有毒金属暴露对美国成年人功能性受限与心血管疾病关联的影响研究

《Discover Public Health》：Role of toxic metal exposure in the association of functional limitation and cardiovascular diseases among US adults

本研究针对功能性受限与心血管疾病(CVD)关联是否受有毒金属暴露修饰这一科学问题，基于NHANES 2021-2023数据对3097名美国成年人开展横断面研究。通过调查加权logistic回归分析发现，认知和行动受限与CVD风险独立相关，高血镉、血铅水平显著增加功能性受限风险。虽然联合暴露人群CVD负担最重，但未发现显著的交互作用。该研究为环境因素与健康功能协同管理提供了流行病学证据。

　　

在全球范围内，心血管疾病（CVD）已成为威胁人类健康的头号杀手，每年导致约1860万人死亡，仅在美国就造成超过70万例死亡，带来沉重的经济负担。除了吸烟、不良饮食等传统风险因素，环境污染物特别是重金属暴露对心血管系统的危害日益受到关注。与此同时，功能性受限——即个体在执行日常活动时存在困难——在成年人群中十分普遍，尤其是认知、行动和视力方面的受限，已被证实是心血管不良结局的强预测因子。然而，当功能性受限与有毒金属暴露这两个风险因素同时存在时，它们对心血管健康的影响是简单叠加，还是会产生“1+1>2”的协同效应？这个关键科学问题尚未得到充分解答。

为此，由Rezaul Karim Ripon和Md Jamil Hossain等研究人员组成的团队，在《Discover Public Health》期刊上发表了最新研究成果。他们利用美国国家健康与营养调查（NHANES）2021-2023周期的数据，开展了一项横断面研究，旨在探讨五种有毒金属（铅、镉、汞、锰、硒）的血浆浓度是否会改变功能性受限与CVD风险之间的关联。这项研究为了解环境暴露与生理功能在心血管健康中的复杂交互作用提供了新的视角。

研究人员采用了几项关键技术方法：研究基于NHANES具有全国代表性的复杂多阶段概率抽样设计，纳入3097名≥18岁成年人；通过问卷调查评估认知、行动和视觉三个领域的功能性受限状态；使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）标准化检测全血中五种金属浓度；将金属暴露按第90百分位数分为高/低水平；主要结局为自我报告医生确诊的CVD（包括心衰、冠心病、心绞痛、心梗或卒中）；采用调查加权logistic回归模型调整年龄、性别、种族、婚姻状况和高血压等混杂因素，分析主效应和交互作用。

研究结果

描述性分析与双变量关联

研究人群平均年龄47.9岁，男性占49.9%。功能性受限的患病率较高：认知困难43.2%、行动困难21.5%、视觉困难34.4%，自我报告CVD患病率为7.3%。高血镉水平（≥90百分位数）与所有领域的功能性受限患病率显著相关：认知困难（8.2% vs. 5.0%, p=0.013）、行动困难（10.7% vs. 5.2%, p<0.001）和视觉困难（9.3% vs. 4.9%, p<0.001）。高血铅水平也与行动困难患病率显著增加相关（10.5% vs. 6.9%, p=0.0049）。

功能性受限、有毒金属与CVD的关联

在多变量调整模型中，高血镉和高血铅暴露均显著增加认知困难（镉：OR=1.71, 95%CI:1.07-2.73, p=0.036；铅：OR=1.73, 95%CI:1.07-2.79, p=0.036）和行动困难（镉：OR=1.99, 95%CI:1.12-3.55, p=0.032；铅：OR=2.04, 95%CI:1.14-3.65, p=0.030）的风险。高血汞、高血锰和高血硒也分别与认知困难（汞：OR=1.70；锰：OR=1.75；硒：OR=1.72）和行动困难风险增加显著相关。视觉困难与金属暴露的关联在调整后均不显著。

交互作用分析

尽管同时存在功能性受限和高金属暴露的个体观察到最高的CVD负担，但正式的交互作用检验未达到统计学显著性，表明有毒金属暴露并未显著改变功能性受限与CVD风险之间的关联。

结论与讨论

本研究证实，认知和行动方面的功能性受限与美国成年人较高的CVD患病率独立相关。同时，高浓度有毒金属暴露，特别是镉和铅，与功能性受限的风险增加显著相关。虽然联合暴露人群的CVD负担最重，但统计分析未发现金属暴露对功能性受限与CVD关联的修饰作用。

这一发现具有重要公共卫生意义。功能性受限的高患病率（认知43.2%、行动21.5%）反映了美国成年人群普遍存在的健康挑战，这与人口老龄化和慢性病负担增加的趋势一致。研究结果与先前证据相吻合，如有研究显示中国成年人存在功能受损者发生CVD的风险增加23%，日本老年人日常活动能力受限与卒中风险和心血管死亡相关。

有毒金属通过氧化应激、炎症反应、内皮功能障碍等机制直接损害心血管系统。镉促进内皮损伤和血管炎症，铅通过氧化应激和炎症反应导致动脉粥样硬化，汞影响心脏电生理和收缩性。这些金属产生活性氧物种，导致脂质过氧化、DNA损伤和抗氧化防御机制削弱。

尽管未发现显著的交互作用，但研究强调了同时管理功能性健康和环境暴露的重要性。功能受限可能限制个体参与健康促进行为、获得预防性服务和及时医疗干预的能力，从而间接增加心血管风险。而金属暴露是可改变的环境风险因素，通过政策干预减少人群暴露具有重要预防价值。

研究的优势包括使用全国代表性样本、标准化数据收集和统计方法控制混杂因素。局限性包括横断面设计限制因果推断、血金属浓度反映近期而非累积暴露、功能性受限的自报告可能存在偏倚。未来需要纵向研究探讨时序关系和机制通路。

综上所述，这项研究为将功能性状态评估和环境暴露监测纳入心血管风险综合管理提供了科学依据，提示公共卫生策略应关注识别和减少镉、铅等有毒金属的人群暴露，并结合功能健康促进，实现心血管疾病的有效预防。