《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》：Risk factors associated with urinary metal concentrations in middle-aged and older Caribbean adults: the Tobago Health Study
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为解决加勒比地区人群金属暴露数据匮乏的问题，研究人员针对托巴哥中老年非洲裔加勒比人开展了横断面研究，首次全面表征了该人群的尿金属暴露水平，并识别了与人口学特征、生活方式及饮食模式相关的多种风险因素，为制定针对性公共卫生策略奠定了基础。
在加勒比海美丽的岛屿托巴哥，生活着一群中老年非洲裔居民。尽管环境优美，但他们与全球其他地区的人们一样，难以避免地暴露于环境中无处不在的金属元素。这些金属，有些是地壳中自然存在的，有些则来自人类活动，如采矿、制造、燃烧化石燃料等。长期、即使是低水平的金属暴露，也被越来越多地认识到是心血管疾病、代谢综合征、慢性肾病、神经系统疾病乃至癌症等慢性病的重要风险因素。然而，与欧美等地区相比，加勒比海地区的人群金属暴露数据却存在显著的空白，这使得我们难以了解当地的环境污染如何影响社区健康，也无法为这个缺乏研究的脆弱人群制定有效的公共卫生干预措施。特别是中老年人群，他们可能因生命周期长而累积了更高的暴露量，且年龄相关的生理变化可能影响金属的毒代动力学，对慢性病的易感性也更高。为了填补这一关键知识缺口，一个研究团队依托“托巴哥健康研究”(Tobago Health Study, THS)队列，开展了一项开创性的调查。
研究人员从THS队列中随机选取了896名（466名男性和430名女性）40岁及以上的非洲裔加勒比成年人作为研究对象。他们采集了参与者的晨尿样本（男性样本于2014-2016年收集，女性样本于2019-2020年收集），并进行了严格的问卷调查和体格检查，收集了人口统计学、身体成分、生活方式（如吸烟、饮酒、体力活动）和饮食（通过食物频率问卷）等数据。研究的核心在于利用先进的技术精确量化尿液中的金属浓度。他们通过纽约州卫生部沃兹沃思中心的人类健康暴露分析资源(HHEAR)实验室，使用配备八极杆反应系统(ORS)的Agilent 8900 ICP-MS/MS（电感耦合等离子体串联质谱仪）对18种金属和类金属（统称为“金属”）的浓度进行了高灵敏度、高准确度的测量。该技术能有效处理尿液基质中的多种干扰，确保了数据的可靠性。实验室遵循了严格的内部和外部质量保证/质量控制(QA/QC)协议，包括使用内部质量控制材料、标准参考物质以及参与多项国际外部质量评估计划，以保障测量结果的准确与可比性。最终，只有那些在超过70%参与者样本中检出（高于检测限LOD）的金属（共12种）被纳入后续统计分析。为了探索众多风险因素与每种尿金属浓度之间的关联，并处理预测变量间可能存在的多重共线性问题，研究人员采用了按性别分层的偏最小二乘(PLS)回归模型进行分析，并在模型中纳入了尿肌酐以校正水合状态的影响。
研究结果
参与者特征
参与研究的女性平均比男性更年轻（55.8岁 vs. 60.3岁），受教育程度更高。男性的平均身体质量指数(BMI)为27.8 kg/m2，女性为31.1 kg/m2。男性的饮食中包含更多的鱼、大米和根茎类蔬菜，而女性摄入更多的鸡肉和非根茎类蔬菜。
尿金属浓度总结及与其他人群的比较
在测量的18种金属中，有12种在超过87%的男性和女性参与者中被检出，其中砷(As)、镉(Cd)、钴(Co)、铯(Cs)、铜(Cu)、钼(Mo)、铅(Pb)、铊(Tl)和锌(Zn)这9种金属的检出率达到100%。与来自美洲、欧洲、非洲和亚洲的13项其他研究，特别是与美国国家健康与营养调查(NHANES)的数据相比，托巴哥男性和女性的尿金属几何平均数(GM)普遍更高。具体而言，THS男性尿中Cs、Cu、Sn、Tl和Zn的GM超过了对比研究报告中GM的75百分位数；女性尿中Cd、Tl和Zn的GM也超过了75百分位数。
尿金属浓度的风险因素
通过PLS回归分析，研究识别了与尿金属浓度相关的一系列风险因素，且存在明显的性别差异：
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对于女性：年龄每增加一个标准差(SD)（8.8岁），与As、Sn、Cd、Zn、Cs、Cu、Pb和U的浓度升高显著相关。更高的教育水平（中学或大学）与更高的Cs和Tl浓度相关。每周步行时间增加与更低的Co和Ba浓度相关。而鱼摄入量增加与更高的As浓度相关，但与更低的Zn和U浓度相关。鸡肉摄入量增加与更低的As和Mo浓度相关。根茎类蔬菜和米饭摄入量增加则分别与更高的Tl、Pb以及Ba、Pb浓度相关。
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对于男性：年龄每增加一个SD（5岁），与As、Co、Cd、Pb和Cs的浓度升高相关。大学及以上学历与更低的Zn、Pb和Cd浓度相关，但与更高的Cs浓度相关。当前或既往吸烟史与更高的Cd和U浓度相关。饮酒与更高的U浓度相关。鱼摄入量增加与更高的As浓度显著相关。而鸡肉摄入量增加与更低的As和Co浓度相关。此外，更高的BMI与更低的Cd和更高的Tl浓度相关。
该研究建立的模型对某些金属浓度变异的解释程度较高（例如，男性和女性的Cs和Cd可解释约52%的方差），但对另一些金属（如Ba和Sn）的解释度较低，表明存在其他未测量的环境或行为因素影响着金属暴露。
研究结论与意义
这项发表在《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》上的研究，首次对托巴哥中老年非洲裔加勒比成年人的尿金属暴露水平进行了全面表征，填补了该地区人群生物监测数据的关键空白。研究发现，该人群普遍暴露于多种金属，其中一些金属（如Zn和Tl）的浓度高于其他国际报道的水平。研究成功识别出了一系列与尿金属浓度相关的、可改变和不可改变的风险因素，包括年龄、教育水平、身体成分（如BMI、肌肉衰减）、生活方式（吸烟、饮酒、体力活动）和特定的饮食模式（如鱼、鸡肉、蔬菜的摄入）。这些关联模式在男性和女性中存在显著差异，提示了暴露来源、行为或生物处理过程可能因性别而异。
该研究的意义重大。首先，它为中老年加勒比人群建立了宝贵的金属暴露基线数据，可用于未来监测暴露趋势的变化及其潜在健康影响。其次，识别出的风险因素有助于定位可能的暴露源和途径，从而为针对高危亚人群（如老年人、特定饮食偏好者）制定精准的公共卫生信息和干预策略提供科学依据，以降低金属暴露的健康风险。例如，研究提示减少某些海产品摄入、调整饮食结构、鼓励体力活动等可能是潜在的暴露 mitigation（缓解）方向。最后，研究揭示的性别差异和模型未能完全解释的金属浓度变异，指明了未来研究的方向，包括需要进一步探索金属暴露的性别特异性毒代动力学、调查未测量的环境与职业暴露源，以及深入研究金属暴露与肥胖、糖尿病等慢性代谢性疾病之间的复杂双向关系。总之，这项研究为理解和服务于这个以往未被充分研究的加勒比海人群的健康，迈出了坚实而重要的一步。
