镉暴露人群中中性粒细胞-淋巴细胞比率与心血管疾病风险的性别特异性横断面关联及探索性中介分析

《Cardiology Research and Practice》:Sex-Specific Cross-Sectional Associations and Exploratory Mediation Analysis of Cardiovascular Disease Risk by Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio in Cadmium-Exposed Populations

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月23日 来源:Cardiology Research and Practice 2.1

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  背景:心血管疾病(CVD)仍是全球死亡的主要原因,且疾病负担持续上升。环境镉(Cd)暴露已成为CVD的潜在危险因素。本研究旨在探讨Cd暴露与CVD风险之间的关联,并通过探索性中介分析考察横断面关联及潜在炎症通路。 方法:本研究利用美国国家健康与营养调查(NH

  
背景:心血管疾病(CVD)仍是全球死亡的主要原因,且疾病负担持续上升。环境镉(Cd)暴露已成为CVD的潜在危险因素。本研究旨在探讨Cd暴露与CVD风险之间的关联,并通过探索性中介分析考察横断面关联及潜在炎症通路。

方法:本研究利用美国国家健康与营养调查(NHANES)数据。采用logistic回归模型识别影响CVD风险的因素。使用限制性立方样条(restricted cubic splines,RCS)评估剂量-反应关系。开展探索性中介分析,以评估中性粒细胞-淋巴细胞比率(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)在Cd暴露与CVD风险关联中的潜在中介作用。

结果:两性中,CVD患者的血Cd、尿Cd及NLR水平均显著高于对照组(p<0.05)。在男性中,血Cd最高四分位数(Q4)(OR=3.06,95% CI:1.45-6.46,p=0.004)和尿Cd(OR=3.02,95% CI:1.52-6.02,p=0.002)与CVD患病率升高显著相关。相反,在女性中,血Cd未见显著关联(p=0.505),尿Cd的关联(p=0.046)明显较弱且稳健性较差。交互作用分析证实了性别特异性差异(p-交互<0.05)。NLR表现出显著的探索性中介效应(间接效应),分别占男性血Cd-CVD关联的9.4%(95% CI:3.5%-15.2%)和尿Cd-CVD关联的5.0%(95% CI:1.9%-8.1%)。在总人群中也观察到类似显著中介效应:血Cd为7.2%(95% CI:2.2%-12.2%),尿Cd为6.4%(95% CI:2.8%-10.0%)。

结论:这项横断面研究发现,Cd暴露与CVD风险之间存在显著的性别特异性和剂量依赖性关联。炎症反应,尤其是NLR升高所反映的炎症,与观察到的Cd-CVD关联呈横断面相关,提示可能存在一条值得前瞻性验证的通路,尤其是在男性中。
心血管疾病(CVD)是全球范围内导致死亡的首要原因,约占全球死亡总数的32%,疾病负担持续上升。环境重金属污染,特别是镉(Cd)暴露,已被视为CVD的潜在可干预危险因素。Cd具有高生物蓄积性和长期体内滞留特性,可通过呼吸道、消化道和皮肤等途径进入人体并蓄积,长期暴露可激活免疫系统、促进炎症因子释放,诱导慢性低度炎症状态。中性粒细胞-淋巴细胞比率(NLR)作为一种简便易得的全身性炎症指标,已被证明与CVD的发生、进展和预后密切相关。然而,Cd暴露对CVD风险的影响是否存在性别差异,以及NLR能否部分解释Cd与CVD的关联,既往研究仍较有限。

基于此,研究人员利用美国国家健康与营养调查(NHANES)1999-2020年多周期数据(因2011-2014年CRP数据缺失而排除该两周期),最终纳入6122名18岁及以上参与者(男性2983名,女性3139名),其中CVD患者519例(男性318例,女性201例)。CVD定义为曾被医生诊断为冠心病(CHD)、心力衰竭(HF)、心绞痛或心肌梗死(MI)中的任意一种。研究发现,在男性中,血Cd和尿Cd的最高四分位水平与CVD患病率显著相关(OR值分别为3.06和3.02,95% CI均不包含1),且呈明显剂量-反应关系;而在女性中,血Cd无显著关联,尿Cd虽临界显著但置信区间极宽、缺乏趋势稳健性。交互作用分析证实性别是显著的效应修饰因素。探索性中介分析显示,NLR可解释男性血Cd-CVD关联的9.4%和尿Cd-CVD关联的5.0%。这些发现表明,Cd暴露与CVD风险的关联存在性别差异,NLR所反映的炎症状态可能是潜在的生物学途径之一,但需前瞻性研究验证。该研究的意义在于为Cd暴露作为CVD风险因素提供了性别特异性证据,并提示NLR可能作为Cd暴露人群中CVD早期预测和干预的潜在生物标志物,尤其在男性人群中。

