重金属暴露与肺功能及气道炎症的关联：基于人群研究的启示

本研究针对重金属暴露对呼吸健康的影响机制尚不明确的问题，通过分析美国国家健康与营养调查（NHANES）2011-2012年3576名成人数据，首次系统评估了镉（Cd）、汞（Hg）、锰（Mn）、铅（Pb）、硒（Se）五种重金属混合暴露与气道炎症标志物FeNO及肺功能参数（FEV1 、FVC、FEV1 /FVC）的关联。研究发现Cd和Pb显著降低肺功能，Hg升高气道炎症，Se可能具有保护作用，为环境重金属暴露的呼吸健康风险防控提供了重要依据。

　　

重金属与呼吸健康的隐秘战争：一项揭开环境暴露与肺功能关联的里程碑研究

在现代工业社会，重金属污染如同无形的幽灵，通过空气、水源和食物链悄然侵入人体。镉、汞、铅等重金属在人体内长期蓄积，可能引发从癌症到器官功能障碍等一系列健康问题。其中，呼吸系统作为直接接触外界环境的重要屏障，首当其冲承受着重金属暴露的冲击。然而，关于多种重金属混合暴露对气道炎症和肺功能的综合影响，科学界仍存在显著认知空白。

慢性呼吸系统疾病已成为全球第三大死亡原因，每年导致超过1.12亿伤残调整生命年损失。肺功能参数如FEV₁
（第一秒用力呼气容积）和FVC（用力肺活量）是评估呼吸健康的核心指标，而FeNO（呼出气一氧化氮分数）则是反映气道嗜酸性炎症的关键生物标志物。尽管已有研究表明单一重金属可能损害呼吸系统，但真实环境中人们往往同时暴露于多种重金属，这些物质之间可能产生复杂的协同或拮抗作用。

北京大学第一医院呼吸与危重症医学科的研究团队利用美国国家健康与营养调查（NHANES）这一具有全国代表性的大型数据库，对3576名成年人进行了横断面研究。通过多模型分析揭示了重金属混合暴露与呼吸健康的复杂关系，相关成果发表在《Journal of Translational Medicine》。

研究采用三大关键技术方法：1）基于NHANES队列的标准化数据采集，包括肺功能测试（使用俄亥俄822/827型干式滚封肺量计）和FeNO检测（Aerocrine NIOX MINO?分析仪）；2）电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）精确测定五种血液重金属浓度；3）应用多元线性回归、加权分位数和（WQS）回归及贝叶斯核机回归（BKMR）等先进统计模型，解析混合暴露效应。

重金属与气道炎症的博弈
研究发现血清汞（Hg）与FeNO呈显著正相关，每单位增加使FeNO升高0.20 ppb，提示Hg可能通过诱发氧化应激和免疫激活加剧气道炎症。BKMR分析显示Hg是混合暴露中对FeNO影响最大的正向因素，权重占比达40.2%。有趣的是，镉（Cd）虽在单因素模型中与FeNO负相关，但在调整吸烟等混杂因素后关联消失，可能反映吸烟对结果的干扰。

肺功能受损的"重金属指纹"
镉暴露展现出最强烈的肺功能损害效应：每单位血镉增加导致FEV₁
下降106.22 mL，FVC减少74.94 mL，FEV₁
/FVC比值降低1.35%。铅（Pb）同样显示负面效应，但与镉相比程度较轻。WQS模型确认镉是影响肺功能的首要负面因素，对FEV₁
的负向权重达62.2%。锰（Mn）则表现出保护性关联，可小幅提升FEV₁
/FVC比值。

硒的双面性
作为必需微量元素，硒（Se）在WQS分析中对FEV₁
和FEV₁
/FVC贡献了最大正向权重（45.5%和33.9%），提示适量硒摄入可能通过抗氧化机制拮抗重金属毒性。但这一关联在完全调整模型中未达显著，反映其保护作用可能受其他因素调节。

人群差异的启示
分层分析发现性别和BMI显著修饰重金属效应：女性对汞的炎症反应更敏感，而男性从硒的保护中获益更多。吸烟状态也改变重金属作用模式，当前吸烟者中硒与肺功能的积极关联尤为突出，可能与吸烟加剧氧化应激有关。

这项研究首次系统描绘了重金属混合暴露与呼吸健康的复杂图谱，具有三重重要意义：首先，确立镉和铅为肺功能损害的关键环境风险因素，为职业暴露限值修订提供依据；其次，揭示汞作为气道炎症的独立危险因素，提示需加强含汞产品监管；最后，发现硒的潜在保护作用，为营养干预提供新思路。研究采用的BKMR和WQS等先进模型，为解析环境混合暴露效应树立了方法学典范。

未来研究需通过前瞻性设计验证因果关系，并深入探索重金属相互作用的分子机制。正如研究者强调："这些发现凸显加强重金属环境监管的紧迫性，对易感人群实施肺功能监测将有助于早期发现呼吸损害。"这项成果不仅为公共卫生政策制定提供科学依据，也为开发针对重金属毒性作用的干预策略指明了方向。