镉生物标志在低水平环境暴露人群中应用的可靠性研究

The adverse health effects of the long-term environmental cadmium exposure with low level to population are subclinical change and excess load of contaminant and its metabolites, and evaluated by detecting the biomarkers. The study intends to address the defects in previous studies: (1)The effectivity of existing biomarkers in environmental cadmium exposure with low level will be validated: ①to evaluate the repeatability of the biomarkers; ②to confirm the sensibility and exposure-effect relationship of the biomarkers in environmental cadmium exposure with low level; ③to assess the specificity of the biomarkers and potential confounding factors; ④to make the results more reliable by quality control measures.（2）The influence of environmental cadmium exposure to the health of local residents will be evaluated: ①to assess and analysis the relation of exposure biomarkers and environmental exposures; ②to evaluate interaction between susceptibility biomarkers and cadmium exposure in all biomarkers. Finally, the biomarkers that sensitively and reliably reflect the internal load, biological effects and individual susceptibility of environment cadmium exposure with long-term and low level are selected.

长期低水平环境镉暴露对人群健康的损害常处于亚临床变化和体内污染物及其代谢产物的过量负荷，需要检测相关的生物标志来反应其程度。本研究拟针对以往研究存在的缺陷，通过独特的实验设计：（1）对已有生物标志在低水平环境镉暴露的有效性进行验证性评估：①检测这些生物标志的重复性，评估其个体内和个体间的变异性；②确定已有生物标志对低水平环境镉暴露的敏感性及暴露-效应关系；③评估这些生物标志的特异度及可能的混杂因素；④通过设计和实施质量控制措施使评估结果更具有可靠性。（2）评估研究现场低水平环境镉暴露对当地居民健康的影响及其程度：①评估分析暴露标志与外环境暴露之间的关系；②评估分析暴露标志与效应标志之间的关系；③评估易感性标志与镉暴露在所有候选生物标志水平上如何相互作用。最终筛选出既灵敏又可靠地反映长期低水平环境镉暴露人群中体内负荷、生物学效应及其个体易感性的生物标志。

[目的]探讨镉生物标志在低水平环境暴露人群中的可靠性；通过生物标志评估研究现场低水平环境镉暴露对当地居民健康的影响。[方法]选择甘肃某环境镉水平较高地区为污染地区，该地区100km外的上风侧、有相似的社会经济发展水平、环境镉水平较低的地方为对照地区。收集并检测土壤、玉米和叶片、室内积尘中镉，通过问卷调查收集两地区观察对象一般情况，采集静脉血和晨尿，检测血和尿中镉元素（BCd和UCd），尿8-羟基鸟嘌呤（U8-OHG）、β2-微球蛋白（Uβ2-MG）、视黄醇结合蛋白（URBP）、金属硫蛋白（UMT）、白蛋白（UALB）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（UNAG）和肌酐，检测外周血淋巴细胞（PBLs）MT基因和细胞色素氧化酶P4501A1（CYP1A1）基因表达。[结果]①三次采样BCd、UALB、UMT和URBP检测结果均无统计学差异（均P>0.05），说明这几个生物标志在个体不同时间变化比较小，基本稳定。而UCd、U8-OHG、UNAG和Uβ2-MG的检测结果均有统计学意义（均P<0.01），不够稳定可靠。②污染地区土壤和室内积尘中镉浓度远高于对照地区（均P<0.001），分别是对照地区的19.48倍和16.29倍；而两地区农作物玉米和叶片的镉含量无统计学差异（P>0.05）。③污染地区观察对象暴露生物标志BCd和UCd、效应生物标志UMT、UNAG、URBP、U8-OHG、UALB、Uβ2-MG水平均高于对照地区（均P<0.001）。④易感性生物标志MT基因高表达组人群BCd、UCd水平均高于低表达组（均P<0.05），U8-OHG水平高于低表达水平组（P<0.01），UALB、UMT、UNAG、URBP、Uβ2-MG水平差异均无统计学意义（均P>0.05）；CYP1A1基因高表达水平组人群UMT水平高于低表达水平组（P<0.01），其余生物标志两组间无统计学差异（均P>0.05）。⑤暴露生物标志BCd与效应生物标志Uβ2-MG的变化存在剂量-反应关系，与UALB、UNAG和URBP在低浓度存在剂量-反应关系；暴露生物标志UCd与效应生物标志UALB、UMT、UNAG、Uβ2-MG和URBP的变化存在剂量-反应关系。[结论]污染地区环境镉高于对照地区，且当地居民体内已经有一定负荷和生物效应；暴露生物标志BCd和效应生物标志UALB、UMT和URBP比较稳定可靠。