尿液中金属水平与心力衰竭发病风险的多队列关联分析：揭示环境暴露的心血管健康影响

本研究通过MESA、SHS和Hortega三大跨国队列（n=10,818），首次系统评估尿液中金属暴露与心力衰竭（HF）发病的关联。采用Cox比例风险模型和弹性网络分析发现，镉（Cd）、钼（Mo）、锌（Zn）水平每翻倍可使HF风险分别增加15%、13%和22%（HR:1.15-1.22），多金属混合物暴露的HR达1.08-1.55。成果发表于《JACC: Heart Failure》，为环境重金属防控提供循证依据。

　　

研究背景
心血管疾病长期占据全球死因首位，而环境因素的作用日益受到关注。尽管已知铅、汞等重金属与动脉粥样硬化相关，但环境金属暴露对心力衰竭（Heart Failure, HF）的影响仍如"雾里看花"。HF作为心血管疾病的终末阶段，其发病机制复杂，而金属元素可能通过氧化应激、线粒体功能障碍等途径参与心肌损伤。更棘手的是，现有研究多局限于单一区域或种族，且缺乏对必需与非必需金属的系统评估。这种认知空白使得公共卫生决策缺乏针对性依据——究竟哪些金属需要优先管控？不同人群是否存在差异？

为破解这一难题，来自美国MESA（多民族动脉粥样硬化研究）、SHS（强心研究）和西班牙Hortega研究的三支团队强强联合，开展了一项跨越20年的追踪研究。这项迄今最大规模的多队列分析，不仅覆盖白种人、黑种人、西班牙裔和美洲原住民等多样化人群，更创新性地采用尿金属组学技术，为环境医学与心血管病学的交叉研究树立了新标杆。

关键技术方法
研究纳入MESA（n=6,601）、SHS（n=2,917）和Hortega（n=1,300）三个队列基线无心血管疾病的18-85岁参与者，通过电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测尿液中的23种金属浓度，并经肌酐校正。采用Cox比例风险模型计算个体金属的HR值，弹性网络回归分析多金属混合效应，固定效应模型进行跨队列meta分析。左心室射血分数（LVEF）亚组分析进一步区分HF类型。

研究结果

1. 金属-HF关联的流行病学证据
在调整年龄、性别、吸烟等混杂因素后，镉（Cd）展现出最强的剂量-反应关系：尿Cd每增加1倍，HF风险即攀升15%（95% CI:1.07-1.24）。值得注意的是，作为必需微量元素的锌（Zn）和钼（Mo）同样显示显著关联，其HR值分别为1.22（1.14-1.32）和1.13（1.05-1.22）。这种"J型曲线"现象提示，即使是生理必需的金属元素，过量暴露仍可能带来心血管危害。

2. 多金属协同效应的队列差异
当评估五种核心金属（Cd、Mo、Zn、铅、砷）的混合暴露时，SHS队列风险增幅最高（HR=1.55），可能与该队列美洲原住民较高的环境污染暴露有关。而西班牙Hortega队列相对风险较低（HR=1.08），暗示地理或生活方式因素的调节作用。

3. HF亚型分析的启示
在可获得LVEF数据的亚组中，金属暴露与射血分数降低型HF（HFrEF）和保留型HF（HFpEF）均存在关联，且效应量无显著差异。这一发现打破了传统认为环境毒素更易导致收缩功能障碍的假设，为HF的异质性机制研究开辟新视角。

结论与展望
该研究首次在三大洲人群中确证尿Cd、Mo、Zn与HF发病的稳健关联，其创新价值体现在三方面：首先，采用尿生物标志物实现暴露量的精准评估，克服传统环境监测的滞后性；其次，通过混合暴露模型揭示金属间的协同/拮抗效应，为风险评估提供更接近真实场景的数据；最重要的是，研究样本覆盖多种族群体，证实金属毒性具有跨人群普遍性。

这些发现直接推动WHO修订饮用水重金属安全标准，并为临床实践带来启示——对HF高危人群进行尿金属筛查可能成为新的预防医学手段。正如研究者强调的："减少环境金属暴露应纳入心血管疾病的一级预防策略"。未来研究需进一步阐明金属致心肌损伤的分子机制，并探索螯合疗法在HF预防中的潜在价值。