随着中國(guó)工業化、城(chéng)市化發展,重金屬污染對環境和人(rén)體(tǐ)健康的影(yǐng)響日(rì)益引起人(rén)們廣泛關注。大(dà)量調查顯示中國(guó)一般地區人(rén)群重金屬镉、鉛暴露水平較安全,但(dàn)存在局部地區攝入量偏高的情況; 重金屬污染區镉、鉛暴露情況較嚴峻。由于镉、鉛暴露導緻的各種急、慢(màn)性疾病,嚴重威脅着人(rén)體(tǐ)健康。镉暴露可(kě)引發包括腎毒性、骨損傷、神經毒性、心血管損傷、糖尿病及癌症等多器官系統損傷; 而鉛導緻的健康危害包括神經、免疫、血液和造血、 生(shēng)殖内分(fēn)泌、消化系統等。镉、鉛暴露标志物研究進展主要基于代謝組學等分(fēn)析方法的發展,但(dàn)仍缺乏較權威的新指标。

          随着經濟快(kuài)速發展,人(rén)們對資源的需求量不斷增大(dà),由此引發的環境問(wèn)題也日(rì)益嚴重。全球疾病負擔研究顯示,在中國(guó)主要緻死緻殘的前15個危險因素中,與重金屬污染有關的就(jiù)有環境顆粒物污染、燃燒導緻的室内空氣污染及鉛污染。重金屬因其高毒性及多種環境介質的普遍存在性,是環境污染的主要組成部分(fēn)。據統計(jì),中國(guó)僅水體(tǐ)重金屬污染率就(jiù)高達80%以上。國(guó)内外研究表明镉、鉛等重金屬暴 露可(kě)導緻多種急慢(màn)性疾病,但(dàn)中國(guó)總體(tǐ)而言,重金屬暴露資料仍較缺乏,典型重金屬污染地區人(rén)群的健康危害程度也有待評估。本文針對中國(guó)近年(nián)來(lái)環境中镉、鉛暴露流行病學證據、對居民(mín)健康危害現狀及镉、鉛暴露的生(shēng)物标志物研究進展綜述如(rú)下。  

1 重金屬镉、鉛暴露流行病學現狀

        中國(guó)有 64 種金屬被列爲有色金屬,其中對人(rén)體(tǐ)健康影(yǐng)響較大(dà)的有镉、鉛、汞、銅、鋅等及半有色金屬砷。镉是目前最常見(jiàn)的重金屬污染物,在生(shēng)物體(tǐ)内半衰期長達10 ~ 30 年(nián),爲已知最易在體(tǐ)内蓄積的有毒物質。鉛廣泛應用于工業交通建築等多領域, 2000—2010 年(nián)全國(guó)新發慢(màn)性職業中毒病例中鉛及其化合物引起的新發病例居首位。重金屬污染區包括涉重金屬産業密集地區、單位面積重金屬污染物産生(shēng)量大(dà)及環境質量嚴重惡化的地區; 而無相(xiàng)關污染性企業或重金屬本底值較低區域爲一般地區。 

1.1 一般地區镉、鉛暴露環境镉來(lái)源包括自(zì)然因素和人(rén)爲因素,其中伴随其他(tā)金屬開采的被動釋放(fàng)及作(zuò)爲工農業原料如(rú)電鍍、塑料穩定劑及防腐劑等人(rén)爲因素是環境镉暴露的主要原因。日(rì)常膳食和吸煙是一般地區镉攝入的主要來(lái)源。環境鉛污染主要來(lái)源于采礦活動、含鉛汽油大(dà)氣殘留、工業排放(fàng)、化妝品及鉛酸蓄電池等,其中食 物途徑的攝入是人(rén)體(tǐ)鉛的主要來(lái)源。因膳食攝入是鉛、镉進入人(rén)體(tǐ)、影(yǐng)響身(shēn)體(tǐ)健 康的主要途徑,故食物中镉、鉛暴露檢測是一般地區環境監測的重點。上海、成都(dōu) 和廈門(mén)地區市民(mín)膳食中镉、鉛暴露水平研究顯示,3市居民(mín)平均每周膳食中镉暴露量分(fēn)别爲0. 0025、0. 0051和0. 034 6 mg /kg,分(fēn)别占暫定每周可(kě)耐受攝入量( provisional tolerable weekly intake, PTWI) 的35. 06%、72. 86%和138. 40%; 平均每周膳食中鉛暴露量分(fēn)别爲0.006 2、0.006 9 和0.016 4 mg/ kg,占 PTWI 的24.77%、27.6% 和65.6%。不同年(nián)間總膳食的研究表明每人(rén)每日(rì)鉛膳食攝入量稍有降低,而人(rén)群镉攝入量有增加趨勢。

