《Journal of Hazardous Materials Advances》：Sources of metal(loid) exposures in a cohort study of workers in El Salvador
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摘要：砷（As，arsenic）、镉（Cd，cadmium）、铅（Pb，lead）及汞（Hg，mercury）等元素暴露与癌症、心血管疾病及肾脏疾病相关，但中美洲人群中的金属(loid)（metalloid，类金属）暴露尚未得到充分研究。研究人员评估了萨尔瓦多
摘要：砷（As，arsenic）、镉（Cd，cadmium）、铅（Pb，lead）及汞（Hg，mercury）等元素暴露与癌症、心血管疾病及肾脏疾病相关，但中美洲人群中的金属(loid)（metalloid，类金属）暴露尚未得到充分研究。研究人员评估了萨尔瓦多成年男性工人队列中饮食/行为因素、职业因素及地理因素与尿金属(loid)浓度的差异。研究人员于2021年测定194名受试者随机尿样中14种金属(loid)及砷（As）形态分布，将尿金属(loid)浓度与美国国家健康与营养检查调查（NHANES，National Health and Nutrition Examination Survey）数据进行比较，采用多元线性回归分析已知金属(loid)暴露来源（如吸烟、海产品摄入）及职业与地理相关预测因子（如行业、地区）与尿金属(loid)浓度的关联。研究人员在受试者尿样中检出14种金属(loid)中的13种及所有目标砷形态生物标志物，检出率为4%–100%。与NHANES相比，MANOS（MesoAmerican Nephropathy Occupational Study）受试者无机砷物种总和（∑iAs，sum of inorganic arsenic species：10 vs. 54 μg/L）、钴（Co，cobalt：0.39 vs. 0.030 μg/L）及铊（Tl，thallium：0.27 vs. 0.20 μg/L）中位浓度显著升高（p<0.05），钼（Mo，molybdenum）与铀（U，uranium）则显著更低（35 vs. 49 μg/L及0.0035 vs. 0.75 μg/L）。近期食用海产品者尿砷甜菜碱（AB，arsenobetaine）浓度升高140%（95% CI：58%，260%）。吸烟者尿镉（Cd）与铅（Pb）分别升高57%（95% CI：21%，102%）与38%（95% CI：3%，85%）。甘蔗工人尿无机砷总和较玉米工人高48%（95% CI：24%，77%），而汞（Hg）与铅（Pb）分别低30%（95% CI：-48%，-6.4%）与43%（95% CI：-59%，-22%）。估算肾小球滤过率（eGFR，estimated glomerular filtration rate）>90 mL/min/1.73 m2提示肾功能正常者相比，钡（Ba，barium）、铯（Cs，cesium）、铅（Pb）及铊（Tl）浓度较高者肾功能较低，锰（Mn，manganese）与铀（U）浓度较高者肾功能反而较高。结果表明饮食、肾功能及工作场所因素影响萨尔瓦多部分金属(loid)暴露。明确金属(loid)浓度来源有助于制定策略以降低暴露及相关健康风险。
萨尔瓦多工人金属(loid)暴露来源及与慢性肾脏病不确定性病因（CKDu，Chronic Kidney Disease of Uncertain Etiology / Mesoamerican Nephropathy）关联的生物监测研究解读
研究背景
中美洲地区特别是太平洋沿岸的哥斯达黎加、萨尔瓦多、危地马拉和尼加拉瓜农村劳动人群中，病因未明的慢性肾脏病（CKDu，亦称中美洲肾病 Mesoamerican Nephropathy）是年轻男性主要死因之一。CKDu特征为近端小管间质损伤，与无机砷（iAs，inorganic arsenic）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）及铀（U）等肾毒性金属(loid)暴露相关。该地区砷污染地下水已有报道，但整体缺乏系统的环境采样及人体生物监测项目，金属(loid)暴露谱及其与职业、饮食、地理因素的关系尚未阐明。本研究依托中美洲肾病职业研究队列（MANOS，MesoAmerican Nephropathy Occupational Study），旨在量化萨尔瓦多工人尿金属(loid)及砷形态浓度，识别已知和潜在暴露来源，并与美国NHANES数据比较，探讨肾功能对尿金属(loid)排泄的影响。
主要技术方法
