《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Global dynamics of blood cadmium in older adults and its association with Alzheimer’s disease mortality: A Bayesian hierarchical model-based analysis of 30 countries from 1990 to 2020
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本研究针对环境污染物镉(Cd)的神经毒性风险，通过系统分析1990-2020年30个国家102项研究的血镉数据，首次构建全球老年人血镉暴露与阿尔茨海默病(AD)死亡风险的定量关联模型。研究采用贝叶斯分层回归模型估算几何均值(GM)和几何标准差(GSD)，计算人群归因分数(PAF)和估计年度百分比变化(EAPC)，发现血镉暴露与AD死亡率存在显著地域差异，为制定镉污染防控策略提供了重要流行病学依据。
随着全球人口老龄化加速，阿尔茨海默病(AD)已成为重大的公共卫生挑战。世界卫生组织预测，到2030年全球AD患者将达到8200万，2050年将攀升至1.52亿。除了遗传因素和生活方式，环境污染物特别是重金属暴露日益被认为是神经退行性疾病的重要风险因素。其中，镉(Cadmium, Cd)作为一种广泛存在的环境污染物，通过香烟烟雾、污染食品和工业排放进入人体，其潜在的神经毒性机制亟待深入探索。
尽管已有证据表明镉积累与AD病理过程相关，但血镉暴露对全球老年人AD死亡率的整体影响尚未得到系统评估。不同国家和地区在工业化进程、环境监管力度、饮食习惯等方面存在显著差异，导致镉暴露水平呈现明显的地域特征。因此，迫切需要一项涵盖多国数据的大规模研究，来量化镉暴露对AD死亡的贡献度，并为制定针对性的公共卫生干预措施提供科学依据。
在这项发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》的研究中，研究人员开展了一项跨越30年的全面分析，收集了来自30个国家的102项研究数据，涵盖79,993名60岁及以上老年人。研究团队采用贝叶斯分层回归模型，系统评估了1990-2020年间全球血镉暴露的时空变化 pattern及其与AD死亡率的关联。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：通过系统检索PubMed和中国知网等数据库获取血镉浓度数据，并进行标准化处理；使用贝叶斯分层回归模型估计血镉几何均值(GM)和几何标准差(GSD)；采用蒙特卡洛模拟计算人群归因分数(PAF)；基于全球疾病负担(GBD)数据计算年龄标准化死亡率(ASR)和估计年度百分比变化(EAPC)；利用增强人类发展指数(AHDI)进行相关性分析。
3.1. 老年人镉暴露生物标志物研究特征
数据分析显示，不同国家和地区老年人血镉暴露水平存在显著差异。例如，2007年法国研究显示平均血镉浓度为0.69μg/L，而同期泰国研究报告的几何均值高达1μg/L。美国NHANES数据表明，1999-2018年间60岁以上成年人血镉水平呈下降趋势，从0.53μg/L降至0.35μg/L，反映了公共卫生干预措施的效果。
3.2. 数据连续性和完整性评估
数据质量评估显示，加拿大、中国、德国和荷兰等国的数据具有较高的连续性和覆盖度，加权总分分别为0.33、0.60、0.67和0.67。相比之下，法国、意大利等国的数据完整性较差，加权总分仅为0.22和0.36，凸显了全球镉暴露监测的不均衡性。
3.3. 回归系数和分布参数估计
贝叶斯模型显示，地理位置水平截距的标准差为0.44，年份相关因子的标准差为0.47，表明不同国家和地区间镉暴露存在显著变异。社会发展指数(SDI)与镉暴露呈负相关(回归系数-0.22)，而烟草使用与镉暴露呈正相关(回归系数0.15)。
3.4. 血镉浓度的GM和GSD
研究发现，埃及的血镉GM从1990年的1.147μg/L降至2020年的0.268μg/L，降幅达72%；而澳大利亚同期GM从0.532μg/L升至1.288μg/L，增幅达142%。日本血镉GM从1.136μg/L上升至3.806μg/L，增幅达235%，反映了明显的区域差异。
3.5. 镉暴露对AD死亡率的影响
蒙特卡洛模拟结果显示，镉暴露相关的AD死亡率存在显著地域差异。埃及女性镉相关AD死亡数从1990年的1076例降至2020年为零，EAPC为-59.90%。相反，澳大利亚女性镉相关AD死亡数在2020年达到6335例，EAPC为43.22%。年龄分布分析表明，埃及、中国等国家AD死亡主要集中在60-69岁年龄组。
研究还发现，虽然挪威、德国等国家在AHDI提高的同时实现了AD死亡率的下降，但波兰、意大利等国尽管AHDI有所改善，镉相关AD死亡率却呈现上升趋势，表明经济增长本身不足以降低环境健康风险。
讨论部分深入分析了镉暴露与AD关联的生物学机制。实验研究表明，镉可通过氧化应激破坏血脑屏障(BBB)，激活小胶质细胞和核因子κB(NF-κB)信号通路，诱发神经炎症和神经元损伤。在AD模型中，慢性镉暴露会抑制Nrf2/HO-1抗氧化轴，激活JNK通路，增加β-位点淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)活性，促进β-淀粉样蛋白(Aβ)积累。
不同国家镉暴露趋势的差异反映了政策干预的效果。德国通过实施"电池指令"政策，沙特阿拉伯依靠石油精炼主导的工业结构，均成功降低了血镉水平。而澳大利亚发达的采矿业和日本富含镉的饮食习惯(如大米和贝类消费)则导致暴露水平上升。烟草控制措施的差异也是重要因素，早期实施控烟政策的欧美国家血镉下降明显，而吸烟率较高的东亚国家改善较为有限。
研究局限性包括：依赖二手生物标志物数据可能无法完全捕捉暴露差异；使用单一风险比(HR=3.83)计算PAF可能影响负担估计的准确性；未调整遗传、生活方式等其他混杂因素。未来研究需要整合更多环境、行为和遗传变量，加强因果推断。
这项研究首次全面评估了全球血镉暴露对AD死亡的负担，揭示了显著的区域差异，为制定针对性的镉管理策略提供了重要科学依据。随着镉暴露对全球健康影响的持续加剧，进一步研究镉累积的长期效应，特别是在老年人群中的影响，对于减轻未来AD负担至关重要。通过环境监管、烟草控制和食品安全措施的综合施策，有望有效降低镉相关的神经退行性疾病风险。
