多金属暴露与儿童青少年骨密度的关联研究：为骨骼健康筑牢防线

儿童和青少年的骨骼健康至关重要，其骨密度（BMD）影响一生的骨骼状况。为探究多金属暴露与 BMD 的关系，研究人员分析 1591 名 8 - 19 岁参与者数据。结果发现血 Pb、血清 Cu 与 BMD 呈负相关，血清 Se 呈正相关，且金属间存在复杂相互作用。该研究为保护儿童骨骼健康提供依据。

　　在成长的旅程中，孩子们的骨骼就像正在建造的高楼，每一块 “砖头” 都至关重要。骨密度（Bone Mineral Density，BMD）作为衡量骨骼健康的关键指标，在儿童和青少年时期对骨骼的生长和矿化起着决定性作用。低峰值骨密度的青少年，成年后更易被骨质疏松和脆性骨折等健康问题 “盯上”。

以往的研究虽然关注到了一些金属与 BMD 的联系，但大多是针对单一金属展开的。可在现实生活中，人们往往会同时接触多种金属，就像生活在一个充满各种 “小怪兽” 的世界里，这些 “小怪兽”（金属）联合起来会对骨骼健康产生怎样的影响呢？这个问题一直没有得到很好的解答。而且之前的研究样本大多局限于特定人群，缺乏广泛的代表性，使得研究成果难以推广到更广泛的人群中。为了填补这些知识空白，来自杭州市萧山区第一人民医院文 yan 分院的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》杂志上。

研究人员从美国国家健康和营养检查调查（NHANES）2011 - 2016 年的数据中，精心挑选了 1591 名 8 - 19 岁的参与者。他们通过测量全血中的镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、锰（Mn）以及血清中的铜（Cu）、硒（Se）、锌（Zn），来了解这些金属在孩子们身体里的 “踪迹”。同时，利用双能 X 线吸收法（Dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）测量腰椎和全身的 BMD。为了更深入地探究金属暴露与 BMD 之间复杂的关系，研究人员运用了多种先进的统计方法，如加权分位数和回归（Weighted Quantile Sum，WQS）、贝叶斯核机器回归（Bayesian Kernel Machine Regression，BKMR）等。

研究结果

1. 参与者特征差异：研究涉及 1591 名参与者，包括 592 名 8 - 11 岁儿童和 999 名 12 - 19 岁青少年。经分析发现，儿童和青少年在体重指数（BMI）、可替宁水平、身体活动、空腹状态、高血压患病率、总 BMD 和腰椎 BMD，以及血清 Cu、Se、Zn 和血 Pb、Cd、Hg 水平上存在显著差异。比如，青少年的高血压患病率更高，身体活动水平、腰椎 BMD 和总 BMD 也更高；而儿童的血清 Cu 和血 Pb 水平则高于青少年。
2. 金属测量及相关性：Mn、Cu、Se 和 Zn 的检测率均为 100%，Pb、Hg、Cd 的检测频率分别为 98.93%、75.24%、59.59%。血中金属浓度从高到低依次为 Mn、Pb、Hg、Cd，血清中 Se 浓度最高。这些金属浓度之间的相关性并不明显，其中血清 Se 和 Zn 的相关性最强，但也只是呈弱相关（r = 0.22）。
3. 线性回归分析结果：在控制混杂因素后，线性回归分析显示，血 Pb、血清 Cu 和血清 Se 与腰椎 BMD 相关。血 Pb 和血清 Cu 与腰椎 BMD 呈负相关（血 Pb：β = -0.013；血清 Cu：β = -0.063），血清 Se 则呈正相关（β = 0.035）。在与总 BMD 的关系中，血 Cd、血 Pb、血 Mn 和血清 Cu 均呈负相关 。在多金属模型中，血 Pb 和血清 Cu 与总 BMD 仍显著相关12。
4. WQS 分析结果：WQS 回归分析表明，WQS 指数与腰椎 BMD（β = 0.019，P < 0.05）和总 BMD（β = 0.019，P < 0.001）均显著相关。进一步分析发现，在与腰椎 BMD 的关系中，血清 Se、血 Cd 和血 Hg 的加权值分别占 43%、38% 和 15%；在与总 BMD 的关系中，血 Cd、血清 Se 和血 Hg 的加权值分别占 43%、29% 和 18%，而血清 Cu 对两者的影响最小34。
5. BKMR 分析结果：BKMR 模型评估了金属暴露对腰椎和总 BMD 的综合影响。结果显示，暴露于低于第 50 百分位数金属水平的个体，其腰椎和总 BMD 呈负相关。同时发现，血 Pb 和 Mn 与腰椎 BMD 呈负相关，血 Cd、Hg 和血清 Se 与腰椎 BMD 呈正相关。对于总 BMD，血 Pb 和 Mn 呈负相关，血 Hg 和血清 Se 呈正相关。而且，血 Cd 在低浓度时与总 BMD 正相关，高浓度时则呈负相关。此外，研究还发现 Mn 和 Cd 之间存在相互作用，当血中 Mn 浓度固定在不同百分位数时，血 Cd 浓度与腰椎 / 总 BMD 的关系斜率会发生变化56。

研究结论与讨论

该研究通过对大量美国儿童和青少年的样本分析，揭示了多种金属暴露与 BMD 之间的复杂关系。血 Pb 和血清 Cu 与 BMD 呈负相关，血清 Se 与腰椎 BMD 呈正相关。WQS 回归和 BKMR 模型进一步证实了金属混合暴露对 BMD 的非线性影响，尤其是 Cd 和 Mn 之间的协同效应。这意味着，在评估骨骼健康时，不能只关注单一金属的作用，多种金属的共同影响更为重要。

不过，该研究也存在一些局限性。由于采用横断面研究设计，难以确定金属暴露与骨骼健康之间的因果关系，这就好比只看到了事情的表面，还没找到背后真正的原因。另外，研究排除了 8 岁以下儿童，且未考虑某些饮食和遗传因素，也没有确定金属暴露的具体阈值。尽管如此，这项研究为后续的研究和干预措施提供了重要的基础。未来，需要开展前瞻性研究来进一步明确因果关系，同时纳入更多影响因素，确定金属暴露阈值，从而更好地保护儿童和青少年的骨骼健康。它就像一盏明灯，为后续的研究照亮了方向，也为制定保护儿童骨骼健康的策略和公共卫生政策提供了关键的依据 。