我国南方某地区环境镉暴露人群肾损伤效应的追踪研究

摘要

镉是一种有毒重金属元素，可通过环境及食物链进入人体，在体内长期蓄积,半衰期达10年以上，最终造成机体肾脏、心脏、骨骼等多个脏器及系统受损，其中肾脏是机体长期镉蓄积及损伤的主要靶器官。
　　在环境高镉本底地区，膳食是当地居民镉暴露的主要途径，其中大米和蔬菜是主要食物来源。环境镉暴露人群机体镉负荷水平明显高于对照地区，且与肾损伤效应呈剂量-效应关系。同时镉负荷水平或肾损伤程度与暴露时间有关。
　　本研究拟开展天然高镉本底地区人群流行病学调查，结合运用实验室检测手段，比较分析3年前后调查地区主要食物镉含量、调查人群机体镉负荷水平（尿镉含量）和肾损伤效应（尿β2-MG、NAG）的变化，探讨食物镉与机体镉负荷及机体镉负荷与肾损伤效应之间的关联，为相关部门制定防治措施提供人群流行病学依据。
　　目的:
　　比较分析3年前后调查地区主要食物镉含量、调查人群机体镉负荷水平和肾损伤效应的变化，探讨食物镉与机体镉负荷及机体镉负荷与肾损伤效应之间的关联，为相关部门制定防治措施提供人群流行病学依据。
　　方法:
　　1.现场流行病学调查
　　1.1调查对象
　　本研究选择我国南方某高镉本底地区作为调查地区，并依据预调查结果中土壤和大米的镉污染水平将调查地区分为低暴露区和高暴露区。以分层随机抽样和整群抽样结合的方法抽取在当地居住15年以上、年龄>40周岁、无职业镉暴露的人群作为调查对象，共计414名，其中低暴露组168名，高暴露组246名。3年后追踪随访上述调查对象，最终共随访到305名，其中低暴露组116名、高暴露组189名。
　　1.2问卷调查
　　通过个人健康问卷了解调查对象的健康状况。两次调查的问卷和方法均保持一致。问卷内容包括个人一般情况（性别、年龄等）、吸烟习惯、饮食习惯、职业接触史、疾病史和家族史等。其中吸烟定义为一生中连续或累积吸烟6个月以上，且在调查前30天内吸过烟。
　　1.3现场体检
　　两次调查均由专业的内科医生进行身体测量和内科询诊，骨科医生进行骨骼询诊、脊柱触诊和站立抬腿转身下蹲等检查。主要获得身高、体重、肝肾等内科疾病、肢体功能等方面的信息。
　　1.4样本的采集、运输及保存
　　两次调查均以家庭为单位，采用四分法入户采集调查对象自产自食的大米和叶菜类蔬菜样品，样品均大于500 g，2h内送至当地疾控中心2~4℃的冷库中储存，3天内在省CDC实验室完成全部样品检测。
　　两次调查中均采用相同的方法收集尿样，且测定尿样的试剂、仪器、方法和人员均相同。收集调查对象晨尿并贮存于冷藏箱中，4h内送至省CDC实验室，8h内完成肌酐、尿镉、β2-MG和NAG的检测工作。
　　2.实验室检测
　　2.1主要食物镉指标
　　采用电解耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测主要食物大米和叶菜类蔬菜中的镉含量。
　　2.2机体镉负荷指标
　　采用电解耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测机体镉负荷指标(尿镉含量)。
　　2.3肾损伤效应标志物
　　采用全自动生化仪免疫比浊法测定肾损伤效应标志物尿NAG和β2-MG，采用苦味酸法测定尿肌酐，并用肌酐校正β2-MG和NAG测定值。
　　3.数据的统计分析
　　采用Mann-Whitney检验分析3年前后大米和蔬菜镉含量的差异；采用Wilcoxon符号秩和检验分析3年前后调查对象尿镉、NAG、β2-MG含量的差异；采用χ2检验比较3年前后大米和蔬菜镉含量超标率的差异及调查对象尿镉、NAG、β2-MG异常率的差异。采用线性趋势χ2检验、Pearson相关分析尿镉与β2-MG、NAG的相关性；采用回归分析探讨食物镉与尿镉以及尿镉与肾损伤之间的关联性。
