基于体内-体外关联与砷镉生物转化的海藻联合暴露风险评估新策略

为解决海藻消费中砷(As)和镉(Cd)联合暴露风险缺乏精准评估方法的问题，研究人员通过创新生理提取法(IPBET)结合小鼠模型，建立了基于生物可给性(BA)、砷形态转化(BR)和相对生物利用度(RBA)的风险评估新策略。结果表明，As和Cd的生物可给性与RBA显著相关，矿物元素显著影响其溶解特性，且长期食用海藻仍存在潜在健康风险，为食品安全监管提供了科学依据。

　　

随着全球海藻消费量持续增长，其富含的砷(As)和镉(Cd)等重金属通过食物链在人体累积可能引发健康风险。然而，传统风险评估仅基于重金属总量，忽略了生物可利用性(BA)和砷形态差异，导致风险被高估或资源浪费。中国食品药品检定研究院国家药品监督管理局药物 regulatory 科学重点实验室的研究团队在《Pharmacological Research》发表论文，通过创新生理提取法(IPBET)结合小鼠模型，首次建立了海藻中As和Cd联合暴露的风险评估新框架。

研究采用三大关键技术：1) 改进的体外生理提取法(IPBET)模拟胃肠消化阶段，测定38种海藻样本中As和Cd的生物可给性；2) 以BALB/c小鼠为模型，通过肝、肾、肌肉多器官联合暴露终点计算相对生物利用度(RBA)；3) HPLC-ICP-MS联用技术分析砷形态转化规律。

3.1 海藻中多元素浓度特征
检测发现三种褐藻（羊栖菜、海蒿子、铜藻）的As总量达7.99–110.00 mg/kg，Cd为0.41–6.94 mg/kg，均超过中国药典限量。

3.2 砷形态分布规律
无机砷(iAs)占比最高（As(V)>As(III)），其次为低毒性的砷甜菜碱(AsB)和二甲基砷(DMA)，未检出砷胆碱(AsC)。

3.3 矿物元素影响机制
钙(Ca)、钾(K)显著抑制As/Cd溶出(R2=0.18–0.45)，而锰(Mn)在肠相促进其释放(R2=0.53–0.79)。

3.5 体内生物利用度
As和Cd主要在肾脏积累，联合暴露终点的平均RBA分别为10.48%和25.19%，IPBET胃相数据与RBA显著相关(As: R2=0.77; Cd: R2=0.73)。

3.7 砷形态转化路径
小鼠代谢实验揭示As(III)可甲基化为DMA和AsB，而AsB会逆向转化为DMA，形成"氧化-还原-甲基化"动态网络。

该研究创新性地整合BA、RBA和BR三大参数，计算靶危害商数(THQ)和总致癌风险(TTR)显示：虽然考虑生物可利用性后风险降低，但长期食用海藻仍存在健康隐患（HI=6.37–16.35，TTR达1.39×10^-4）。研究为制定差异化重金属限量标准（建议iAs≤4.7 mg/kg，Cd≤0.2 mg/kg）提供了理论依据，并提出了基于区块链技术的海藻全链条监管方案。这项成果不仅推动了食品安全风险评估方法的革新，也为环境-食物链-人体健康关联研究提供了新范式。