本研究的主要技术方法包括:采用加权多变量logistic回归模型(survey-weighted generalized linear models)评估血Cd和尿Cd四分位数与CVD风险的关联,并校正年龄、性别、种族、教育、吸烟、饮酒、高血压、糖尿病、血脂及尿酸等混杂因素;利用限制性立方样条(RCS)评估剂量-反应关系;采用Rao-Wu自举法(1000次重复)进行探索性中介分析以评估NLR的中介比例;依据NHANES复杂抽样设计构造多周期抽样权重(nhs_wt),并以分层变量(SDMVSTRA)和初级抽样单位(SDMVPSU)进行设计校正。

3.1 参与者临床和人口学特征:CVD患者组的C反应蛋白(CRP)、NLR、系统性免疫炎症指数(SII)、血Cd和尿Cd水平均显著高于对照组(p<0.05);分性别亚组分析显示,男性与女性CVD患者的NLR、SII、血Cd和尿Cd水平也均高于各自对照组。

3.2 Cd与CVD风险的性别特异性关联:在校正全部混杂因素后,总人群(OR=2.60,95% CI:1.55-4.37)和男性(OR=3.06,95% CI:1.45-6.46)中,血Cd最高四分位(Q4)与CVD患病率升高显著相关,趋势检验显著;尿Cd Q4结果类似(总人群OR=3.22,95% CI:1.76-5.98;男性OR=3.02,95% CI:1.52-6.02)。在女性中,血Cd关联无统计学意义(OR=1.39,p=0.505),尿Cd虽临界显著(OR=3.57,p=0.046)但置信区间宽且缺乏显著趋势。交互作用分析确认性别显著修饰Cd与CVD的关联(血Cd交互p=0.012,尿Cd交互p<0.001)。对不同CVD亚型分析显示,MI的剂量-反应关联最强,HF对血Cd敏感,而CHD和心绞痛信号较弱。

3.3 剂量-反应关系:RCS分析显示,血Cd与CVD风险在总人群和男性中呈显著正向线性剂量-反应关系;尿Cd在总人群中呈线性关系,在男性中呈J型曲线模式(低剂量平台期后风险急剧上升)。女性中血Cd和尿Cd均无显著剂量-反应关系。

3.4 NLR的探索性中介效应:多变量logistic回归显示,NLR最高四分位与CVD患病率显著升高相关(总人群OR=2.51,男性OR=2.55,女性OR=3.68),线性趋势显著;RCS分析呈线性剂量-反应关系。探索性中介分析发现,NLR在总人群中分别解释血Cd-CVD关联的7.2%(95% CI:2.2%-12.2%)和尿Cd-CVD关联的6.4%(95% CI:2.8%-10.0%);在男性中分别解释9.4%(95% CI:3.5%-15.2%)和5.0%(95% CI:1.9%-8.1%)。女性因Cd总效应不显著或极不稳健,中介结果仅作透明展示而不作解释。

讨论部分指出,男性中Cd与CVD关联更强,可能归因于男性有更多的Cd暴露来源(如职业暴露和吸烟)以及雌激素对女性心血管系统的抗氧化和抗炎保护作用。NLR是反映系统性炎症状态的可靠指标,其升高与CVD风险独立相关。探索性中介分析提示,Cd暴露可能部分通过升高NLR所反映的慢性炎症途径与CVD风险相关联,但横断面设计无法确立时间顺序,也不能排除反向因果。研究局限性包括横断面设计、CVD依赖自我报告、未纳入女性绝经状态及Cd与NLR的单次测量等。

研究结论可概括为:该横断面研究证实了血Cd和尿Cd水平升高与CVD患病率增加显著相关,并呈现清晰剂量-反应关系;性别分层分析显示Cd暴露对CVD风险的影响在男性中更为显著;NLR作为潜在炎症生物标志物,可能在Cd相关CVD风险中发挥部分介导作用。这些发现为Cd暴露与炎症在CVD机制中的潜在相互作用提供了假设生成依据,NLR有望成为Cd暴露人群(尤其是男性)CVD早期预测和干预的辅助指标,但上述关联有待前瞻性队列研究验证。
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