴露，推动空间暴露组学与单细胞暴露组学在精细尺度解析内暴露全景。该框架有望重塑暴露组学研究范式，从间接政策转化转向直接提供机制验证的生物标志物与优先毒物清单。

图2. 从环境暴露到健康结局的闭环式暴露组学研究框架

该论文通讯作者为刘倩和江桂斌，第一作者为博士生张伟灿。研究得到了国家自然科学基金、中国科学院基础研究领域青年团队项目、国家重点研发计划以及广州国家实验室项目等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.6c02490