         近期,全國(guó)東、西和中部 8 個省 24 個市縣18120名 6 ~ 60 歲人(rén)群的抽樣調查結果顯示,中國(guó)一般人(rén)群血镉幾何均數爲0. 49 μg /L,尿镉爲0. 28 μg /L; 一般人(rén)群血鉛幾何均數爲34. 9 μg /L,尿鉛爲1. 05 μg /L。美國(guó)研究顯示,2011—2012 年(nián)美 國(guó)人(rén)群血镉水平爲 0.279 μg/L,尿镉水平爲 0.179μg/L,血鉛水平爲0.973 μg/L,尿鉛爲0.458 μg/L;日(rì)本一項研究顯示,日(rì)本人(rén)群血镉水平爲 1.23μg/L,血鉛爲15.8μg/L。提示,中國(guó)一般人(rén)群血鉛水平明顯高于美國(guó)和日(rì)本,血镉水平高于美國(guó)。 

1. 2 重金屬污染區镉、鉛暴露重金屬污染區镉、鉛超标情況日(rì)益引起人(rén)們的關注。廢舊礦區附近由于重金屬污染導緻的潛在健康危害已日(rì)益顯露。廣西某鋅鉛礦區居民(mín)健康狀況調查結果顯示,該礦區環境镉污染對常住居民(mín)的腎髒産生(shēng)了影(yǐng)響。江 西大(dà)餘 76 名志願者19年(nián)的随訪研究顯示,與1987年(nián)比較,2006 年(nián)镉污染更爲嚴重,大(dà)米中镉含量增加了近1倍,志願者 β2 - 微球蛋白(bái)( β2 -microglobulin, β2 -MG) 持續增高,提示腎功能惡化。而張文麗等發現貴州省赫章(zhāng)縣6 ~ 75歲各組人(rén)群累積 镉暴露水平均超過世界衛生(shēng)組織( World Health Organization, WHO) 提出的镉最大(dà)耐受量 60 ~ 70 μg/d,且男性55歲以上( 女(nǚ)性 65 歲以上) 人(rén)群镉累積暴露已達到 WHO 建議(yì)的健康危害阈值2000mg水平。吉耕中等發現湖南(nán)省學齡前兒童平均血鉛爲(81.9 ±34.5) μg/L,血鉛超标者達23.58%, 鉛中毒者爲0. 49% ,其中某礦區幼兒園兒童血鉛異常率高達 46. 73% 。

