综述:低至中度砷暴露:全球心血管疾病风险的系统评价

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Environmental Health 5.4

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  本文是关于低至中度砷(As)暴露与心血管疾病(CVD)风险关系的综述。通过系统分析 19 项研究,发现尿 As 与中风发病率、水 As 与缺血性心脏病(IHD)发病率存在正相关,水 As 与 IHD、急性心肌梗死(AMI)死亡率的关联在排除生态学研究后更强,为公共健康研究提供重要参考。

  

引言


砷(As)是一种广泛存在于自然界的类金属元素,人类主要通过饮水和饮食接触无机砷(iAs)。全球约有 2 亿人饮用含有不同浓度 iAs 的水,部分人群的 iAs 摄入量超过世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)规定的最大污染物限值(10μg/L)。饮食中,大米是 iAs 暴露的主要来源,海鲜则是有机砷的重要来源。iAs 在体内代谢迅速,尿液是评估 As 暴露的可靠生物标志物123

慢性高浓度 iAs 暴露(>100μg/L)与心血管疾病(CVD)的关联已被广泛报道,但低至中度 iAs 暴露(<100μg/L)对 CVD 的影响尚不确定。CVD 是全球发病率和死亡率的主要原因,明确低至中度 As 暴露与特定 CVD 结局(如中风、缺血性心脏病(IHD)、急性心肌梗死(AMI)和心力衰竭(HF))的关系,对公共健康具有重要意义45

方法


本综述的方案在 Prospero 平台进行了预注册(ID CRD42023467794),并遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA 2020)以及流行病学观察性研究的荟萃分析(MOOSE)指南。通过检索多个数据库(包括 Web of Science、PubMed、Embase 等)和未发表的学位论文,纳入了评估低至中度 As 暴露与 CVD 结局关系的研究67

研究的纳入标准包括:通过饮用水和 / 或尿液生物标志物评估 As 暴露;提供低至中度饮用水 As(<100μg/L)与 CVD 风险的信息;采用观察性研究设计且研究对象为普通人群。排除标准包括:无人类数据、研究结局不符合要求、无关联度量指标等8

从纳入的研究中提取描述性信息、暴露指标、结局数据和统计信息。采用随机效应模型,通过逆方差加权法计算相对风险(RR),并进行性别分层分析和敏感性分析,使用纽卡斯尔 - 渥太华量表(NOS)评估研究质量910

结果


共纳入 19 项研究,这些研究在不同地理位置开展,研究设计多样,包括前瞻性队列研究、回顾性队列研究等。As 暴露评估方法在尿 As 和水 As 研究中均存在差异,CVD 结局的确定方法也各不相同,这些差异可能影响研究结果的可比性和风险估计的准确性1112

在尿 As 与中风发病率的关联分析中,观察到正相关,汇总 RR 为 1.62(95% CI:1.14 - 2.31)。水 As 与中风发病率的关联提示存在相关性,但未达到统计学显著性(RR = 1.42;95% CI:0.94 - 2.16)。对于 IHD 发病率,水 As 与之存在正相关,汇总 RR 为 1.37(95% CI:1.16 - 1.63)。水 As 与 IHD 死亡率的关联在排除生态学研究后变强,汇总 RR 为 1.31(95% CI:1.02 - 1.68)。水 As 与 AMI 死亡率在排除生态学研究后也呈现正相关,汇总 RR 为 1.46(95% CI:1.09 - 1.94)。在 AMI 发病率和 HF 发病率方面,未观察到与 As 暴露的关联1314

性别分层分析表明,男性和女性在所有结局中均显示出与 As 暴露的关联趋势,且在排除生态学研究后关联更强。

讨论


本研究结果与先前部分研究结果存在一致性和差异。例如,Moon 等研究发现低至高水平 As 暴露与冠心病存在正相关,与中风存在提示性关联;Xu 等分析低水 As 水平与中风死亡率无关联,而本研究中未观察到水 As 与中风死亡率的关联,但尿 As 与中风发病率存在正相关,不过这一关联仅基于两项研究,需要更多研究进一步探索1516

水 As 与 IHD 发病率的关联在本研究中得到了较强的证据支持,且研究间异质性较低。对于 IHD 死亡率,排除生态学研究后关联更强且异质性降低,表明研究设计可能影响了汇总估计17

影响研究结果的因素包括研究设计、样本量和统计精度等。如在中风发病率的研究中,两项大型前瞻性研究对尿 As 与中风发病率的正相关关联起到了主要驱动作用;在水 As 与中风发病率的研究中,三项前瞻性队列研究共同影响了结果18

此外,As 暴露和 CVD 评估方法的差异也是影响 As - CVD 关联的重要因素。尿 As 和水 As 研究在测量技术、暴露分配方法和调整方法上存在差异,CVD 结局确定方法的不一致也可能导致疾病状态分类错误,进而影响对 As 与 CVD 真实关联的估计。因此,未来研究需要统一暴露评估技术和 CVD 病例定义,以提高研究的可比性和风险估计的可靠性1920

As 与 CVD 结局的关联可能通过氧化应激、内皮功能障碍、表观遗传异常、酶活性改变和信号通路失调等机制介导。例如,内皮功能障碍会破坏血管收缩和舒张的平衡,增加中风、心肌梗死等疾病的风险;尿 As 与血清中特定 microRNAs 的表达相关,而异常的 miRNA 表达可能导致 CVD 等疾病21

研究的优势与局限性


本综述的优势在于纳入了两种常用的 As 暴露指标(尿生物标志物和饮用水),并结合了同行评审的已发表文章和灰色文献(如未发表的学位论文),使分析更加全面和平衡。此外,本综述纳入了所有符合标准的研究,不受研究设计的限制2223

然而,本研究也存在局限性。研究主要依赖观察性流行病学调查,易受未知混杂变量的影响,难以确定因果关系。此外,纳入研究中 As 暴露评估和 CVD 结局确定的不一致性限制了研究的可比性,可能导致风险估计的偏差。由于研究间暴露分组的差异较大,无法在特定暴露范围内(如 5 - 10μg/L)评估风险2425

结论


本系统综述通过纳入最新研究和严格的分析框架,加强了低至中度 As 暴露与 CVD 结局之间关联的证据。研究发现尿 As 与中风发病率、水 As 与 IHD 发病率存在关联,水 As 与 IHD 和 AMI 死亡率的关联在排除生态学研究后更强,性别分层分析显示男性和女性均存在与水 As 相关的风险增加2627

鉴于 CVD 在美国导致大量死亡和疾病负担,即使 As 暴露导致的 CVD 风险略有增加,也可能对个人和社区健康产生重大影响。由于 AMI 和 HF 与 As 暴露的关联尚不确定,未来研究应针对性地设计,以进一步明确低至中度 As 暴露与 CVD 结局之间的关系,为监管风险评估和公共卫生政策制定提供重要参考28

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