恒河平原比哈尔邦成年人群中砷与铅暴露负荷的血学调查（Haematological Investigation of Arsenic and Lead Exposure Burden in Adult Human Population at the Gangetic Plains of Bihar, India）

《Discover Toxicology》：Haematological investigation of arsenic and lead exposure burden in adult human population at the Gangetic Plains of Bihar, India

　　

摘要：比哈尔邦（Bihar）是印度东部人口稠密地区，面临重金属环境污染带来的重大公共卫生挑战。砷（Arsenic, As）与铅（Lead, Pb）为持久性毒物，可对多个生理系统产生不良影响。本研究评估了比哈尔邦13个地区常住成年人群的血砷（blood As）与血铅（blood Pb）浓度及其与血液学参数（haematological parameters）的关联。采用横断面生物监测（cross-sectional biomonitoring）设计，纳入1279名农村及城郊成年人。血As均值为41.86 μg/L，血Pb均值为369.19 μg/L，提示广泛暴露。血液学评估显示异常率高：红细胞（red blood cell, RBC）计数偏低占42.7%，贫血（anaemia）占30.3%，白细胞减少（leukopenia）占20.9%，血小板减少（thrombocytopenia）占41.8%。Pearson相关分析显示血As水平与白细胞计数（white blood cell, WBC）（r = ?0.064, p = 0.023）及血小板计数（platelet count）（r = ?0.108, p < 0.001）呈统计学显著负相关，提示砷暴露具潜在免疫毒性（immunotoxin）与血液毒性（haematotoxin）效应。相比之下，尽管血Pb水平明显升高，但与各血液学标志物无显著关联。地区层面分析显示Patna与Vaishali的As浓度较高，Darbhanga与Arwal的Pb浓度较高。上述发现凸显比哈尔邦人群存在广泛的As与Pb体内暴露，其中砷对免疫及造血参数可产生可测量的不良影响。研究强调有必要开展常规生物监测、提供安全饮用水并加强监管措施以降低As与Pb暴露。

论文解读——《恒河平原比哈尔邦成年人群中砷与铅暴露负荷的血学调查》

研究背景与意义

恒河平原（Gangetic Plains）特别是印度比哈尔邦地下水受天然风化及人为活动影响，普遍存在砷（As）与铅（Pb）污染。As经饮水摄入可致皮肤病变、心血管疾病、神经毒性及癌症；Pb可损伤神经系统、肾脏并抑制血红素合成关键酶δ-氨基乙酰丙酸脱水酶（δ-aminolevulinic acid dehydratase, ALAD），引起小细胞低色素性贫血。尽管已有研究报道比哈尔邦部分地区地下水As、Pb超标及儿童、孕妇高危人群暴露状况，但针对一般成年人群同时定量血As与血Pb并系统评价其对全血细胞计数（Complete Blood Count, CBC）参数影响的群体生物监测数据仍十分匮乏。为此，研究人员开展此项横断面研究，旨在明确比哈尔邦13个行政区成年常住居民的体内As、Pb负荷，分析其与RBC、血红蛋白（Haemoglobin, Hb）、WBC及血小板计值的关联，为区域公共卫生干预与政策制定提供流行病学依据。该论文发表于《Discover Toxicology》。

主要关键技术方法概述

研究人员采用多阶段整群随机抽样，选取比哈尔邦13个行政区（Arwal、Begusarai、Bhojpur、Buxar、Darbhanga、Jehanabad、Khagaria、Munger、Nalanda、Patna、Samastipur、Saran、Vaishali）常住≥5年、20–60岁且无血液系统疾病、肝肾慢性病、恶性肿瘤放化疗史及妊娠哺乳状态的成人，最终纳入1279例。采集外周静脉EDTA抗凝血，用三分类血液分析仪（Mycount 340）于24 h内完成CBC检测；另取血经浓硝酸及硝酸—高氯酸（HNO₃:HClO₄=6:1）消解法处理，以石墨炉原子吸收光谱法（Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, GF-AAS, PerkinElmer PinAAcle 900T）定量血As与血Pb浓度。质控使用标准品建立校准曲线（R²>0.999），每10样本插入质控样，方法检出限分别为As 0.09 μg/L、Pb 0.08 μg/L。数据统计采用IBM SPSS 20.0进行描述性分析、Pearson相关分析及多变量线性回归（校正年龄、性别、体质指数Body Mass Index, BMI及地区），部分多重比较采用Bonferroni校正，GraphPad Prism绘制图表，ArcGIS 10.1制作地理分布图。