 2 重金屬暴露對人(rén)群健康危害

2. 1 镉暴露對人(rén)群健康危害镉是污染食品和飲水的常見(jiàn)重金屬元素。環境镉暴露導緻人(rén)體(tǐ)健康危害除腎毒性外,還(hái)引發骨損傷、癌症、神經毒性、糖尿病及心血管損傷等。Chen 等研究發現女(nǚ)性或男性血镉分(fēn)别爲0~2 、2~5 及 > 5μg/L時 ,骨密度依次爲 0.67、0.63 和 0.60或 0.88、0.85 和 0. 81 g /cm² ,提示骨密度降低與血镉水平呈正相(xiàng)關。镉與乳腺癌發生(shēng)的研究結果并不統一,有研究顯示镉暴露不是乳腺癌發生(shēng)的風(fēng)險因子。但(dàn)岑玉玲等研究結果顯示,尿镉高、中低水平組乳腺癌患者人(rén)表皮生(shēng)長因子受體(tǐ)2( human epidermal growth factor receptor-2, HER-2 ) 陽性率分(fēn)别爲28. 2% 和 16. 5% ; 淋巴結和( 或) 遠(yuǎn)處轉移率分(fēn)别爲 47. 2% 和32. 0%; 且尿镉高水平組乳腺癌患者 TNM 分(fēn)期較晚; 尿镉水平與患者 HER-2 狀态,區域/遠(yuǎn)處轉移狀态及乳腺癌階段均相(xiàng)關聯。另有研究顯示,镉暴露可(kě)對男性工人(rén)的生(shēng)殖系統産生(shēng)内分(fēn)泌幹擾作(zuò)用。

 2. 2 鉛暴露對人(rén)群健康危害職業接觸鉛導緻的健康危害包括神經、免疫、血液和造血、生(shēng)殖内分(fēn)泌、消化系統等并可(kě)累及腎髒。Murata等研究認爲血鉛濃度爲107 ~ 175μg /L 時即可(kě)産生(shēng)神經毒性。李剛等研究發現與非暴露組比較,中短(duǎn)期鉛暴露工人(rén)外周血白(bái)細胞數、粒細胞百分(fēn)比及絕對值明顯升高,提示鉛暴露可(kě)能增加血液中炎症細胞數。而林曉娜等研究顯示,血鉛最高劑量組( >600 μg /L) 正中神經末端潛伏期均值爲3. 63 ms,明顯長于總均值3. 30 ms; 波幅均值爲5. 63 μV,明顯低于總均值7. 27 ΜV; 而各組運動神經傳導速度之間無統計(jì)學差異,表明鉛對正中神經遠(yuǎn)端潛伏期和振 幅具有影(yǐng)響但(dàn)不影(yǐng)響運動神經傳導速度。王燕等對中國(guó)鉛對男性生(shēng)殖健康影(yǐng)響進行了meta分(fēn)析,結果顯示鉛接觸緻男性陽痿、早洩的合并relative risk ( RR) 值分(fēn)别爲 2. 55 和 2.23,表明鉛可(kě)對男性的生(shēng)殖健康造成損傷。此外,鉛對兒童的影(yǐng)響 尤爲引人(rén)關注,鉛暴露可(kě)能影(yǐng)響兒童生(shēng)理(lǐ)發育、認知功能和社會情緒。梁肖雲等研究顯示兒童血鉛與網織紅(hóng)細胞參數呈相(xiàng)關性,提示鉛對血液系統具有一定影(yǐng)響。 

3 重金屬暴露的生(shēng)物标志物

        重金屬暴露危害人(rén)體(tǐ)的早期表現不明顯,常規檢查難以發現。而重金屬暴露生(shēng)物标志物研究可(kě)爲重金屬中毒早期診斷提供依據,監測健康損害的發生(shēng)、發展,并及時預防和治療。 

