《Ecotoxicology and Environmental Safety》:Whole blood cadmium levels and physical growth in children aged 0–6 years in China: A national cross-sectional study
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为探讨环境重金属暴露对儿童早期发育的影响,本研究首次在全国范围内调查了0-6岁儿童全血镉水平(BCLs)与年龄别身高Z评分(HAZ)、年龄别体重Z评分(WAZ)及年龄别BMI Z评分(BMIZ)等体格生长指标的关联。研究发现,更高的镉(Cd)暴露水平与更低的HAZ、WAZ、BMIZ显著相关,并增加发育迟缓(stunting)和低体重(underweight)的风险,尤其对线性生长负面影响最大。这强调了控制儿童镉暴露对保障其健康成长的重要性。
在儿童的成长道路上,有一个看不见的“绊脚石”正日益受到公共卫生领域的关注,它就是重金属镉(Cadmium, Cd)。镉是一种广泛存在于环境中的有毒污染物,从工业排放到某些食物(如大米、贝类)都可能成为其来源。世界卫生组织(WHO)早已将其列为十大重点关注的公共卫生化学品之一。这种重金属的可怕之处在于,它一旦进入人体,便难以排出,会在骨骼、肾脏等器官中长期累积,其生物学半衰期可达数十年。对于正处于生长发育关键期的婴幼儿和学龄前儿童来说,这种长期的、低剂量的暴露尤为令人担忧,因为它可能干扰骨骼代谢、内分泌功能,进而阻碍正常的体格生长。然而,关于儿童自身的血镉水平究竟如何影响其身高、体重的具体增长,此前在中国缺乏大规模的、具有全国代表性的研究证据。为了填补这一空白,由张欣欣、林荫、何玥等研究者组成的团队,开展了一项覆盖全国15个省份、超过3万名0-6岁儿童的大型研究,其成果发表在环境健康领域知名期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。
为了解答上述问题,研究人员主要运用了以下几项关键技术方法:首先,研究基于一项全国性儿童环境化学污染物暴露流行病学调查的队列,采用多阶段分层整群随机抽样方法,于2013年5月至2015年3月期间,在全国范围内招募了30,156名0-6岁儿童。其次,通过标准化的体格检查,测量儿童的身高和体重,并依据WHO儿童生长标准计算年龄别身高Z评分(HAZ)、年龄别体重Z评分(WAZ)和年龄别身体质量指数Z评分(BMIZ)。最后,使用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)这一高灵敏度、高精度的分析技术,对采集的儿童静脉血样本中的镉浓度进行精确测定,获得全血镉水平(BCLs)数据。
研究结果
3.1. 人口学特征
研究共纳入30,156名儿童,其中男孩占52.69%。分析发现,男孩、年龄增长、居住在中国南方地区、来自农村地区等因素与更高的BCLs风险相关。
3.2. 儿童生长指标和BCLs的分布
全体研究对象的全血镉几何均数(GM)为0.146 μg/L。HAZ、WAZ和BMIZ的中位数分别为0.17、0.18和0.10。发育迟缓、低体重和超重的患病率分别为3.15%、1.98%和5.8%。
3.3. BCLs与儿童生长指标的关联
经过对年龄、地域、城乡分类和家庭年收入等因素进行调整后,多元线性回归分析显示,更高的BCLs与更低的HAZ、WAZ和BMIZ均存在显著的负相关关系。其中,对HAZ的负面影响最为显著。分层分析进一步揭示,这种负面关联在0-<12月龄的婴儿和72-<84月龄的儿童中更为明显。限制性立方样条(RCS)模型也证实了BCLs与这些生长指标之间存在关联。
3.4. BCLs与儿童发育迟缓、低体重和超重的关联
趋势分析表明,随着BCLs四分位数的升高,儿童发生发育迟缓和低体重的风险呈显著上升趋势。然而,在BCLs与超重风险之间,并未观察到显著的线性趋势。这提示镉对儿童生长的影响可能特异性地体现在抑制线性生长上。
研究结论与意义
本研究得出结论:在中国学龄前儿童中,较高的全血镉暴露水平与较低的身高、体重和BMI Z评分显著相关,并且会增加发育迟缓和低体重的风险。其中,镉暴露对线性生长(身高)的负面影响最为突出。
这一发现具有重要的公共卫生意义。它是首次在中国全国范围内揭示儿童自身血镉水平与体格生长受损的直接关联,提供了强有力的本土化证据。研究结果从生物学机制上得到了支持:镉可能通过多种途径阻碍儿童生长,包括干扰生长激素-胰岛素样生长因子1(GH-IGF-1)轴这一调控生长的关键内分泌通路;竞争性抑制钙(Ca)、铁(Fe)、锌(Zn)等必需营养素的吸收;直接抑制成骨细胞(OB)活性、促进破骨细胞(OC)形成,破坏骨重塑平衡;以及扰乱甲状腺激素稳态。
尽管本研究因横断面设计无法断定因果关系,且数据来源于约十年前,可能无法完全反映当前状况,但其基于大规模全国代表性样本的发现,无疑为“减少儿童镉暴露至关重要”这一观点增添了关键砝码。它警示我们,必须将控制环境镉污染、监管食品中的镉含量、提高公众对重金属暴露风险的认识,作为保障儿童健康成长、从生命早期预防长期健康问题的优先公共卫生行动。这项研究为制定相关的儿童健康保护政策和环境标准提供了重要的科学依据。