研究基于MANOS队列萨尔瓦多分支第6次访视（2021年）的194名18–45岁在职男性工人，来自玉米种植、制砖、大蕉种植、道路施工及甘蔗收割五个行业。采集工作前随机尿样，经脱气防腐处理后-80℃保存，送纽约州卫生部Wadsworth中心痕量元素实验室，使用动态反应池电感耦合等离子体质谱（ICP?MS，Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometer）测定14种尿金属(loid)（总砷UTAs、锑Sb、钡Ba、铍Be、铯Cs、钴Co、镉Cd、铅Pb、锰Mn、汞Hg、钼Mo、铊Tl、钨W、铀U）；砷形态分析（无机砷iAs包括亚砷酸/砷酸及硫代类似物、一甲基胂酸MA、二甲基胂酸DMA、砷甜菜碱AB及其他中性/阳离子砷物种）由哥伦比亚大学多元素痕量分析实验室（METAL）采用高效液相色谱—ICP?MS/MS（HPLC?ICP?MS/MS）完成。尿浓度用Levine?Fahy方程按渗量（osmolality）标准化，低于检出限（LOD/MDL）以LOD/√2替代。多元线性回归分析吸烟、近3天海产品摄入、家庭饮水来源、行业、工点、居住省及估算肾小球滤过率（eGFR，CKD?EPI无种族校正公式）与ln转化渗量标准化尿金属(loid)浓度的关联，并用有向无环图（DAG，Directed Acyclic Graph）确定最小充分调整集；主成分分析（PCA，Principal Component Analysis）探索金属(loid)聚类模式。与美国NHANES 2017–2020周期（部分为2015–2016铀数据）中18–45岁西班牙裔/墨西哥裔男性进行渗量标准化中位数比较。
研究结果
3.1. Study population demographics（研究人群人口学特征）
194名参与者中50%从事玉米种植，30%甘蔗，21%道路施工；39%现吸或近期吸烟，46%近3天食用海产品；57%家庭饮用水为市政管网直供。77% eGFR >90 mL/min/1.73 m2，7.2% eGFR <45 mL/min/1.73 m2。
3.2. Urinary metal(loid) concentrations（尿金属(loid)浓度）
14种元素中13种被检出（Be未检出），检出率4%–100%。渗量标准化尿金属(loid)中位数最高为钼Mo（35 μg/L）、总尿砷UTAs（18 μg/L）、铯Cs（5.3 μg/L）、钡Ba（1.5 μg/L），其余<1 μg/L。无机砷总和（∑As）与UTAs高度相关（Kendall τ=0.60），砷甜菜碱AB与UTAs相关性亦较强（τ=0.51），镉Cd与钼Mo（τ=0.43）、铯Cs与铊Tl（τ=0.33）呈中度相关。
3.3. Comparison to NHANES（与NHANES比较）
MANOS受试者所有砷形态（AB、∑As、DMA、MA）、钴Co及铊Tl渗量标准化中位浓度均显著高于NHANES Hispanic男性（p<0.05）；钼Mo与铀U显著低于NHANES。
3.4. Source specific models（来源特异性模型）
校正后，与玉米行业相比，甘蔗行业工人∑As高48%（95% CI：24%，77%），汞Hg低30%、铅Pb低43%、铊Tl低20%、铯Cs低24%，铀U高97%；道路施工行业工人AB低87%。私有井或公共井为家庭水源者尿锰Mn较市政管网者分别高46%与32%。现吸/近期吸烟者尿Cd高57%、Pb高38%。近3天食海产品者尿AB高140%。eGFR降低者尿钡Ba、铯Cs、铅Pb、铊Tl降低，而锰Mn与铀U反而升高。
3.5. Metal(loid) specific models（金属(loid)特异模型）
两个甘蔗工点工人∑As较玉米工点分别高27%与39%；食海产品者AB高240%；吸烟者Cd高38%；私有井水源者Cs低20%，Sugar1工点工作者Cs低21%、Pb低42%；Sugar1工点工作者U高92%。随eGFR下降，Ba、Cs、Pb、Tl尿浓度递减，Mn与U尿浓度递增。
3.6. Principal Component Analysis（主成分分析）
前6个主成分解释74%总方差。PC1所有元素正载荷；PC2以AB与UTAs负向载荷为主；PC3以Mn与U负向载荷为主；PC4以Pb负向载荷为主；PC5以Ba与U正向载荷为主；PC6以Co正向、Hg负向载荷为主。回归显示PC2（砷相关）与吸烟负相关、与市政水源正相关、与甘蔗行业负相关；PC3（Mn?U为主）与各农业行业正相关、与低eGFR负相关（与金属特异模型中Mn/U随eGFR↓↑的现象形成对照，反映多元素综合模式差异）；PC4（Pb为主）与低eGFR正相关；PC5（U为主）与低eGFR负相关且与施工及甘蔗行业正相关。
讨论与结论总结
MANOS队列确认吸烟是Cd与Pb来源，海产品摄入是有机砷（AB）来源，与已有证据一致。与NHANES相比全谱系砷形态升高印证区域砷污染背景。职业因素显示甘蔗工人∑As与U升高，但传统认为的职业性Pb、Hg未升高甚至降低，可能反映不同工点微环境或区域背景差异；道路施工工人AB低或与饮食差异有关。家庭水井与较高Mn相关提示局部地质或井材影响。肾功能与多种尿金属(loid)浓度双向关联——Ba、Cs、Pb、Tl随eGFR下降而降低符合滤过减少，Mn与U随eGFR下降反升需考虑小管重吸收改变或体内蓄积释放。研究局限含点尿不能反映长期暴露、部分暴露组样本量小、饮水源未直接检测金属含量及自填问卷可能误分类。
研究人员得出结论：吸烟是萨尔瓦多工人Cd与Pb暴露来源，海产品消费是AB来源；职业与居住地差异关联部分金属(loid)浓度差异（例甘蔗工人∑As与U较高，私有井居住者Mn较高）；肾功能显著影响尿金属(loid)排泄模式，分析生物监测数据须校正eGFR。该研究强调中美洲需开展系统性饮用水与环境金属(loid)采样及人体生物监测，以识别可干预的区域特异性暴露来源，服务CKDu等金属相关疾病的预防策略。论文发表于《Journal of Hazardous Materials Advances》。