3. 1 镉暴露生(shēng)物标志物镉暴露早期評價指标主要集中在腎髒,傳統的尿中腎毒性生(shēng)物标志物包括3類: ( 1) 镉及镉結合蛋白(bái)—金屬硫蛋白(bái)(metallothionein, MT) ,镉與 MT 結合形成的镉-MT 可(kě)經血液在腎髒蓄積而産生(shēng)毒性;(2)低分(fēn)子蛋白(bái),如(rú)β2 - MG、克拉拉細胞蛋白(bái)( Clara-cell protein, CC-16) 、α - 微球蛋白(bái)、視黃(huáng)醇結合蛋白(bái)、維生(shēng)素 D 結合蛋白(bái)等; ( 3) 因近曲小管病理(lǐ)損傷而升高的蛋白(bái),如(rú)尿 N -乙酰 - β - D - 氨基葡萄糖苷酶、α 谷胱甘肽 - S -轉移酶等。近年(nián)發現的腎損傷分(fēn)子 - 1( kidney injury molecule-1,Kim-1) 是一種新型的腎損傷指标,較尿蛋白(bái)出現早4 ~5 周,較CC-16 和MT 早1~3 周。尿液中 Kim-1是第一個被美國(guó)食品藥品監督管理(lǐ)局和歐洲藥物機(jī)構認證的腎毒性指标。随着代謝組學發展,人(rén)們希望通過代謝組學方法發現新型标志物。如(rú)利用高分(fēn)辨率氫核核磁共振光(guāng)譜儀 ( high-resolution 1H NMR spectroscopy) 發現,尿中檸檬酸鹽水平與尿镉水平顯著相(xiàng)關,可(kě)能成爲镉腎毒性的生(shēng)物标志物。Gao 等 利用液相(xiàng)色譜 4 極杆飛行質譜及氣相(xiàng)-質譜連用技術(shù)檢測長期镉接觸人(rén)群尿代謝物,結果顯示包括氨基酸代謝、半乳糖代謝、肌酸代謝及類固醇激素的代謝産物均發生(shēng)改變。其中N-甲基-L-組氨酸在尿镉濃度很低時就(jiù)顯著升高,可(kě)能成爲镉的敏感标志物。 

3. 2 鉛暴露生(shēng)物标志物按照(zhào)生(shēng)物标志物的系統分(fēn)類方法,鉛暴露的生(shēng)物标志物分(fēn)爲: 接觸标志物、效應标志物。其中鉛的接觸标志物包括全血鉛、紅(hóng)細胞鉛、血漿鉛、唾液鉛、骨鉛、尿鉛、發鉛、指( 趾) 鉛和齒鉛等。但(dàn)最廣泛認可(kě)的用于檢測體(tǐ)内鉛負荷及評估鉛攝入量的指标是血鉛。鉛的血液系統損傷标志物有鋅原卟啉( zinc protoporphyrin, ZPP) 、 δ-氨基乙酰丙酸脫水酶( δ-aminolevulinic acid dehydratase, δ-ALAD) 等。研究表明 δ-ALAD 與血鉛 呈負相(xiàng)關,而 ZPP 活性與血鉛呈正相(xiàng)關。此外 WHO 認爲輔酶 I 合成酶( nicotinamide adenine dinucleotide synthetase, NADS) 降低是鉛對人(rén)體(tǐ)産生(shēng)的重要效應,故NADS活性可(kě)能作(zuò)爲鉛的生(shēng)物效應指 标。鉛中毒患者血漿中鉛能取代銅與血漿銅藍蛋白(bái)氧化酶結合,導緻銅藍蛋白(bái)氧化酶活性降低,故銅藍蛋白(bái)氧化酶也可(kě)作(zuò)爲鉛的監測指标。馮祖輝等檢測冶煉工人(rén)血鉛與熱(rè)應激蛋白(bái)70( heat shock protein-70,HSP70) 的關系時,發現二者呈正相(xiàng)關( r = 0. 322, P < 0. 05),提示HSP70可(kě)作(zuò)爲鉛接觸人(rén)群監控的生(shēng)物标志物。 

4 小結

         随着國(guó)家對重金屬危害的重視,重金屬污染及其人(rén)群健康損害研究力度正不斷加強,但(dàn)現有數據基本是靜(jìng)态的調查結果,缺乏大(dà)樣本的動态數據積累; 重金屬镉、鉛對人(rén)體(tǐ)健康的危害尤其是慢(màn)性持續暴露導緻疾病的研究普遍爲小樣本回顧性調查,缺 乏大(dà)樣本前瞻性隊列研究; 而镉、鉛暴露的生(shēng)物标志物也缺乏較權威的新指标,使得(de)重金屬靶器官損害不能實現早期預警。中國(guó)環境重金屬暴露對人(rén)群健康的影(yǐng)響仍有許多問(wèn)題有待探討(tǎo),重金屬污染大(dà)數據庫的建立、新型早期預警标志物的研發将是重金屬污染健康危害未來(lái)的研究重點和方向。