研究结果

3.1 Demographics of the studied population（研究人群人口学特征）

研究人员纳入1279人（男51%，女49%），平均年龄45.93±13.60岁，平均BMI 24.19±4.96，10.87%偏瘦、48.70%正常、29.94%超重、10.48%肥胖。受试者分布于13个区，Jehanabad（12.7%）与Arwal（12.6%）占比最高，Patna、Bhojpur、Vaishali各约6%–7%。

3.2 Impacts of arsenic and lead exposure on CBC parameters among all subjects（砷与铅暴露对全人群CBC参数的影响）

血As均值41.86 μg/L（SD 80.81），30.4%受试者>10 μg/L（WHO饮水限值换算参考），21.0%>70 μg/L；血Pb均值369.19 μg/L（SD 578.16，约合36.89 μg/dL），87.3%超过WHO建议公共卫生行动阈值50 μg/L。CBC均值均在成人正常范围，但平均Hb 12.71 g/dL略低于参考下限，平均血小板170.25×10³/μL。

3.3 Association between blood arsenic, blood lead and haematological parameters（血砷、血铅与血液学参数的关联）

Pearson相关分析显示：血As与WBC计数呈弱负相关（r = ?0.064, p = 0.023），与血小板计数呈显著负相关（r = ?0.108, p < 0.001）；血As与RBC计数（r不显著）、Hb（r = ?0.016, p = 0.556）无显著相关。血Pb与WBC（r = 0.017, p = 0.541）、血小板（r = 0.012, p = 0.671）、RBC及Hb均无显著相关性。多元线性回归校正协变量后趋势一致。

3.4 Haematological assessment（血液学异常评估）

42.7%受试者RBC<4.2×10⁶/μL，30.3% Hb<12.1 g/dL，20.9% WBC<4.5×10⁹/L（3.5%升高），41.8%血小板<150×10³/μL（即血小板减少症）。

地区分析表明Patna（181.20±8.57 μg/L）、Vaishali（159.93±8.52 μg/L）血As最高；Darbhanga（895.61±93.37 μg/L）、Arwal（665.63±86.29 μg/L）血Pb最高。空间分布图显示恒河盆地诸区金属负荷偏高。

讨论与结论总结

研究人员在讨论中指出，血As与WBC及血小板呈显著负相关，支持砷具有免疫抑制及骨髓造血抑制潜能，与既往孟加拉国、西孟加拉邦研究相符；但相关系数偏弱，需结合个体营养状况、协同暴露等因素综合解读。血Pb未显现与CBC参数的显著关联，可能与成人亚临床暴露、机体代偿适应、铁营养状态差异及横断面单次测量未能捕捉累积/延迟效应有关，但不排除Pb对其他系统（神经、心血管）的毒性，高血Pb仍为重要公共卫生问题。研究局限性包括未明确单一或混合暴露途径、缺乏纵向随访及未测定ALAD活性等生物效应标志物。

结论（翻译）

本研究发现比哈尔邦尤其是恒河流域居民存在广泛的As与Pb体内暴露，人群贫血、白细胞减少及血小板减少发生率高。血砷水平升高与白细胞计数降低及血小板减少显著相关，提示砷对免疫与造血功能具不良作用；血铅虽处高水平却未观察到与血液学参数的显著统计学关联，该结果需谨慎解读。长期As与Pb共存暴露可能增加该地区疾病负担。因此强烈建议对受影响人群开展定期生物监测、保障安全饮用水供应，并在高危区域强化环境与工业排放监管以减轻重金属暴露危害。