　　结果:
　　1.调查对象的人口学基本特征
　　305名追踪随访对象中，男性154名、女性151名，差异无统计学意义（P>0.05）；低暴露组年龄为57.1±8.0岁，高暴露组为56.9±8.9岁，差异无统计学意义（P>0.05）；吸烟者均为男性，男性吸烟率在低暴露组和高暴露组间的差异无统计学意义（P>0.05）。无论低暴露组和高暴露组，3年前后男性吸烟率的差异均无统计学意义（P>0.05）。
　　2.调查地区主要食物镉含量的变化
　　3年前后大米镉含量的中位数分别为0.43 mg/kg、0.42 mg/kg，异常率分别为71.6％、75.3%，差异均无统计学意义（P>0.05）。随访时蔬菜镉含量的中位数为0.25 mg/kg，较3年前升高(P<0.001)；超标率为60.8%，亦较3年前升高(P<0.001)。3年前后两次调查中，大米、蔬菜镉和性别等因素可分别解释尿镉含量变化的34.2%、41.9%，且大米镉对尿镉的影响最大（β'分别为0.39、0.47。P<0.001）。
　　3.调查对象机体镉负荷水平的变化
　　随访时低暴露组和高暴露组人群尿镉含量的中位数分别为4.20μg/g肌酐、8.64μg/g肌酐。与3年前比较，高暴露组人群尿镉含量升高（P<0.05）。以随访时尿镉含量与3年前尿镉含量的差值作为观察数据，分析尿镉含量的变化。结果显示，高暴露组人群尿镉含量的变化较低暴露组显著（P<0.05）；无论低暴露组和高暴露组，男性人群尿镉的变化与女性比较，差异无统计学意义（P>0.05），不同年龄组（40~49、50~59、≥60岁）人群间尿镉变化的差异亦无统计学意义（P>0.05）。
　　4.调查对象肾损伤效应的变化
　　4.1尿β2-MG、NAG含量及异常率
　　随访时调查对象尿β2-MG含量中位数为0.15mg/g肌酐，异常率为15.1%(46/305)，均较3年前升高(P<0.05)，且异常率为3年前的2.0倍(OR=2.0，95%CI：1.23~3.20)。
　　随访时调查对象尿NAG含量中位数为13.55 U/g肌酐，异常率为33.8%（103/305），均较3年前升高（P<0.001），且异常率为3年前的4.12倍(OR=4.12，95%CI：2.87~5.92）。
　　β2-MG、NAG含量及异常率均呈随尿镉水平增加而升高的趋势（P<0.01）；在不同尿镉水平下，随访时NAG含量及异常率均较3年前年升高（P<0.05）。
　　4.2尿β2-MG、NAG含量的变化
　　以随访时肾损伤效应标志物（NAG、β2-MG）含量与3年前其含量的差值作为观察数据，分析NAG和β2-MG含量的变化。结果显示，尿镉含量愈大。NAG和β2-MG含量的变化均愈大。
　　4.3调查对象慢性轻度镉中毒状况的变化
　　以尿镉异常合并β2-MG异常或尿镉异常合并NAG异常作为慢性轻度镉中毒的判定标准。结果显示，高暴露组人群尿镉与NAG合并判定的异常率、尿镉与β2-MG合并判定的异常率均较3年前升高（P<0.05）。
　　4.4肾功能无异常人群3年后的肾损伤状况
　　针对肾功能无异常人群3年后的肾损伤状况进行分析，尿镉为NAG异常的危险因素，优势比OR(95%CI)值为[1.73(1.02~2.93)]，说明机体镉负荷水平为肾损伤的重要独立危险因素。
　　结论:
　　1.随访时调查地区大米镉含量较3年前无显著变化，蔬菜镉含量较3年前升高，提示调查地区食物镉污染和环境高镉本底的特征依然存在。
　　2.高镉暴露组人群机体镉负荷水平较3年前升高，且机体镉负荷水平的变化较低暴露组显著，与镉在体内的持续蓄积有关。
　　3.肾损伤效应呈进行性加重趋势，以高镉暴露人群更为显著。在反映肾小管损伤变化方面，肾损伤效应指标尿NAG较β2-MG可能更为敏感。